3 國內(nèi)各種剩余電流動(dòng)作斷路器的性能及發(fā)展動(dòng)向
我國剩余電流動(dòng)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(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，取得了較大的進(jìn)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(jì)，1998年全國剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的年銷售量（包括出口）已超過1200萬臺(tái)。其中，剩余電流斷路器占57％，剩余電流保護(hù)插頭占25％，其余為剩余電流保護(hù)繼電器、剩余電流保護(hù)插座等。
我國生產(chǎn)的剩余電流動(dòng)作斷路器絕大部分為電子式的，約占剩余電流動(dòng)作斷路器總產(chǎn)量的90％左右。電磁式剩余電流動(dòng)作斷路器因制造成本高、價(jià)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(dòng)式剩余電流動(dòng)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(hù)和不帶過電流保護(hù)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(duì)低壓線路和用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
3.1.1 帶過電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器
國內(nèi)主要生產(chǎn)的型號(hào)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(biāo)：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(dá)到125A，額定剩余動(dòng)作電流多數(shù)為30mA及以下，分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.1s。帶過載和短路保護(hù)，短路分?jǐn)嗄芰?kA/4kA/6kA/10kA。有的產(chǎn)品還帶有過電壓保護(hù)，動(dòng)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(hù)附件拼裝而成的剩余電流動(dòng)作斷路器。分?jǐn)嗄芰Ω?，外形美觀。寬度尺寸模數(shù)化，模數(shù)為18mm。剩余電流保護(hù)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(chǎng)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(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號(hào)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(biāo)：額定電壓220V和380V，額定電流63A及以下，額定接通分?jǐn)嗄芰?00A，額定剩余動(dòng)作電流30mA，分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.1s。部分產(chǎn)品可帶過載保護(hù)或過電壓保護(hù)。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(chǎng)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(hù)線路省掉，采用低價(jià)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(rèn)證。但因這種產(chǎn)品在有的時(shí)候通以剩余動(dòng)作電流還能動(dòng)作，容易對(duì)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(jì)規(guī)范中除了強(qiáng)制規(guī)定住宅建筑必須安裝剩余電流動(dòng)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(chǎng)首先推出了具有過載、短路和過壓保護(hù)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?jǐn)嗄芰?.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(jì)的發(fā)展，居民的用電量不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)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(hào)有DZ15L、DZL25、DZ20L和SL系列及類似的產(chǎn)品?；旧隙际请娮邮降氖Ｓ嚯娏鲾嗦菲鳌＿@類產(chǎn)品額定電流較大，除了漏電保護(hù)外，還具有過載和短路保護(hù)，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(hù)裝置。
產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：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?jǐn)嗄芰ψ畲鬄?0kA。額定剩余動(dòng)作電流有30、100mA和300mA，分?jǐn)鄷r(shí)間有一般型和延時(shí)型二種。一般型分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.2s，延時(shí)型的延時(shí)時(shí)間有0.2、0.4、0.5s和1s，可進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，達(dá)到選擇性保護(hù)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(jí)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?jǐn)嗄芰ψ罡邽?0kA。由于其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(hào)有JD1、JD3、DBL等。
產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：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(dòng)作電流為30、100mA和300mA，分?jǐn)鄷r(shí)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(dòng)作電流從30mA～1A分級(jí)可調(diào)，分?jǐn)鄷r(shí)間分一般型和延時(shí)型兩種。一般型的分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.2s，延時(shí)型的延時(shí)時(shí)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(hào)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(biāo)：額定電壓220V/380V，額定電流250A以下，額定緩變剩余動(dòng)作電流為200mA/300mA，額定突變剩余動(dòng)作電流40mA/50mA/75mA，分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.2s，具有重合閘功能。剩余電流繼電器對(duì)間隔5s內(nèi)再次突然施加的額定緩變剩余動(dòng)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(hào)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(biāo)：額定電壓220V/380V，額定電流150A/250A，額定緩變剩余動(dòng)作電流為200mA/300mA，額定突變剩余動(dòng)作電流40mA/50mA/75mA，分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.2s，具有重合閘功能。剩余電流繼電器對(duì)間隔5s內(nèi)再次突然施加的額定緩變剩余動(dòng)作電流，具有重合閘閉鎖功能。突變剩余動(dòng)作電流值與突變剩余動(dòng)作電流和緩變剩余動(dòng)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(hù)繼電器
具有自動(dòng)判別電網(wǎng)泄漏電流的功能，當(dāng)電網(wǎng)泄漏電流增大時(shí)，繼電器能把動(dòng)作電流自動(dòng)調(diào)到上檔的動(dòng)作值。當(dāng)電網(wǎng)泄漏電流減小時(shí)，又自動(dòng)回復(fù)到下檔動(dòng)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(dòng)作斷路器作為主干線或分支線路的漏電保護(hù)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(dòng)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(dòng)作；把突然變化的動(dòng)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(dòng)作斷路器的投運(yùn)率。目前在農(nóng)村電網(wǎng)中有一定的市場(chǎng)，但相應(yīng)地帶來誤動(dòng)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(chǎng)所，作為漏電報(bào)警或絕緣監(jiān)視用。
3.4 移動(dòng)式剩余電流動(dòng)作斷路器
國內(nèi)生產(chǎn)的主要型號(hào)有CL1-10、BLC、LBX、LBC、CL1-10、QLK、ATL、WLT-1及THD10型剩余電流動(dòng)作斷路器。
此類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：額定電壓220V，額定電流10A/16A，額定剩余動(dòng)作電流10mA/15mA，額定接通分?jǐn)嗄芰?50～300A，分?jǐn)鄷r(shí)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(dòng)作斷路器發(fā)展很快。新開發(fā)的剩余電流動(dòng)作斷路器外殼采用高強(qiáng)度的工程塑料，外形輕巧美觀，體積小，例如LBX型剩余電流動(dòng)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(dòng)作斷路器還可帶有過熱保護(hù)傳感器，對(duì)電熱器具進(jìn)行過熱保護(hù)，防止其因過熱或空燒發(fā)生損壞。1998年剩余電流動(dòng)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(fēng)等家用電器及手持電動(dòng)工具配套，其中有相當(dāng)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(dòng)作斷路器的發(fā)展動(dòng)向
4.1 家用及類似用途剩余電流斷路器
歐洲剩余電流動(dòng)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(hù)的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢(shì)是把二極和四極分成兩個(gè)殼體，使二極剩余電流斷路器的體積大為減?。憾O寬度為2個(gè)模數(shù)（36mm），四極寬度為4個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)母線排與其他電器連接。帶過電流保護(hù)的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢(shì)，由小型斷路器（MCB）和剩余電流動(dòng)作保護(hù)附件組裝成剩余電流動(dòng)作斷路器，組裝方便靈活，尺寸模數(shù)化，標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)作時(shí)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(shí)特性。具有良好的抗誤動(dòng)作能力，可防止閉合泄漏電流較大的負(fù)載（例如電容性負(fù)載）時(shí)引起剩余電流斷路器誤動(dòng)作。SIEMENS公司把這種特性標(biāo)志為K型，F(xiàn)&G公司標(biāo)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(chǎng)合的需要，西門子公司在90年代中期推出對(duì)交流故障電流、脈動(dòng)直流故障電流和平滑直流電流都能可靠動(dòng)作的全電流敏感型剩余電流動(dòng)作斷路器。其額定工作電壓415V，額定電流63A，額定剩余動(dòng)作電流為30、300mA，寬度為8個(gè)模數(shù)（144mm），這項(xiàng)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(jī)公司和三菱電機(jī)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(jī)公司和三菱電機(jī)公司在90年代推出了30～800A殼架電流等級(jí)的孿生式斷路器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(jí)的低壓網(wǎng)絡(luò)中使用。短路分?jǐn)嗄芰Ω?，例如富士HG403B系列可達(dá)到AC415V，65kA；三菱NV400-REP系列可達(dá)到440V，125kA。此外，三菱的HEP和SEP系列產(chǎn)品還具有預(yù)報(bào)警功能，當(dāng)故障電流達(dá)到預(yù)定值的50％時(shí)，預(yù)報(bào)警指示燈開始閃爍進(jìn)行報(bào)警，閃爍頻率越高，表示事故越嚴(yán)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?jǐn)嗄芰?5kA。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(bào)警功能，當(dāng)剩余電流達(dá)到預(yù)定值的50％時(shí)，預(yù)報(bào)警信號(hào)燈就會(huì)閃爍報(bào)警；閃爍頻率隨剩余電流增加而增加，直至電流達(dá)到預(yù)定值時(shí)自動(dòng)切斷電路。
從國內(nèi)剩余電流動(dòng)作斷路器的發(fā)展來看，我國剩余電流動(dòng)作斷路器從數(shù)量上和品種上，基本能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，并在電網(wǎng)的安全保護(hù)中發(fā)揮了巨大的作用。我國農(nóng)村低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)現(xiàn)在主要采用一級(jí)總保護(hù)，隨著農(nóng)村電氣化的實(shí)現(xiàn)和信息時(shí)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(duì)供電的可靠性和連續(xù)性的要求會(huì)越來越高。用脈沖型和鑒相鑒幅型剩余電流動(dòng)作斷路器作為一級(jí)總保護(hù)，其誤動(dòng)作相對(duì)較多，跳閘頻繁，動(dòng)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(hù)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)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(hù)形式應(yīng)逐步由一級(jí)總保護(hù)向總保護(hù)、分支保護(hù)與終端保護(hù)組成的二級(jí)保護(hù)或三級(jí)保護(hù)過渡?？偙Ｗo(hù)和分支保護(hù)應(yīng)推廣采用具有過載、短路和漏電保護(hù)的剩余電流斷路器，動(dòng)作電流為100～300mA，動(dòng)作時(shí)間采用延時(shí)型，總保護(hù)延時(shí)時(shí)間為0.2～0.3s左右，分支保護(hù)延時(shí)時(shí)間為0.2s左右。終端保護(hù)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(hù)的剩余電流斷路器，或采用不帶過電流保護(hù)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(hù)，動(dòng)作電流不大于30mA，動(dòng)作時(shí)間不大于0.1s?？偙Ｗo(hù)、分支保護(hù)與終端保護(hù)在動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作電流上協(xié)調(diào)配合，可達(dá)到選擇性保護(hù)的要求。分級(jí)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)將顯著減少因保護(hù)裝置誤動(dòng)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(cè)剩余電流的功能和斷開主電路的功能組合在一起，同時(shí)還可對(duì)線路進(jìn)行過載和短路保護(hù)，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(hù)水平。為了加快分級(jí)保護(hù)的實(shí)施，剩余電流動(dòng)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(dòng)作時(shí)間穩(wěn)定的延時(shí)型剩余電流斷路器，以滿足主干線和分支線保護(hù)的需要。對(duì)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(jià)位競(jìng)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(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品性能，加強(qiáng)對(duì)剩余電流斷路器的運(yùn)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(gè)質(zhì)的飛躍。
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