住宅建筑剩余电流保护配合研究

张德圳

（中国石油天然气管道局有限公司矿区服务分公司，河北 廊坊 065000）

随着人民美好生活需要的日益增长、国家行业标准不断提升，标准提升可能引发新的矛盾，需要研究解决。居民住宅供电的应用中，20 世纪90 年代，国家设计规范先后增加了用于防止触电伤害和防止火灾的剩余电流保护，本文主要讨论居民住宅剩余电流保护配合问题。

1 住宅剩余电流保护存在配合问题

1.1 其他直接接触防护措施失效或使用者疏忽时的附加防护

《住宅设计规范(GB 50096-2011)》8.7.2规定：“8.7.2 住宅供电系统的设计，应符合下列规定：除壁挂式分体空调电源插座外，电源插座回路应设置剩余电流保护装置；”（根据条文解释，TT 系统所有插座需设置剩余电流保护装置）。

《低压配电设计规范（GB50054-2011）》5.1.12 规定：“额定剩余动作电流不超过30mA 的剩余电流动作保护器，可作为其他直接接触防护措施失效或使用者疏忽时的附加防护，但不能单独作为直接接触防护措施。”

作为其他直接接触防护措施失效或使用者疏忽时的附加防护，一般电源插座回路选择30mA、动作时间＜0.1s 的剩余电流保护开关，通过反时限设定30mA 保证人身在触电发生时不至于发生心室颤动引发致命危险。此保护是为了人身安全存在的，下文简称防触电剩余电流保护。

1.2 防止火灾发生设定的保护

现行《住宅设计规范(GB50096-2011)》8.7.2 规定：“住宅供电系统的设计，应符合下列规定：每幢住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警。”最早规范是要求每幢住宅安装漏电保护动作于跳闸的，后来调整为可动作于报警。跳闸与报警各有优劣，本文不予以讨论。笔者认为，规范的调整说明每幢住宅建筑使用漏电保护动作与跳闸存在一些问题，本文主要就这些问题剖析、研究，提出解决方案给大家参考。

1.3 防火剩余电流保护与防触电剩余电流保护设计存在配合问题原因

根据前文所述，设计规范要求一般插座要求设置防触电剩余电流保护，照明回路、壁挂式分体空调电源插座已被规范排除要求使用防触电剩余电流保护外，《住宅设计规范(GB50096-2011)》8.7.3 规定：“每套住宅应设置户配电箱，其电源总开关装置应采用可同时断开相线和中性线的开关电器。”户配电箱只要求同时断开相线和中性线的开关，也未要求采用防触电剩余电流保护。这就造成了如果每幢建筑按规定设定不大于500mA 的防火剩余电流保护，一旦户内照明回路或壁挂式分体空调电源插座发生接地短路或漏电，就会造成整幢建筑停电，且不易查清故障。

2 剩余电流保护设定与配合

2.1 增设剩余电流保护位置

如果建筑设置不大于500mA 的防火剩余电流保护，为防止户内照明回路或壁挂式分体空调电源插座发生接地短路或漏电，保护误动作于整幢建筑总开关，可在防火剩余电流保护与户内照明回路或壁挂式分体空调电源插座间设置剩余电流保护。存在以下几种增设方案：

（1）户内照明回路、壁挂式分体空调电源增设剩余电流保护。由于出线保护配合问题出现原因，是国家规范未要求户内照明回路或壁挂式分体空调电源插座设立剩余电流保护，所以在该回路增设剩余电流保护，并且保护定值与上级防火剩余电流保护配合，可以解决剩余电流保护配合问题。由于户内照明回路和壁挂式分体空调电源插座回路普遍泄漏电流小，故装设带防触电的剩余电流保护开关一般不会产生误动，还能起到防止意外触电作用，同时，也防止了手持式电动工具使用壁挂式分体空调电源插座时，插座无剩余电流保护的触电风险。因此，推荐采用此种方式解决保护配合问题。但由于户内开关一般产权归住户私有，住户装修时，可选择更换开关，一旦因为某种原因（如安装空间不足）更换为非剩余电流保护开关，该回路发生的剩余电流故障就会造成整幢楼动作。采用此种方式解决配合问题时，应考虑补充其他措施来解决长期管理问题。

（2）户内总开关增设剩余电流保护。户内总开关增设剩余电流保护，如实现良好配合，能实现故障限定在户内，也可防止故障扩大。但如果照明回路、壁挂式分体空调电源开关回路不设剩余电流保护且故障时，会造成户内总开关断电，照明插座同时失电，造成居民生活不便。根据笔者实际经验，照明灯具故障可能会造成剩余电流保护故障跳闸，如户内总开关增设剩余电流保护，照明、插座同时失电，可能造成居民不便。此方案是第一个方案的替换方案，既有建筑改造配电箱位置不足，为节约成本可考虑此方案。

（3）运维分界点处增设剩余电流保护。供电公司或物业公司与居民住户运维有分界点，这个分界点一般在计量表处，分界点以下线路和设施运维责任归居民住户所有，在运维分界点设置剩余电流保护容易区分责任，避免影响其他无故障用户。

（4）单元开关等处增设剩余电流保护。在下文提到保护定值整定需要增加保护层级时，可分区增设剩余电流保护，分区可设立在楼总箱单元开关或单元箱总开关等处。

2.2 保护定值要求

防触电剩余电流保护的保护限定值来源于人体安全电流要求，限定值30mA，0.1s。由于设定已足够小，生产设定更灵敏的开关产品会增加成本且容易误动，所以防触电保护限定值一般是统一的，无法通过改变整定值来实现防触电保护配合。防火剩余电流电流来源于易产生火灾的漏电电流限定，500mA 的动作值不能突破，但存在小于500mA 动作值的开关。根据《民用建筑设计规范GB51348-2019》对“电气火灾监控系统的剩余电流动作报警值宜为300mA”的条文解释，“剩余电流式电气火灾监控探测器动作报警值300mA 是引自《低压电气装置第4-42 部分：安全防护、热效应第422 节火灾特别危险场所的防护措施》IEC 60364-4-42-422 火灾防护的规定，泄漏电流达到了这一数值就可能会引起火灾，因此建议报警值为300mA”。所以500mA 是保护定值上限，但不是保护定值的最佳值，保护定值的最佳值在300mA 及以下。防火漏电与防触电剩余电流间配合不存在问题，防火剩余电流间配合可以采用电流配合和时间配合，保证继电保护不误动要求即可。

由于良好线路存在很小的正常漏电电流，电器设备本身也存在正常泄漏电流，同时，线路和电器设备启动时也存在涌流。当整幢建筑拥有正常泄漏电流、涌流的设备、线路过多时，正常泄漏电流和涌流积累可能超过300mA，可能需要500mA 保护定值来实现。对于涌流，因为送电时才出现，如果能用时限配合解决尽量采用时限定值配合躲过误动，时限无法配合时才考虑电流定值配合。整幢建筑采用500mA 保护定值时，建议分区块设立保护，使各区块处于300mA 及以下剩余电流保护定值的保护下，以保证大部分线路的泄漏电流不高于300mA。区块的设定可以在各单元、运维分界点，根据实际现状决定，但分级不宜太多。

对既有建筑的整定配合，要经过精确估算，防止老旧线路的非泄漏电流纳入正常泄漏电流中予以保护排除。

3 未来展望

3.1 建议厂家增加防火剩余电流开关动作时间级数

从保护原理上讲，防火剩余电流保护是为了防止电缆老化泄漏电流引发电气火灾，而电缆老化是长期的过程，不需要防火漏电实现非常快速的反应。而在实际应用过程中，保护定值必须躲过合闸涌流，否则，容易出现保护误动。如果整定时间不能躲过涌流，就必须加大整定电流，可能造成保护定值超过300mA 或500mA。当定值超过500mA 时，就不能作用于跳闸了，只能采用监视的做法，而监视的反应速度会明显比跳闸慢很多，所以，建议厂家考虑防火剩余电流开关的保护定值时间增长、级数增多给应用更多的选择。

3.2 基于网络化、智能化防火剩余电流保护未来可期

社会发展、信息化进步，造成信息化产品可靠性增高、成本降低，家用智能插座、智能电器产品不断推新、完善，但工业化产品推进迟缓。网络化可解决孤立元件间的保护配合难题，准确判断故障来源，通过记录分析泄漏电流发展过程，智能区分线路老化和正常泄漏电流未来可期。