【摘 要】 本文通過分析剩余電流保護和零序電流保護的基本原理和適用范圍，找尋兩類保護之間的共性和差異，為低壓配電線路中接地保護方式的選擇提供建議。

　　【關鍵詞】 剩余電流保護 零序電流保護 適用范圍

　　Abstract: through analysis of residual current protection and zero sequence current protection of basic principle and applicable scope, looking for two types of protection of the common and difference between, for low voltage distribution circuit protective grounding in the choice of the ways of advice.

　　Keywords: residual current protection zero sequence current protection range

　　中圖分類號：S477+.3 文獻標識碼：A 文章編號：

　　0 引言

　　為防止人身間接觸電以及由于各種原因引起的配電線路失火、損壞等事故，保證電力設備和線路的穩定運行，我國現行的電氣設計、施工等有關規范都提出了在低壓配電線路中設置接地故障保護的要求。剩余電流保護與零序電流保護是現行標準規范中明確規定的兩種接地故障保護方法，二者的基本工作原理相同，但使用范圍和應用場所卻有所不同。

　　本文根據設計實踐經驗，對剩余電流保護和零序電流保護的實現分別進行分析，對比兩類保護在實際應用中的區別，為低壓配電線路及線路中接地保護設備的安全穩定運行提供技術支持

　　1 剩余電流保護和零序電流保護的基本原理

　　1.1 剩余電流保護的基本原理

　　剩余電流保護又稱漏電電流保護，其動作電流來源于三相四線制線路中L1、L2、L3、N四線電流的“剩余電流”，或三相三線制線路中L1、L2、L3三線電流的“剩余電流”，以及單相線路中L、N兩線電流的“剩余電流”。“剩余”即是“電流效應未補償”，由于有一部分電流泄漏，電流互感器無法“補償”該部分的電流效應，因此有“剩余”輸出，推動脫扣。

　　若要根據該原理實現剩余電流保護，需將L1、L2、L3、N四線或L、N兩線都經過斷路器剩余電流保護裝置的電流互感器，作為電流互感器的一次側，四線或兩線的相量互相抵消，使得對保護裝置脫扣起作用的僅為線路對地的無法抵消的泄漏電流。由于線路正常運行時，泄漏電流一般以毫安作為單位計量，因此，剩余電流保護對單相接地故障的靈敏度很高。為防止誤動作，剩余電流保護裝置的額定剩余不動作電流必須不小于被保護線路和設備正常運行時泄漏電流最大值的2倍。

　　1.2 零序電流保護的基本原理

　　零序電流保護又稱接地保護，其動作電流來源于L1、L2、L3和N線的電流。當線路發生單相接地時會導致三相嚴重不平衡，從而導致保護裝置動作。三相的不平衡電流是三相電流的相量和。將三相電流按照相序進行對稱分解，可以得到三相電流的零序分量，即零序電流。

　　若要實現零序電流保護，需將L1、L2、L3三線經過零序電流保護裝置的電流互感器但N線禁入;或者將N線經過電流互感器，L1、L2、L3線禁入。同時，零序電流保護的動作電流整定值必須大于系統正常運行時的最大三相不平衡電流、諧波電流及正常泄露電流之和，且發生接地故障時必須正常動作。

　　由以上分析可知，剩余電流保護和零序電流保護兩者的基本原理均是基于基爾霍夫電流定律(流入電路中任一節點的復電流代數和等于零，即ΣI=0)，并且都采用零序C.T作為取樣元件。在配電線路正常運行時，如果三相負載完全平衡，無諧波電流，并忽略正常泄露電流的情況下，各相電流的矢量和等于零，即線路處于理想狀態。因此，零序C.T的二次側繞組無信號輸出，執行元件不動作。當發生接地故障時，各相電流的矢量和不為零，故障電流的零序C.T環形鐵心中產生磁通，零序C.T的二次側感應電壓使得執行元件動作，帶動脫扣裝置，切換供電網絡，從而達到接地故障保護的目的。

　　2 剩余電流保護和零序電流保護的適用范圍及區別

　　2.1剩余電流保護的適用范圍

　　剩余電流保護的保護動作整定電流可以從mA級到A級，動作靈敏性很高，因此剩余電流保護裝置對于TN、TT、IT接地系統均有較好的適用性。

　　在TN接地系統中剩余電流保護適用于TN﹣S系統，但不能作為TN﹣C接地系統的饋電主干線保護。由于TN﹣C接地系統中，保護線PE和中性線N合用一根PEN線，PEN線在正常工作時流過三相不平衡電流。當單相接地時產生的接地故障電流Id也從PEN線上流過時，剩余電流保護裝置根本無法檢測出其為不平衡電流還是接地故障電流，因此失去了檢測單相接地故障的功能。

　　在TN-C接地系統的分干線及末端線路中，可按TN-C-S接地系統處理方式使用剩余電流保護。

　　2.2 零序電流保護的適用范圍

　　零序電流保護一般適用于TN接地系統。當發生單相接地時，TN接地系統產生的單相接地故障電流Id明顯大于無故障時的三相不平衡電流，只要整定值合理，保護就可檢測出發生接地故障時的零序電流，切斷故障回路。

　　在IT接地系統中，可用零序電流保護裝置來檢測對地的第一次接地故障。由于IT系統一般都是使用對供電可靠性要求較高，同時對單相接地不必立即切斷供電回路、但需發出絕緣破壞檢測信號的三相三線配電線路，當發生單相接地時，該故障線路上流過的零序電流是全系統非故障系統電容電流之和，較為容易檢測出接地故障電流。

　　在TT接地系統中，由于三相不平衡電流較大，當發生單相接地時，產生的單接故障電流Id通常會遠遠小于不平衡電流，很難檢測出故障電流，故零序電流保護不適用于TT接地系統。

　　2.3兩類保護適用范圍的區別

　　由剩余電流保護和零序電流保護的適用范圍可得出以下結論：

　　①剩余電流保護不僅可以在三相線路上實現，也可在單相線路實現;零序電流保護僅能在三相線路上實現;

　　②剩余電流保護對三相不平衡電流不起作用，零序電流保護恰好相反;

　　③三次諧波對零序電流保護起作用，對剩余電流保護不起作用;

　　④零序電流保護的動作電流較大，剩余電流保護的動作電流較小，對于單相接地故障，零序電流保護的靈敏度低于剩余電流保護。

　　3 結論

　　基于以上對于剩余電流保護和零序電流保護適用范圍的分析，低壓配電線路大多采用剩余電流保護。但在三相供配電系統的零序電流保護靈敏度較高，且保護裝置運行條件合理時，為節約資金，可以采用零序電流保護。剩余電流保護和零序電流保護作為兩種接地保護措施，必須與等電位聯結結合使用，才能完善防電擊作用。

　　【參考文獻】

　　1.《低壓配電設計規范》GB50054-95 中國計劃出版社

　　2.《工業與民用配電設計手冊》第三版 中國電力出版社

　　3.《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005 中國計劃出版社