关于住宅总进线设置漏电保护的探讨

《住宅设计规范》（GB50096-1999）规定每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能。”其条文说明中进一步明确 “……具有漏电保护功能的断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏度，能及时切断电源，防止电气火灾的发生。”这里明确提出 了在每栋住宅楼总进线设漏电断路器，笔者就此问题进行分析和探讨，目的是探讨在工程设计中如何正确执行规范，在系统构成设 备选型中应注意哪些问题。 

　　1　具有漏电保护功能的断路器的选择 

　　具有漏电保护功能的断路器从功能看有两个含义：一是它具有断路器的功能，能切断带负荷的电路；二是它具有漏电保护 的功能，即自身带有零序检测装置。条文中所指的这两个功能是由一个电器单元来实现的，如果采用两个电器单元来实现也未尝不 可。因为目标是一个：防止电气火灾。 

　　漏电保护器检测的是剩余电源，即通过零序互感器对被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的相量和测定，判断对地泄漏 电流即剩余电流。因此，漏电保护器的整定电流I△n应当考虑两个基本条件：必须躲过正常泄漏电流 （IL）：即I△n＞IL；必须小于引起火 灾的最小点燃电流（IRmin）：I△n即＜IRmin 。 

　　1.1　漏电保护器的整定电流应大于正常泄漏电流值。按国家标准《漏电保护器安装和运行》(GB13955-92）中5.3规定： “根据电气线路的正常泄漏电流，选择漏电保护器的额定动作电流。选择漏电保护器的额定动作电流时，应充分考虑到被保护线路 和设备可能发生的正常泄漏电流值，必要时可通过实际测量取得被保护线路和设备的泄漏电流值；选用的漏电保护器的额定不动作 电流，应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍”。“电气线路和设备泄漏电流值及分级安装的漏电泄漏电流特性 和电流配合要求如下： 

　　①用于单台用电设备时，动作电流应不小于正常运行实测泄漏电流的4倍； 

　　②配电线路的漏电保护器动作电流应不小于正常运行实测泄 漏电流的2.5倍，同时还应满足其中泄漏电流最大的一台用电设备正常运行泄 漏电流的4倍； 

　　③用于全网保护时，动作电流应不小于实测泄漏电流的2倍。 

　　此外，漏电保护器的额定动作电流应留有一定余量，以适应日久回路绝缘电阻降低、用电设备增加以及季节变化等引起的 电流泄漏增大。 

　　1.2泄漏电流的大小与所带设备及线路有关。配电线路和用电设备的泄漏电流估算见表1～表3。 

　　表1　220/380V单相及三相线路埋地、沿墙敷设穿管电线每km泄漏电流单位mA/km　 

绝缘材质 截面(mm2)
 
4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 
聚氯乙烯 52 52 56 62 70 70 79 89 99 109 112 116 127 
橡皮 27 32 39 40 45 49 49 55 55 60 60 60 61 
聚乙烯 17 20 25 26 29 33 33 33 33 38 38 38 39 

　　表2　电动机泄漏电流单位：mA 

运行方式 额定功率（kW) 
1.5 2.2 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 
　正常运行 0.15 0.18 0.29 0.38 0.50 0.57 0.65 0.72 0.87 1.00 1.09 1.22 1.48 
电动机起动 0.58 0.79 1.57 2.05 2.39 2.63 3.03 3.48 4.58 5.76 6.60 7.99 10.54 

　　表3　荧光灯、家用电器及计算机泄漏电流 

设备名称 型式 泄漏电流（mA) 
荧光灯
 安装在金属构件上 0.1 
安装在木质或混凝土构件上 0.02 
家用电器 手握式Ⅰ级设备 ＜0.75 
固定式Ⅰ级设备 ＜3.5 
Ⅱ级设备 ＜0.25 
Ⅰ级电热设备 ＜0.75～5 
计算机 移动式 1.0 
固定式 3.5 
组合式 15.0 

　　这里就以三居室为例分析一下住宅的正常泄漏电流： 

　　线路（250m) BV-2.5mm 　　　　　　52×0.25=13mA 

　　家用电器　荧光灯2盏（属于金属构件上）　　　0.1×2=0.2mA 

　　　　　　　荧光灯10盏（置于木质构件上）　　 0.02×10=0.2mA 

　　　　　　　计算机（电视机）　　　3台　　　　3.5×3=10.5mA 

　　　　　　　手握Ⅰ级　　　　　　　3台　　　　0.75×3=2.25mA 

　　　　　　　固定Ⅰ级（空调）　　　3台　　　　3.5×3=10.5mA 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　合计26.65mA　　　按27mA计 

　　1.3　在住宅总进线设漏电保护器是为了防止电气火灾。金属性短路的短路电流大，常用的熔断器、断路器等过电流保护电器能 有效地切断电源，从而防止火灾的发生；电弧性短路电流小，过流保护电器往往不能及时切断电源，而电火花的能量在达到一定程度后 会引燃附近可燃物造成火灾。接地故障引发火灾多的原因不仅是接地故障发生的机率大，而且还往往以持续的电弧形式出现。 

　　能引起接地电流和构成电弧的故障有：①导线和电气设备的绝缘损坏；②电器或电动机的接线端子周围出现炭化的熔蚀点； ③电动机过载或扼流线圈的老化而出现匝间短路；④电气设备中或安装设备的部件中潮湿或积有凝结水；⑤在电气设备中积有导电尘 埃或沉积物。 

　　这类故障会引起不完全的短路或接地短路并酿成火灾。当发热功率为60W～100W，如释放在较小面积的可燃物上，就会立即引 发火灾。当漏电保护器动作电流参数在30mA，0.1s及以下可用于防间接接触电击，也能防直接接触电击，自然也能防接地故障引起的 电弧起火。当电压为220V时，采用漏电动作电流300mA漏电保护装置可用来防止电气火灾，500mA的可以作为预防措施或后备保护。 

　　在建筑物总进线处安装漏电保护器，对整个建筑物的电气线路进行设防，为消防这类多发性电气火灾提供了有效手段。 

　　2　在住宅总进线处安装漏电保护器应用中应注意的几个问题 

　　2.1正确选择漏电保护器的额定泄漏电流值。在住宅总进线处安装漏电保护器并且用于切断电源，当开关误动时会造成不必要 的大范围停电，这种可能性是存在的。住宅的大范围长时间停电是居民及物业管理部门所不能接受的。 

　　住宅楼总进线处漏电电流分析： 

　　按高层每层8户，取0.75同期系数：　　　　　　　27×8×0.75=162mA 

　　共18层，三相共144户，取0.36同期系数（每相）：27×48×0.36=467mA 

　　按多层1梯3户，6层，取0.45同期系数：　　　　　43×18×0.45=219mA 

　　共6门，108户，每相36户，取0.39同期系数：　　 27×36×0.39=379mA 

　　应该说明的是，这里是借用负荷计算中同期系数的概念，在某种程度上说是不确切的。泄漏电流不同于额定工作电流，它是用 电设备允许泄漏电流的最大值，正常情况下应远远小于这一数值。另外，当用电设备不工作时，用电设备和线路的泄漏电流仍会存在。 

　　可见，如果在上述住宅总进线处只设一台300mA的漏电保护器，就可能在其所带设备和线路的泄漏电流属于正常范围时出现不应 有的跳闸。 

　　2.2　总漏电保护器误动的可能性。漏电保护器动作可靠性受所带设备的对地电容电流的影响。当其对地电容电流 Ⅰ c=2πfCU0大于漏电的额定不动作电流就可能引起误动，电子设 备等常含有大容量滤波电容，而电容器的一端是通过设备PE线接地的。 

　　漏电保护器动作可靠性所带设备的高次谐波的影响。电网中存在高次谐波，住宅楼中因装有变频电梯、变频泵、变频空调等设 备也会产生高次谐波，当高次谐波成分过大时，其对地容抗将变小，泄漏电流增大，当超过漏电保护器的额定不动作电流时可能误动。 

　　供电回路中感应雷电过电压和操作过电压时，也可引起漏电保护器误动。 

　　2.3　消防配电回路上不宜设漏电保护。为了防止电气火灾，须把住宅楼的所有线路和设备置于漏电保护器的保护范围内，并在 故障时切断电流，而对于消防用电市长，（如高层建筑的消防泵、喷洒泵、电梯、事故照明、排烟风机等），一旦发生漏电切断电源， 会影响人员疏散及灭火，造成更大的事故或经济损失。根据有关规范，只允许装报警式漏电保护器。显然，对于高层住宅来说，动力电 源是消防设备的主供电源，不允许设漏电保护器。同样，作为动力电源的备用电源也不能设漏电保护器，是不是可以用报警式漏电保护 器来解决这个问题呢？回答这个问题同样相当困难，其原因是：报警式漏电保护器并不能保护偶发性的电弧式短路故障，而往往这种故 障是引起火灾的根源；而且报警式就必然有一个报警的值班场所，这又给维护管理造成了困难。 

　　2.4　维护与管理问题。例如，北京地区的住宅楼大部分属于供电局的低压用户，供电局实施“一户一表，计量到户”后，其户 表前的电气线路和设备由供电局来管理，如在总进线电源处加上在故障时能自动切断电源的漏电保护器，应征得供电局的认可。因为， 漏电保护器动作可靠性没有得到充分的论证，目前在北京尚未与供电局达到共识。从供电管理的角度来看，住宅楼的总进线的漏电保护 器一旦动作，切断电源，试想在现场会采取什么措施呢？首先是重新合闸，住宅楼的这一开关应设在锁的专用配电箱或房间内，完成合 闸。如果经常跳闸或不能重新合闸，又查不出故障点就会造成长时间断电，一栋楼房则已，如果管辖的范围太大，将会引起居民的强烈 反映。 

　　3　结论 

　　“每幢住宅总电源进线断路器，应具有漏电保护功能”。这项防止电气火灾的措施在大规模实施前，应与有关各部门进行技术 研讨，制订实施细则。每栋住宅建筑如都采用这项措施一定要注意解决如下问题：管理问题、与配电系统协调的问题、泄漏电流参数计 算及电器的选型问题。