什么是剩余電流

剩余電流，是指低壓配電線路中各相（含中性線）電流矢量和不為零的電流。通俗講當用電側發生了事故，電流從帶電體通過人體流到大地，使主電路進出線中的電流I相和I中的大小不相等，此時電流的瞬時矢量合成有效值稱為剩余電流。

剩余電流產生的原因

1、建筑物內的導線使用年久失修，其絕緣層老化破損。

2、建筑物內導線安裝施工不規范，如導線不穿阻燃管，直接埋于墻內或置于桁架上。

3、導線施工質量粗糙，偷工減料，使用鋼管穿線時鋼管內壁刮傷導線絕緣層。

4、娛樂場所等公共活動場所在進行二次裝修時，亂敷電線，致使各種施工遺留缺隱貼近易燃物；

5、電氣設計不當，包括使用者隨意增加負荷，造成導線過負荷而發熱，導線絕緣層老化失效。

6、用戶內部私拉亂扯線路，架設極不規范。

7、線路受自然條件影響，如導線碰樹，大風吹斷導線，空氣潮濕導致導線絕緣水平下降等。

8、各種人為的破壞造成斷線等。

9、接地故障引起電氣火災

導線單相接地故障的現象一部分是顯露的，如單相斷線、導線搭接接地體。而其中大部分故障現象是隱蔽的，這是因為導線的絕緣層的絕緣電阻不合格，由于絕緣電阻過大產生泄漏電流。在泄漏電流集中流入大地點（接地體）便會發生高熱，一旦在流入大地點有易燃物，經高溫作用便會產生燃燒。導線的泄漏電流一般為mA級，線路的過電流保護（過負荷保護和短路保護）無法動作發揮保護作用。

例如線路因過載使絕緣溫度超過允許最高工作溫度，絕緣老化加速，使絕緣水平降至規定值以下，如果沒有外因觸發，短路一般不會發生。如果有外因觸發，例如雷電引起的瞬態過電壓，鄰近大功率設備的操作過電壓以及變電所高電壓側接地故障引起的暫態過電壓等，則在此大幅值過電壓沖擊下，老化的絕緣將被擊穿而燃弧短路。過電壓轉眼消失，工頻短路電弧卻能長時間延續，這是因為電弧的高阻抗限制了短路電流，使斷路器不能或不及時動作。這類過電壓多出現在帶電導體與地之間，所以這種短路也多為接地故障。

短路的形成一般有兩種，一是由導體間直接接觸，短路點往往被熔焊的金屬短路，另一種則是上述以電弧為通路的電弧性短路。前者短路電流以若干kA計，金屬線芯產生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，起火危險甚大，但大短路電流能使斷路瞬時動作切斷電源，火災往往得以避免。后者因短路電弧長時間延續，而電弧局部溫度可高達3000°～4000℃，容易烤燃附近可燃物質起火，由于接地故障引起的短路電流較小，不足以使斷路器動作跳閘切斷電源，所以電弧性短路引起火災危險遠大于金屬性短路。

電氣短路以接地故障居多，電弧性接地引起火災危險性大。不論是TN系統還是TT系統，接地故障電路的阻抗都大于帶電導體短路電路的阻抗。在接地故障電路全為金屬導體的TN-C-S系統，其導電性能不良失去接地并不影響設備的使用，故不易發現。但一旦發生接地故障，連接點的阻抗將限制短路電流，而導致電弧性短路的發生。連接點和故障點產生電弧和電火花所引起火災，而斷路器卻不能動作跳閘切斷故障。至于TT系統，其接地故障電路內串聯有系統接地和設備外殼的保護接地兩個接地電阻，電路本身的阻抗就很大，更易發生電弧性短路。由此可見，接地故障的電路阻抗大，使它易以電弧短路的形式出現，這也是接地故障容易導致電氣火災的一個重要原因。

剩余電流的危害

剩余電流的大小意味著漏電的嚴重程度，線路中有電流經過時，線路會發熱，當線路中剩余電流過大時，線路的溫度會不斷地升高，甚至是燒毀線路，引起電氣火災事故，嚴重威脅著生命及財產安全。

剩余電流檢測原理

剩余電流式電氣火災監控探測器利用電流互感器檢測電流的原理來檢測剩余電流的大小，以防止電氣火災的發生。

檢測原理如圖1 所示，圖中IA、IB 、IC為相電流，IN為中性線電流，Id為相線在a點的對地剩余電流，S 為任一封閉面。根據基爾霍夫定律，流入任一封閉面S的電流有效值相量之和等于零，則有IA+IB +IC -IN-Id =0整理得IA+IB +IC -IN=Id 。在正常情況下，三相電流的矢量和與N 線中流過的電流大小相等，方向相反，相互抵消。如果線路絕緣劣化或其它原因導致A 相線在a點產生對地電流，則在圖中的S 處電流互感器的線圈中將感應出與剩余電流Id大小成正比的電流，其數值大小反映了配電線路及電氣設備中電流的泄露情況。

剩余電流的保護原理

讓三相四線導線一起穿過一零序電流互感器CT，也可在中性線N上安裝一個零序電流互感器CT，利用這些CT來檢測三相的電流矢量和，即剩余電流，如圖1所示，根據電路原理可知，當電路中沒有發生設備漏電或接地故障且三相負荷完全平衡時，一次側中瞬時電流的矢量和為零，即Ia+Ib+Ic+IN=0，在電流互感器中產生磁通的矢量和等于零，此時，二次線圈中感應電流IL=0。當被保護的電路出現絕緣故障時，負載側有對地泄載電流，零序電流互感器的矢量和不為零，即 Ia+Ib+Ic+IN≠0，在電流互感器中產生磁通的矢量和也不等于零，此時，零序電流互感器二次繞組中便產生感應電流，即剩余電流IL≠0。

漏電斷路器主要由零序電流互感器CT，漏電檢測電路，脫扣器組成。被保護電路有漏電或人體觸電時，只要漏電或觸電電流達到漏電動作電流值，零序電流互感器的二次繞組就輸出一個信號，經過集成電路放大器放大后送給CUP，CPU輸出驅動信號使漏電脫扣器動作驅動斷路器脫扣，從而切斷電源起到漏電和觸電保護作用。

防止電流引起電氣火災的一般措施

1、認真檢查線路的安裝是否符合電氣裝置規程的要求。例如線間距離、前后支持物的距離、受損絕緣的檢修等，都應符合裝置的安全要求。

2、定期測量檢查線路的絕緣。如果測得的線路導線間和導線對地絕緣電阻小于規定值，必須將絕緣損壞處加以處理，破損嚴重的導線必須更換。

3、正確選擇與導線截面匹配的熔斷器。嚴禁用其他金屬導線代替熔體。

4、線路和電氣設備都應在允許的負荷條件下運行，防止因長期過負荷引起絕緣損壞而發生漏電或短路。

5、經常監視線路的運行情況，如發現嚴重過負荷時應及時處理。

6、導線間連接時，必須執行有關規程的規定。

7、導線與各種電氣設備的連接，特別是鋁導線與電氣設備的連接，應按有關規程的規定執行。

8、對運行中的線路和設備定期進行巡視檢查，如發現接頭發熱或松動時應及時處理。