剩余电流保护装置分析论文

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摘要：该文分析了剩余电流保护装置的跳闸、不能合闸、不跳闸、灵敏度低、误动作等故障及简单排除方法。

关键词：剩余电流保护装置跳闸故障

1剩余电流保护装置的一般故障跳闸

1.1电源侧、分支线线路故障跳闸

剩余电流保护装置受雷击感应过电压的影响，造成故障跳闸。

低压电网中，线路绝缘子受外力撞击绝缘受损，使泄漏电流增大，引起电源侧或分支线的剩余电流保护装置跳闸。

在台风和雷雨季节，低压电网架空线断线落地，造成单相接地故障，故障电流使电源侧或分支线的剩余电流断路器跳闸。

电气线路或电气设备，由于长期超负荷运行，使绝缘下降，当电气回路中的剩余电流值，大于动作电流值时，会引起剩余电流断路器跳闸。

电气线路的中性（N）线受损，绝缘水平降低，形成了不平衡电流的分流，也会使电源侧保护装置跳闸。

1.2产品制造质量引起的故障

剩余电流保护装置的电流互感器制造过程中的平衡特性、过载特性和温度特性较差，受到外界杂散磁场影响，和自身电气线路中大功率电动机起动的影响，发生动作跳闸。

受温度、湿度影响引起的误动，在每年夏季的高温季节，温度超过+35℃时，剩余电流保护装置经常出现间隙性跳闸，由于保护装置质量差，电子线路受温度影响引起的动作跳闸。

当配电变压器有两条以上分支线路，操作其中一台剩余电流保护装置试验按钮，或其中一条被保护线路发生接地故障时，会引起另一条线路的剩余电流保护装置动作，这是保护装置自身抗干扰性能力较差，引起的动作跳闸。

对于三相电源只接两相负荷，如弧焊变压器、大功率的电焊机，起动电流比较大，当剩余电流互感器的平衡特性较差时，可会引起剩余电流保护装置频繁跳闸。

1.3选型不当而引起的动作跳闸

1.3.1电源侧或分支线剩余电流保护装置选型错误

电源侧或分支线由于选用了无延时（一般型）的剩余电流断路器，会引起动作。

在电源侧或分支线安装的剩余电流保护装置，是作为间接接触电击保护。为此应选用低灵敏度，延时（S）型或动作特性可调剩余电流保护装置，避免在单相大电流电器起动、早晚用电高峰时，因电流过大，引起电源侧或分支线剩余电流保护装置的误动作。

1.3.2分级保护选型错误

电气线路上采用剩余电流保护装置作分级保护时，由于末端保护和电源侧或分支线保护装置的动作电流和动作时间不匹配，如上下级保护的动作时间差小于0.2s、下一级保护装置的动作电流值深入到上一级保护装置，因此造成在电气线路的末端发生故障时，电源侧、分支线或末级剩余电流保护装置同时动作。

1.3.3额定剩余动作电流选择不当

电源侧或分支线剩余电流保护装置的额定剩余动作电流值选择不当，对被保护线路的剩余电流没进行测量，一般额定剩余动作电流值选择过小，在高峰负荷时，剩余电流超过额定剩余电流保护装置整定值，而引起电源侧或分支线剩余电流保护装置动作。一般情况下，当剩余电流保护装置动作电流小于电路正常泄漏电流值的2倍时，保护装置就不能投入运行。

2剩余电流断路器常见故障分析

剩余电流断路器是集剩余电流保护、过电流保护和短路保护为一体的断路器，发生故障后应有专业人员排除故障，若需检修，也必须有专业检修人员进行，必要时应返回生产单位。常见故障一般如下。

2.1剩余电流断路器不能合闸

剩余电流断路器不能合闸，是指断路器操作机构接通电源位置时，立即脱扣跳闸。

若因分合闸操作机构不良引起的故障，应检查机构连杆及机械传动部分有无损坏，并予以更换。

剩余电流脱扣装置不良引起的故障。

由热脱扣过电流保护动作引起的故障。热脱扣机构因过流动作后双金属片没有得到充分冷却，不能马上操作合闸。

2.2剩余电流断路器不跳闸（拒动）

电子式剩余电流断路器信号放大电路，电源的降压元件损坏，在发生接地故障时，因放大电路无电源而引起拒动。

剩余电流断路器中的剩余电流互感器损坏，接地故障时无信号输出而引起拒动。

剩余电流断路器脱扣线圈开路，无法执行跳闸指令而引起拒动。

剩余电流断路器脱扣器失灵而引起拒动。

剩余电流断路器机构故障或触点熔焊引起拒动。

2.3剩余电流断路器灵敏度低

剩余电流断路器动作灵敏度低的原因，主要是剩余电流互感器特性变差，电子式元件、电磁式剩余电流脱扣器性能变差所至。

纯电磁式，因为大短路电流接地造成的剩余电流互感器过载特性差，或采用铁镍合金非晶态磁性材料，因高温造成的塑料铁心骨架变形导致的灵敏度下降（严重变形时会造成拒动）。这类故障应返厂修理。

电子式剩余电流断路器灵敏度低，一般常见的多为晶体管放大倍数下降，晶闸管控制极触发参数变差等。

2.4剩余电流断路器误动作

剩余电流断路器误动作故障，是指在动作电流值满足使用条件的情况下，由使用环境条件、线路结构、负载特点、外界电磁干扰、设备大电流启动等造成的误动作，以及断路器本身因使用操作不当，机构零件性能变差所产生的误动作。

因错接线引起，如N线、PE线混接，会引起剩余电流断路器误动作。

10kW以上电动机降压起动时，由于自保持线圈碰壳或绝缘油及绝缘纸板老化，起动时弧光对外壳放电，引起剩余电流保护装置动作。

电动机启动时，由于定子绕组存在匝间短路故障，也可能引起剩余电流保护装置跳闸。

3组合式剩余电流保护装置故障分析

3.1线路故障引起动作

不带支线负荷时，剩余电流保护装置投运正常，合上各支线后，保护装置跳闸，自动重合一次后，又立即分断，永久性断开，则为支线线路故障。

电力线路剩余电流超过额定动作值，如保护装置额定动作电流值为300mA，当线路剩余电流大于150mA时，就有可能使剩余电流保护装置频繁动作。此时用钳形电流表测量各支路的剩余电流，将剩余电流大的支路排除或采取措施。

线路负荷不平衡，特别是线路支线较长，用电设备多，相应剩余电流增大，当在用电高峰时，造成保护装置动作跳闸。

裸导线架空线路（无绝缘保护）与其它线路（如广播线、电话线）交叉时，发生间断性接触，特别是刮风下雨天气容易产生对地短路，造成断电器跳闸。

室外的裸架空线路与其它物体相碰（如树枝）等造成单相接地故障。

线路接头绝缘破损，漏电流增大。

线路断线接地。

保护范围内，大电机启动时，造成跳闸：

·剩余电流保护装置互感器安装位置不对；

·剩余电流互感器有故障；

·剩余电流动作值接近继电器临界动作电流值；

·大电机外壳漏电。

当保护范围外线路投动时，引起继电器动作：

·若剩余电流动作保护装置是新安装时，应考虑剩余电流保护装置之间PE线与N线有混线现象；

·外电流线路距离剩余电流保护装置太近，电磁干扰引起。

设备投切或操作过程中引起继电器跳闸的原因：

·电气设备存在漏电故障；

·电气设备N线和PE线混用。

电气线路故障引起继电器跳闸：

·剩余电流未超过动作电流值，但变化较频繁，变化幅度较大，一般为线路上有漏电点或树枝碰到的导线。

·电气线路中有剩余电流大的设备投入运行，当该设备投入时，就会引起跳闸，应特别注意的是可能有一相一地的照明等。

·两台配电变压器负荷较小，而末端引至同一地点，易发生两台配电变压器间混接。当负载投入时，即发生跳闸现象。

·穿过剩余电流保护装置的中性（N）线对地绝缘不合格，或与有线电视或广播线交叉，也会产生剩余电流变化幅度大的现象，而引起继电器频繁动作。

同一配电箱的两台或三台继电器间互相干扰，即其中一台合上后，另一台跳闸或引起另两台均跳闸：

·首先查找该配电箱各支路有无混接现象，特别应注意的是中性线（N），三相剩余电流保护装置后的动力线路不能混接单相照明设备。

·剩余电流互感器位置不对应（即将A路的剩余电流互感器接在了B路上，B路的剩余电流互感器接在了A路上），当A路应该跳闸时，A路不跳而引起B路跳闸。

·变压器的接地线断开或接地不良，电阻值较大，也可引起各分路间互相干扰，可合上另一台剩余电流保护装置，观察表头指示值有无变化的办法来判别，如合上另一路后，这一路的剩余电流指示有变化，必然有混接或接地不良现象。

使用单相电机或功率很小的用电设备时，引起剩余电流继电器的动作。

单相小电机起动电流比正常运行时电流大几倍或十几倍，当该设备直接起动时，引起继电器动作，有可能存在着重复接地现象。当电机起动时，继电器的指示用表的指针会有明显的变化，当重复接地点与接地点距离、用电设备与中性点接地的距离均是引起动作的各种因素。重复接地在剩余电流动作保护装置投运时极易被忽视。某些地区存在剩余电流动作保护装置合不上，将相线，N线对换后，投运正常。此时会引起以上的情况（因为相线对地剩余电流较严重，调整后，出现上述接地现象，剩余电流变小），所以必须将重复接地点排除，否则会产生误动的情况。

用电高峰时会经常跳闸：

·有较大剩余电流的设备定期投入使用，由于这些设备有剩余电流故障，使用后，总剩余电流量增大，就会使继电器跳闸。

·标准中要求安装末端剩余电流保护装置，而用户端的改造不彻底，如用户家中将单相剩余电流动作保护装置上下侧短接，当有故障时，强行送电造成上一级保护动作跳闸。

3.2组合式剩余电流保护装置拒动原因分析

·剩余电流互感器损坏，信号放大电路没有信号输入。

·剩余电流继电器中的输出接点烧坏，无法断开合闸电源。

·由剩余电流继电器控制的线圈，存在接地现象，虽接受了跳闸指令，但线圈无法释放。

·由剩余电流继电器控制的分励脱扣线圈开路，无法执行剩余电流继电器的跳闸电源。

·电源主开关（塑壳式、框架式空气断路器，交流接触器）主触头熔化，无法切断电源。

·接线错误引起的拒动。

·配电变压器的工作接地装置与低压侧中性点连接处锈蚀，接触电阻增大，或接点松动，影响到剩余电流保护装置的灵敏度。

4单相或家用剩余电流保护装置常见故障及排除

单相或家用剩余电流保护装置，一般容量较小（5～40A）以10～26A的较为普遍。因其容量较小，整体结构、内部电路较为简单，故障率较低，运行中检修较为方便。一般故障原因如下：

·家用的剩余电流断路器，由于受潮，电流增大，导致家用剩余电流断路器跳闸；

·房屋装修时，预埋导线不规范（未用绝缘管穿线），导致接头处未用绝缘缠包，在阴雨天墙体受潮，引起家用剩余电流断路器跳闸；

·导线老化或受外力破坏，绝缘受损引起家用剩余电流断路器跳闸；

·末端电气设备（如电动机）的接线端子板上，因接线螺丝未拧紧，接触不良，而导致接点发热，引起接线板绝缘老化，绝缘水平降低，产生接地故障电流，从而使剩余电流保护装置跳闸。