RCCB 防护

通过剩余电流保护装置进行保护

一旦通过剩余电流保护装置“电源自动断开”，应保护的系统组件和设备必须配有一根相应接地的 PE 导线。这表明，如果两个故障发生（除绝缘故障外，PE 导线也已中断）或一旦意外接触带电部件，一个人才可能触电。

具有 I_Δn ≤ 30 mA 的附加保护（防止直接接触）

直接接触指一个人直接接触到正常工作下带电部件的情况。如果一个人直接接触到带电部件，则两个串联电阻器决定了电流水平 － 人的内阻 R_m 和所在地点 R_st的接触电阻。

为了正确评估事故危险，必须假定所在地点的接触电阻实际上为零。

人体的电阻取决于电流通路和皮肤的接触电阻。测量已表明，例如，手/手或手/脚的电流通路具有约 1000 Ω 的电阻。

基于此假设，230 V 的接触电压将会产生一个 230 mA 的危险泄漏电流。插图“交流 50/60 Hz 对人体的影响区域”显示了关于人体生理反应的电流强度/接触时间曲线。危险值为范围 4 中的电流/接触时间值，因为其可触发可造成死亡的心室纤维性颤动。

其还表明，额定剩余电流为 10m A 和 30 mA 的剩余电流保护装置的脱扣范围和最大容许脱扣时间符合 VDE 0664-10 标准。如从脱扣曲线所知，剩余电流保护装置没有限制故障电流水平，而是其因电流快速断开而具有保护效应，从而缩短接触时间。

G_I201_XX_13979

G_I201_XX_06156

意外直接接触举例

额定剩余电流 I_Δn ≤ 10 mA 的剩余电流保护装置具有范围 2 中的脱扣特性，即，低于容许（let-go）电流。通常没有有害影响或肌肉痉挛（请参阅插图）。因此，其适合用于敏感区域（例如，浴室）。额定剩余电流 I_Δn≤ 30 mA 的剩余电流保护装置可满足防电击附加保护条件（请参阅插图）：

• 一旦意外直接接触处于工作状态的带电部件（例如：基本绝缘故障、使用不当、基本保护失效）
• 如果是用户方面的过失（例如，使用有缺陷装置，系统和/或设备维修不熟练）
• 如果是接触故障带电部件（例如，一旦保护导线中断时的泄漏保护故障）

一旦基本保护措施（防止直接接触）和/或故障保护措施（防止间接接触）失效，以及在处理电气设备时的用户方面过失，使用最高 30 mA 额定剩余电流的剩余电流保护装置经证实可实现有效增强保护。然而，这不得作为防电击的唯一保护方式。这将不会代替 DIN VDE 0100-410 标准所要求的进一步保护措施的需要。

根据 DIN VDE 0100-410 标准第 411.3.3 条和第 415.1 条采用剩余电流保护装置的“增强保护”要求并未表明采用此保护是可选的。在一定程度上，其表明，与外部影响相关、且与进一步保护措施相协调的特定区域可能需要此增强保护。

在 DIN VDE 0100 标准分组 4 和分组 7 标准的多个部分中，需要或明确建议应采用此附加保护。以下说明了其中某些关键要求。

建筑物防电击通用标准（DIN VDE 0100-410：2007-06）要求使用额定剩余电流 ≤ 30 mA 的剩余电流保护装置。

• 额定电流高达 ≤ 20 A 的所有电器插座（如果适用于由非专家使用和通用用途）。
• 高达 ≤ 32 A 额定电流的户外使用便携工具和设备的分支电路。

注：

尽管 DIN VDE 0100-410：06-2007 标准规定了上述要求的两个例外情况，但其通常不适用于大多数应用。对于只能由电气工程师和经电气培训人员（例如，在电气车间接受培训）使用的电器插座或如果应确保电器插座只能单独用于“特定设备”，该标准没有规定相关的增强保护 。

标准 DIN VDE 0100-723：2005-06，“特殊安装或场所相关要求 － 带试验设备的教室”规定，对于试验设备及其电路的供货，TN 或 TT 系统必须配有剩余电流保护装置（类型 B，额定剩余电流 ≤ 30 mA）。

泄漏保护（防间接接触）

间接接触指人员在接触处于工作状态下通常不带电但在故障状态下带电的可导电部件时的触电。在这种情况下，如果接触电压的电平和持续时间可能带来危险，则电源必须自动断开。

就此目的而言，也同样适合具有超过 30 mA 额定剩余电流的剩余电流保护装置。为了确保足够的保护，必须符合脱扣条件。考虑到接地电阻和额定剩余电流，危险接触电压的持续时间应不足以对人造成有害生理影响。

防火措施

DIN VDE 0100-482 要求采取相关措施，以避免可能由绝缘故障所导致的“火灾危险场所”火灾。这规定 TN 和 TT 系统中的电缆和导线必须使用额定剩余电流 I_Δn = 300 mA 的剩余电流保护装置进行保护。这不包括矿物绝缘的电缆和母线系统。

如果是电阻相关故障可能造成火灾（例如，采用辐射式加热元件的顶棚采暖）的应用，额定剩余电流必须为 I_Δn = 30 mA.。

由单独剩余电流保护装置实现防火不应仅仅限于具有火灾危险的场所，而应普遍采用。

用于

剩余电流保护装置可用于所有的三种系统类型（DIN VDE 0100-410）。

在 IT 系统中，首次故障无需脱扣，因为这种情况无法产生任何危险的接触电压。必须配备一台绝缘监控装置，以便可通过音频或视频信号指示首次故障，并可尽快消除该故障。无需脱扣，直至发生第二次故障为止。根据接地情况，必须遵守 TN 或 TT 系统的脱扣条件。剩余电流保护装置同样适合电路保护装置，因此每台用电设备均需要单独的剩余电流保护装置。

G_I201_XX_06153

G_I201_XX_06154

G_I201_XX_06155

接地电阻

当将剩余电流保护装置用于一套 TT 系统中时，根据额定剩余电流和最大容许接触电压，必须符合最大接地电阻（如下表所示）。

额定剩余电流	以下最大容许接触电压下的最大容许接地电阻：
I Δn	50 V	25 V
10 mA	5000 Ω	2500 Ω
30 mA	1660 Ω	830 Ω
100 mA	500 Ω	250 Ω
300 mA	166 Ω	83 Ω
500 mA	100 Ω	50 Ω
1 A	50 Ω	25 Ω

剩余电流保护装置的设计和运行方式

剩余电流保护装置的设计主要由 3 个功能组所决定：

1）故障电流检测用总加电流互感器

2）将电气测定量转换成一个机械脱扣操作的脱扣器

3）带触点的断路器机构

总加电流互感器涉及导电所需的所有导线，即，也包括中性导线（若适用）。

在无故障系统中，对于总加电流互感器，电流流过导线所产生的磁效应彼此抵消，因为根据基尔霍夫电流定律，所有电流之和为零。没有能使次级绕组产生感应电压的残余磁场。

然而，相比之下，如果由于绝缘故障而导致剩余电流流过，这将破坏平衡，且变压器铁芯中有残余磁场。这将在次级绕组中产生一个电压，随后该电压利用脱扣器和断路器机构切断绝缘故障所影响电路的电源。

此脱扣原理与供电电压或辅助电源无关。根据 IEC/EN 61008（VDE 0664）标准，这也是剩余电流保护装置提供较高保护等级的一个条件。

一旦发生系统故障（例如，外部导线故障或中性导线中断），只有此种方式可确保剩余电流保护装置的完整保护动作。

测试按钮

所有剩余电流保护装置均配有一个测试按钮。只需按下此按钮即可测试剩余电流保护装置是否已运行准备就绪。按下该测试按钮可产生一个人为的剩余电流 － 剩余电流保护装置必须脱扣。

在对系统进行调试时以及随后的使用时期，我们建议应定期（约每隔六个月）测试其功能性。

此外，还必须确保遵守相关规则和条例（例如，事故防范条例）中所规定的测试间隔时间。

测试设备运行所需最小工作电压为100 V AC（5SM3 系列；更多内容请参阅“技术规格”）。

3 极连接

4 极剩余电流保护装置也可在 3 极系统中工作。在此种情况下，必须在端子 1、3 和 5 与 2、4 和 6 处进行连接。

只有端子 3 和中性线之间配有一个跳线，方可确保测试设备的功能。

G_I201_XX_07557

适合恶劣环境条件的 SIGRES RCCB

西门子 SIGRES RCCB 是专为用于具有更多污染气体量的环境中而开发的，例如：

• 市内游泳池：氯气环境
• 农业：氨水
• 工作现场配电盘，化工行业：氮氧化物[NO_x]、二氧化硫[SO₂]

采用西门子获得专利的有源冷凝保护，使用寿命可显著提高。

当使用 SIGRES RCCB 时，必须遵守以下各点：

• 必须始终从下面（从端子 2/N或 2/4/6/N）馈电。
• 在采用大于 500 V 的电压对安装系统进行绝缘测试之前，必须切断 SIGRES RCCB 的电源或必须断开线路侧电缆（在下面）。

短时延迟脱扣，高耐抗性 K 型

当其接通电源时，暂时产生高泄漏电流的电气负载（例如，流过外部导线和 PE 之间干扰抑制电容的临时剩余电流）可能使瞬时剩余电流保护装置脱扣，如果泄漏电流超过剩余电流保护装置的额定剩余电流 I_Δn 。

如若不可能或者仅部分可能消除此干扰源，则对于此类型应用，可安装短时延迟脱扣、高耐抗性剩余电流保护装置。此类装置具有 10 ms 的最小脱扣时延，即，其在一个 10 ms 的剩余电流脉冲下不应脱扣。这符合根据 IEC/EN 61008-1（VDE 0664-10）标准的最大容许切断时间。该装置具有 3 kA 的高耐浪涌电流能力。

短时延迟脱扣，高耐抗性剩余电流保护装置具有标识代码 K。

选择性脱扣 S

剩余电流保护装置通常具有瞬时脱扣操作。这表明，一旦发生故障，串联此类型的剩余电流保护装置不会提供选择性脱扣。为了实现串联剩余电流保护装置的选择性，串联装置的脱扣时间和额定剩余电流必须按时间分级。选择性剩余电流保护装置具有一个脱扣时延。

此外，根据 IEC/EN 61008-1（VDE 0664-10），选择性剩余电流保护装置必须具有至少 3 kA 的增强型耐浪涌电流能力。西门子装置具有 ≥ 5 kA 的耐浪涌电流能力。

选择性剩余电流保护装置具有识别代码 S。

下表显示了可用于剩余电流保护装置的时间分级选项，用于在与无时延装置和带短时间时延 K 的超耐性装置进行串联条件下的选择性脱扣。

G_I201_XX_15510

¹⁾ 对于交流型剩余电流断路器：<40 ms.

50 至400 Hz 型

由于其工作原理，标准型剩余电流保护装置是按在 50/60 Hz 系统中最大效率而设计的。产品标准和脱扣条件也指此频率。随着频率的提高，灵敏度有所降低。为了对高达 400 Hz 系统（例如，工业）中的应用实施有效故障电流保护，需要使用适合装置。此类型剩余电流保护装置符合高达规定频率的脱扣条件，并可提供相应等级的保护。

带左侧中性线连接的剩余电流断路器

RCCB 通常位于小型断路器左侧、但在右侧配有中性线导线，这样就妨碍了集成母线连接。基于此，当与小型断路器组合使用时，RCCB 需要一个专用母线。为了能够使用标准母线，4 极 RCCB 也在左侧配有中性线连接。这表明，利用标准母线连接，RCCB 可继续安装到小型断路器的左侧。

耐浪涌电流能力

在雷暴期间，行波形式的大气过压可通过高架系统穿透系统装置，并使剩余电流保护装置脱扣。为了避免此种意外脱扣操作，对功率脉冲电流敏感的剩余电流保护装置必须通过证实其耐浪涌电流能力的专门测试。应使用标准浪涌电流波 8/20 µs 的浪涌电流的进行这些测试。

G_I201_XX_06165

浪涌电流波 8/20 µs（波前时间 8 µs：半值时间 20 µs）

A 型和 B 型的西门子剩余电流保护装置均具有高耐浪涌电流能力。下表给出了各种型号的耐浪涌电流能力：

型号	耐浪涌电流能力
瞬时	> 1 kA
短时延迟，高耐抗性 K 型	> 3 kA
选择性 S 型	> 5 kA

通断能力，短路强度

根据安装规定 DIN VDE 0100-410（防电击），剩余电流保护装置能够以三种系统类型（TN、TT 和 IT 系统）进行安装。

然而，如果使用中性线导线作为 TN 系统中的保护导线，一个故障可能造成类似于短路的剩余电流。基于此，剩余电流保护装置必须与备用熔断器一起安装，并具有相应的短路强度。已规定用于此目的的测试。

必须规定相关装置的组合短路强度。

西门子剩余电流保护装置，连同适合的备用熔断器，具有 10000 A 的短路强度。这是 VDE 规定中所规定的最高等级短路强度。符合 IEC/EN 61008 的额定通断能力数据（即，剩余电流保护装置的最大容许短路备用熔断器）在下表中给出：参见 PDF。

电流类型

参见 PDF