3 國內(nèi)各種剩余電流動作斷路器的性能及發(fā)展動向
我國剩余電流動作斷路器的生產(chǎn)和應(yīng)用起步較晚，但經(jīng)過80年代和90年代的自行研制、開發(fā)，引進國外先進技術(shù)，取得了較大的進展，已經(jīng)形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。據(jù)不完全的統(tǒng)計，1998年全國剩余電流動作保護器的年銷售量（包括出口）已超過1200萬臺。其中，剩余電流斷路器占57％，剩余電流保護插頭占25％，其余為剩余電流保護繼電器、剩余電流保護插座等。
我國生產(chǎn)的剩余電流動作斷路器絕大部分為電子式的，約占剩余電流動作斷路器總產(chǎn)量的90％左右。電磁式剩余電流動作斷路器因制造成本高、價格貴，使用量較少，目前僅占10％左右。主要種類有：家用及類似用途剩余電流斷路器、剩余電流斷路器（主要由低壓塑殼斷路器派生而成）、移動式剩余電流動作斷路器和剩余電流繼電器等。
3.1 家用及類似用途剩余電流斷路器
家用及類似用途剩余電流斷路器可分為帶過電流保護和不帶過電流保護兩種，適合于非專業(yè)人員使用。主要使用在商店、辦公樓、飯店及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中，對低壓線路和用電設(shè)備進行保護。
3.1.1 帶過電流保護的剩余電流動作斷路器
國內(nèi)主要生產(chǎn)的型號有：C45Vigi、DPNVigi、DS250S、GS250S、FAZ-L、DZL118、DZ126L、DZ12L、DZ47L、KL、E4EB/M、E4CBEL、E4EL及BCL32系列等。主要技術(shù)指標：額定電壓220V和380V，額定電流絕大部分為63A及以下，有些系列可達到125A，額定剩余動作電流多數(shù)為30mA及以下，分斷時間不大于0.1s。帶過載和短路保護，短路分斷能力為3kA/4kA/6kA/10kA。有的產(chǎn)品還帶有過電壓保護，動作值一般為380V±10％。極數(shù)有1P＋N、2P、3P和4P等。其中C45Vigi、DS250S、DZ47L、FAZ-L、E4EB/M、E4CBEL、E4EL和KL等系列剩余電流斷路器是近幾年發(fā)展起來的，由小型斷路器和剩余電流保護附件拼裝而成的剩余電流動作斷路器。分斷能力高，外形美觀。寬度尺寸模數(shù)化，模數(shù)為18mm。剩余電流保護附件和小型斷路器的拼裝可以在工廠完成，也可以在現(xiàn)場拼裝，可以根據(jù)需要靈活地與小型斷路器組合安裝在配電箱中，特別適合于在終端電器配電箱及城鄉(xiāng)居民住宅配電箱中使用。因此這幾年發(fā)展迅速，其產(chǎn)量已占家用剩余電流斷路器產(chǎn)量的20％以上。
3.1.2 不帶過電流保護的剩余電流動作斷路器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號有DZL43（FIN）、NFIN、AB62、AB63、DZL18、DZL29、DZL31、DZL33、DZL38、LK28、DLB和DBL等系列及類似的剩余電流斷路器。
主要技術(shù)指標：額定電壓220V和380V，額定電流63A及以下，額定接通分斷能力500A，額定剩余動作電流30mA，分斷時間不大于0.1s。部分產(chǎn)品可帶過載保護或過電壓保護。其中絕大部分額定電壓為220V、額定電流40A及以下的單相電路中使用的二極剩余電流斷路器。
這其中有一部分是在80年代初期或中期開發(fā)的額定電流為10A的專門用于民用住宅的產(chǎn)品，例如，DLB和DBL等系列，隨著居民用電量的增加，市場在逐步萎縮。有些電子式家用剩余電流斷路器，制造廠為降低成本，采用分立式的電子元件，把有關(guān)的抗干擾線路和保護線路省掉，采用低價元件和材料組裝，成本降到10元左右或以下，使產(chǎn)品的可靠性、壽命及抗干擾性能極差，這種產(chǎn)品很難通過安全認證。但因這種產(chǎn)品在有的時候通以剩余動作電流還能動作，容易對用戶產(chǎn)生誤導(dǎo)，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中應(yīng)引起重視。隨著我國用電規(guī)范的完善和用電水平的提高，這類產(chǎn)品必將淘汰。
隨著這幾年住宅建設(shè)的發(fā)展，一些地方的住宅建筑設(shè)計規(guī)范中除了強制規(guī)定住宅建筑必須安裝剩余電流動作斷路器外，還要求支路開關(guān)的相線和中線都應(yīng)斷開。為適應(yīng)規(guī)范的變化，施耐德公司在DPN雙極斷路器基礎(chǔ)上，在中國市場首先推出了具有過載、短路和過壓保護的DPNVigi二極剩余電流斷路器，具有可開閉的中性線，額定電流20A，分斷能力4.5kA，寬度尺寸只有36mm，可用于4kW的住宅低壓線路中，適合我國目前大部分城鄉(xiāng)居民住宅的配電容量，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，居民的用電量不斷提高，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的每戶居民用電量已提高到10kW以上，因此額定電流50～63A以上的剩余電流斷路器的需要量也在上升。
3.2 剩余電流斷路器
由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，適合于專業(yè)人員使用。國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號有DZ15L、DZL25、DZ20L和SL系列及類似的產(chǎn)品。基本上都是電子式的剩余電流斷路器。這類產(chǎn)品額定電流較大，除了漏電保護外，還具有過載和短路保護，可作為工廠車間、農(nóng)村等配電裝置主干線、分支線的漏電和過載短路保護裝置。
產(chǎn)品技術(shù)指標：額定電壓為380V，額定電流最大為630A，極數(shù)為三極或四極，短路分斷能力最大為30kA。額定剩余動作電流有30、100mA和300mA，分斷時間有一般型和延時型二種。一般型分斷時間不大于0.2s，延時型的延時時間有0.2、0.4、0.5s和1s，可進行分級保護，達到選擇性保護的要求。
SL系列剩余電流斷路器是國內(nèi)新開發(fā)的孿生式剩余電流斷路器，其外形尺寸和安裝尺寸與同樣電流等級的塑殼斷路器完全一樣，極數(shù)為3P或4P，額定電壓為220V、380V兩用型，額定電流從100～800A，額定短路分斷能力最高為50kA。由于其技術(shù)經(jīng)濟指標較高，在工農(nóng)業(yè)配電裝置中具有廣闊的應(yīng)用前景。
3.3 剩余電流繼電器
3.3.1 一般型剩余電流繼電器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號有JD1、JD3、DBL等。
產(chǎn)品技術(shù)指標：其中JD1是電磁式剩余電流繼電器，額定電壓380V，額定電流200A，額定剩余動作電流為30、100mA和300mA，分斷時間不小于0.2s。JD3為電子式剩余電流繼電器，額定電壓380V，額定電流100～800A，額定剩余動作電流從30mA～1A分級可調(diào)，分斷時間分一般型和延時型兩種。一般型的分斷時間不大于0.2s，延時型的延時時間有0.2、0.4、0.8s和1s等幾種。
3.3.2 脈沖型剩余電流繼電器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號有JD24、JD27、JD42、LJM、JLM、JMC、LMJ、MDJ、MDBL、HSCTJ、TBJ1等，均為電子式剩余電流繼電器。
產(chǎn)品技術(shù)指標：額定電壓220V/380V，額定電流250A以下，額定緩變剩余動作電流為200mA/300mA，額定突變剩余動作電流40mA/50mA/75mA，分斷時間不大于0.2s，具有重合閘功能。剩余電流繼電器對間隔5s內(nèi)再次突然施加的額定緩變剩余動作電流，具有重合閘閉鎖功能。
3.3.3 鑒相鑒幅型剩余電流繼電器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號有JD6、JD9、JD19、JD26、JD31、JD41、CDJD2、HWDJ、GLJ、HSCTJ、LBM、LTS、QJC、QLK、LSXF、ZTBJ1等型。
產(chǎn)品技術(shù)指標：額定電壓220V/380V，額定電流150A/250A，額定緩變剩余動作電流為200mA/300mA，額定突變剩余動作電流40mA/50mA/75mA，分斷時間不大于0.2s，具有重合閘功能。剩余電流繼電器對間隔5s內(nèi)再次突然施加的額定緩變剩余動作電流，具有重合閘閉鎖功能。突變剩余動作電流值與突變剩余動作電流和緩變剩余動作電流之間的相位無關(guān)。有的鑒相鑒幅型還帶有節(jié)能功能。
3.3.4 智能剩余電流保護繼電器
具有自動判別電網(wǎng)泄漏電流的功能，當電網(wǎng)泄漏電流增大時，繼電器能把動作電流自動調(diào)到上檔的動作值。當電網(wǎng)泄漏電流減小時，又自動回復(fù)到下檔動作值。
我國目前剩余電流繼電器主要是在農(nóng)村低壓電網(wǎng)中使用，剩余電流繼電器與交流接觸器組合成剩余電流動作斷路器作為主干線或分支線路的漏電保護裝置。尤其是脈沖型、鑒相鑒幅型剩余電流繼電器專門適應(yīng)我國農(nóng)村低壓電網(wǎng)泄漏電流比較大，把緩慢變化的動作電流值設(shè)定在200～300mA之間，避開電網(wǎng)正常泄漏電流的誤動作；把突然變化的動作電流值設(shè)定在40mA左右，這在一定程度上提高了農(nóng)村低壓電網(wǎng)剩余電流動作斷路器的投運率。目前在農(nóng)村電網(wǎng)中有一定的市場，但相應(yīng)地帶來誤動作增多，影響了供電的連續(xù)性，降低了供電質(zhì)量，因而在城市電網(wǎng)中至今未見使用。
工業(yè)生產(chǎn)中剩余電流繼電器的使用主要是在石油化工、鋼鐵企業(yè)等需要連續(xù)供電的場所，作為漏電報警或絕緣監(jiān)視用。
3.4 移動式剩余電流動作斷路器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號有CL1-10、BLC、LBX、LBC、CL1-10、QLK、ATL、WLT-1及THD10型剩余電流動作斷路器。
此類產(chǎn)品技術(shù)指標：額定電壓220V，額定電流10A/16A，額定剩余動作電流10mA/15mA，額定接通分斷能力250～300A，分斷時間不大于0.1s，均在單相電路中使用。
近兩年來，由于家用電器配套需要量的增加，剩余電流動作斷路器發(fā)展很快。新開發(fā)的剩余電流動作斷路器外殼采用高強度的工程塑料，外形輕巧美觀，體積小，例如LBX型剩余電流動作斷路器，外形尺寸為42mm×70mm×33mm（不包括插銷部分），體積只有老產(chǎn)品的1/2。有的剩余電流動作斷路器還可帶有過熱保護傳感器，對電熱器具進行過熱保護，防止其因過熱或空燒發(fā)生損壞。1998年剩余電流動作斷路器全國銷售量已接近
300萬件。產(chǎn)品主要用于與電熱水器、空調(diào)器、電吹風等家用電器及手持電動工具配套，其中有相當部分是與家用電器配套后出口到國外去的。
4 國外剩余電流動作斷路器的發(fā)展動向
4.1 家用及類似用途剩余電流斷路器
歐洲剩余電流動作斷路器的發(fā)展以家用剩余電流斷路器為主，基本上都是電磁式剩余電流斷路器。
歐洲不帶過電流保護的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢是把二極和四極分成兩個殼體，使二極剩余電流斷路器的體積大為減小：二極寬度為2個模數(shù)（36mm），四極寬度為4個模數(shù)（72mm）。代表性的產(chǎn)品有SIEMENS公司的5SM1、5SZ3系列；ABB公司的F360、F370系列，F(xiàn)＆G公司的NFIN系列等，其最大額定電流為63A，采用標準導(dǎo)軌式安裝方式，接線端子提供接線柱式接線和壓板式接線兩種方式，適用于安裝在配電箱中，可直接用標準母線排與其他電器連接。帶過電流保護的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢，由小型斷路器（MCB）和剩余電流動作保護附件組裝成剩余電流動作斷路器，組裝方便靈活，尺寸模數(shù)化，標準導(dǎo)軌安裝方式，便于在配電箱內(nèi)安裝使用。代表性產(chǎn)品有SIEMENS公司的5SU系列，ABB公司的DS250S，F(xiàn)＆G公司FL7系列，施耐德公司Vigi C60，Vigi NC100系列等。
動作時間除原有的一般型和S型（選擇性型）外，還增加了10ms的短延時特性。具有良好的抗誤動作能力，可防止閉合泄漏電流較大的負載（例如電容性負載）時引起剩余電流斷路器誤動作。SIEMENS公司把這種特性標志為K型，F(xiàn)&G公司標志為G型。
此外為適應(yīng)產(chǎn)生平滑直流電流的工業(yè)電氣設(shè)備日益增多，如頻率變換器、X射線發(fā)生器或UPS系統(tǒng)等場合的需要，西門子公司在90年代中期推出對交流故障電流、脈動直流故障電流和平滑直流電流都能可靠動作的全電流敏感型剩余電流動作斷路器。其額定工作電壓415V，額定電流63A，額定剩余動作電流為30、300mA，寬度為8個模數(shù)（144mm），這項技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。
4.2 剩余電流斷路器
由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，日本發(fā)展較快，以富土電機公司和三菱電機公司為代表，均為電子式剩余電流斷路器，其產(chǎn)品在世界上處于領(lǐng)先地位。
日本的富士電機公司和三菱電機公司在90年代推出了30～800A殼架電流等級的孿生式斷路器。其結(jié)構(gòu)特點：剩余電流斷路器和塑殼式斷路器外形尺寸和安裝尺寸完全相同，比較老產(chǎn)品體積縮小了30％。電壓范圍廣，可以在100V-240V-440V交流電壓范圍內(nèi)通用，能適合于在不同電壓等級的低壓網(wǎng)絡(luò)中使用。短路分斷能力高，例如富士HG403B系列可達到AC415V，65kA；三菱NV400-REP系列可達到440V，125kA。此外，三菱的HEP和SEP系列產(chǎn)品還具有預(yù)報警功能，當故障電流達到預(yù)定值的50％時，預(yù)報警指示燈開始閃爍進行報警，閃爍頻率越高，表示事故越嚴重。預(yù)警指示可以告訴監(jiān)控人員及早采取措施，排除故障，保證供電的連續(xù)性。
ABB公司在S1～S3系列塑殼斷路器上拼裝RC211、RC212剩余電流脫扣器模塊組裝成剩余電流斷路器。剩余電流脫扣器模塊寬度與斷路器尺寸一樣，可以裝在塑殼斷路器后面（垂直式）或側(cè)面（水平式）。最大額定短路分斷能力為85kA。剩余電流脫扣器結(jié)構(gòu)為電磁式，不需要任何輔助電源，能在50～500V電壓正常工作。RC212型還有報警功能，當剩余電流達到預(yù)定值的50％時，預(yù)報警信號燈就會閃爍報警；閃爍頻率隨剩余電流增加而增加，直至電流達到預(yù)定值時自動切斷電路。
從國內(nèi)剩余電流動作斷路器的發(fā)展來看，我國剩余電流動作斷路器從數(shù)量上和品種上，基本能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，并在電網(wǎng)的安全保護中發(fā)揮了巨大的作用。我國農(nóng)村低壓電網(wǎng)漏電保護現(xiàn)在主要采用一級總保護，隨著農(nóng)村電氣化的實現(xiàn)和信息時代的到來，家用電器和家用電腦在城鄉(xiāng)居民家庭日益普及，對供電的可靠性和連續(xù)性的要求會越來越高。用脈沖型和鑒相鑒幅型剩余電流動作斷路器作為一級總保護，其誤動作相對較多，跳閘頻繁，動作后停電面大，因而供電可靠性的矛盾將越來越突出。借鑒國外漏電保護發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和居民住宅家用剩余電流斷路器逐漸普及，農(nóng)村低壓電網(wǎng)的漏電保護形式應(yīng)逐步由一級總保護向總保護、分支保護與終端保護組成的二級保護或三級保護過渡?？偙Ｗo和分支保護應(yīng)推廣采用具有過載、短路和漏電保護的剩余電流斷路器，動作電流為100～300mA，動作時間采用延時型，總保護延時時間為0.2～0.3s左右，分支保護延時時間為0.2s左右。終端保護應(yīng)采用一般型的家用剩余電流斷路器，可采用帶過載和短路保護的剩余電流斷路器，或采用不帶過電流保護的剩余電流斷路器，而另外用小型斷路器來提供過載和短路保護，動作電流不大于30mA，動作時間不大于0.1s?？偙Ｗo、分支保護與終端保護在動作時間和動作電流上協(xié)調(diào)配合，可達到選擇性保護的要求。分級保護的實現(xiàn)將顯著減少因保護裝置誤動作而造成的停電次數(shù)，把故障停電區(qū)域限制在最小范圍，從而大大提高電網(wǎng)的安全水平和供電質(zhì)量。
剩余電流斷路器把檢測剩余電流的功能和斷開主電路的功能組合在一起，同時還可對線路進行過載和短路保護，不僅可縮小裝置的體積，降低制造成本，而且可大大提高電網(wǎng)的保護水平。為了加快分級保護的實施，剩余電流動作斷路器產(chǎn)品的制造廠和用戶應(yīng)相互配合，積極開發(fā)性能可靠、動作時間穩(wěn)定的延時型剩余電流斷路器，以滿足主干線和分支線保護的需要。對于家用剩余電流斷路器，制造廠和用戶應(yīng)共同努力，擺脫低價位競爭的怪圈，設(shè)法在提高抗干擾性能和可靠性方面下功夫，進一步改進產(chǎn)品性能，加強對剩余電流斷路器的運行管理和售后服務(wù)，使農(nóng)村電網(wǎng)通過技術(shù)改造，設(shè)備水平和安全水平產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍。
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