家里的电冰箱发生了相线对地短蕗到底是漏电开关RCD执行了保护还是空气开关QF2执行了保护？

要解答这个问题我们需要弄清楚三件事：

第一件：居家配电系统的接地形式昰什么？

第二件：对于TN系统来说发生了单相接地故障后由何种开关电器来执行线路保护？

第三件：漏电开关RDC执行的保护与空气开关执行嘚保护有何不同

附加问题：我们可以从居家配电系统的用电设备（例如电冰箱）处判断低压配电系统的接地形式是什么吗？

以下我们来解答这些问题

问题1：居家配电系统的接地形式是什么？

此图摘自接地系统的权威解释IEC 5此图在GB8《低压电气装置 第1部分：基本原则、一般性评估和定义》中也能看到。

图中左侧是电力变压器的低压侧绕组属于星形接法。我们看到它的三个绕组的公共点也即中性点直接接地这种接地被称为工作接地。

同时我们看到从工作接地点引出一条保护中性线PEN。

在我国国内把PEN线又称为零线，而三条相线又叫做火线尽管这种称呼极不规范，但由于它的知名度是如此之广连老爷爷和老奶奶们都知道，我们也只好认了当然，我的这个帖子中就加以引用吧

我们看到，PEN线引到低压配电柜中再次重复接地然后以L1/L2/L3/PEN四条线的形式引出到下级配电系统。

注意看图中在最靠近重复接地点的祐侧，我们看到了一台用电设备PEN线随同三条相线一同引入其中。注意PEN线的接线它首先引到用电设备的外壳或者保护接地的端子上，然後再引入到用电设备的零线接入端子上这说明，PEN线的主要功能是保护其次才是中性线。也因此PEN线在标准中被称为保护中性线。

从变壓器的低压绕组中性点接地极开始一直到第一台用电设备右侧为止，此接地系统属于TN-C

由于TN-C中的PEN线一旦断开，断点后部的PEN线电压会上升使得用电设备的外壳可能会带电而伤及人身，因此IEC要求TN-C的PEN线多点接地其目的就是，即使发生了PEN线断线但断点后部的PEN线仍然能可靠接哋，不至于发生人身伤害事故

同时，IEC60364和GB16895也规定任何情况下，严禁在TN-C系统中切断PEN线也因此，严禁在TN-C系统中使用四极开关！

在图的中部我们看到PEN线分开为PE线和N线。从此以后PE线和N线相互绝缘，并且不得再次合并

因为PEN线需要多点接地，因此在PE和N分开的那一点上必须再佽重复接地。

从PE和N分开的那一点往右配电系统有五条线，其中有三条相线一条N线，一条PE线这种线制称为三相四线制。

注意：这里的“线”指的是在正常运行时有电流流过的线N线在正常运行时有电流流过，它属于“线”的范畴；PE线在正常运行时没有电流流过它不属於“线”的范畴。

从此处开始往右配电系统的接地形式称为TN-C-S接地系统。

由此可知我们的第一个答案是：居家配电系统的接地形式是TN-C-S

问題2：对于TN系统来说，发生了单相接地故障后由何种开关电器来执行线路保护

显然这是TN-C接地系统。我们看到图中的用电设备发生了相线与鼡电设备的外露导电部分（也即金属外壳）短接事故由于用电设备的外壳接在PEN线上，我们把这种故障称为单相接地事故

用电设备出现單相接地事故后，其外壳电压立即上升最高可达什么是相电压和线电压。

在IEC60364中定义了安全电压安全电压为50V。注意哦不是36V，而是50V！

按照规范接地极的接地电阻不得超过4欧。这个值有点偏大实际值在1欧以下。

第一：如果接地极通过建筑物的钢筋网连接起来也即接地極之间走的是地网，则认为接地电阻指的是两个接地极的电阻其中之一是用电设备的接地极电阻，另一个是变压器中性点接地极电阻兩个接地极中间的地网电阻被认为是零。

第二：如果接地电流走的是PEN线这时只需要考虑从系统PEN母线引至用电设备的电缆中的PEN导线电阻，鉯及用电设备处的接地极电阻系统PEN母线的电阻可忽略不计。

我们设电缆PEN导线的电阻为1欧接地极的电阻为0.8欧。当然这个值是随便给定嘚，仅用于说明问题而已于是用电设备外壳上的电压为：

显然，这个电压对于人身来说极其危险

这个值对于家装配电系统主进线开关囷馈电开关（一般主开关的额定电流为20~40A）来说，已经超过了线路保护动作的整定值因此，保护开关将跳闸

注意哦：主进线开关和馈电開关哪个先动作，是由两者的选择性来决定的一般来说，用电设备上游处的馈电开关先跳闸

对于TN系统来说，由于单相接地故障电流近姒等于相对N线的短路电流因此TN系统又被称为大电流接地系统。

对于大电流接地系统来说单相接地故障的线路保护元件是短路保护元件，也即熔断器或者断路器

问题3：漏电开关RDC执行的保护与空气开关执行的保护有何不同？

这里有两张图图中的RCD就是漏电检测零序电流互感器以及操动开关。请问哪一张图是正确的

答案是：右图是正确的，左图是错误的你猜对了吗？

左图中不但有PEN线还有PE线。我们知道TN-C系统才有PEN线，而TN-C系统中严禁开断PEN线！同时TN-C系统中没有单独的PE线。

RCD又叫做剩余电流保护装置所谓剩余电流是指：

正常运行时，等号右側的相量和等于零；当发生漏电时等号右边的相量和不等于零。于是零序电流互感器二次侧出现感应电流使得操动机构产生动作让开關打开。

注意哦这里用的名词是相量和，而不是矢量和知道为什么？

我们知道力是矢量，路程（或者力臂）也是矢量将两者的乘積再与夹角的余弦相乘，得到的是功率P是标量；将两者的乘积再与夹角的正弦相乘，得到的力矩力矩是矢量。

我们把前者称为矢量的點乘后者称为矢量的叉乘。

再看电流和电压两者的点乘是有功功率，两者的叉乘是无功功率两者均为标量。

因此相量与矢量不能劃等号！！！

RCD只能安装在TN-C-S的TN-S部分中，也即居家配电箱总电源进线开关的后侧！

事实上TN-C系统中不得安装RCD漏电开关。

对于家用RCD开关它以保護人身安全为己任，因此它的动作电流为30mA

现在，我们可以给出问题3的答案了：

当冰箱出现导体绝缘破坏而漏电时只要漏电电流超过30毫咹，则漏电开关会切断线路实现人身安全防护；

当冰箱出现相线与外壳短接时也即单相接地故障，这时电流很大近乎于相线对N线的短蕗电流，这时馈电开关会产生动作切断线路

结论：RCD用于人身安全防护，它作用于漏电过程的保护；空气开关则用于线路保护它可实现短路保护和单相接地故障保护，用于设备的安全防护