本文继续低压电气装置的内容，介绍保护装置。

规范保护装置的分标准是IEC 60364-5-53。

IEC 60364-5-53

电气设备的选型与安装 - 安全防护，隔离，开关，控制和监控的器件

IEC 60364-5-53有两重目的，分别是提供：

• 安全防护，隔离，开关，控制和监控的要求
• 安全防护，隔离，开关，控制和监控器件的选择与安装要求

保护设备（如断路器、 RCD、 AFDD 等）必须在发生电气故障（如短路、漏电、电弧等）时迅速切断电源，以防止触电事故和电气火灾，保障人员生命安全。其对故障的感应灵敏度、脱扣的可靠性与响应速度、分断能力等性能指标，直接关系到人身与财产安全。因此，保护设备必须严格符合相关标准，以确保其在规定或宣称的运行环境下都能稳定、可靠地发挥作用。

本文在介绍各种保护设备的同时，也特意列出了各种保护设备对应的适用标准，供读者参考。

保护装置按电气安全防护的分类来进行分析：

防止电击的保护设备（4-41）

防止热效应的保护装置（4-42）

防止过电流的保护装置（4-43）

防止瞬态过电压的保护装置（4-44）

防止电击的保护设备

用于自动断开电源的装置应安装在所需保护电路的起点或其上游位置。

自动断开电源可以采用的保护器件有过流保护器件（OCPD）和剩余电流保护器件（RCD）。

OCPD的选型

对于TN和TT系统，OCPD的选型（动作电流阈值）须考虑故障环路阻抗；对于IT系统，由于电源侧带电导体不接地，单一故障不会导致短路，OCPD的选型要考虑两个因素，一是两倍的故障环路阻抗，二是单点接地故障时可接触部件的电压不得高于50V。

RCD的分类

根据适用的的波形，RCD分为AC型, Type A型, F型和B型。(见附录)

根据功能，RCD分为RCCB，RCBO，CBR和MRCD

RCCB (Residual Current Circuit Breaker)，是一种剩余电流动作断路器，不具备内置的过电流保护功能。

RCBO（Residual Current Breaker with Overcurrent Protection），是一种剩余电流动作断路器，内置过电流保护功能。

CBR（Circuit Breaker with Residual Current Protection） 是一种集成了剩余电流保护功能的断路器。

MRCD 是一种模块化RCD，需与断路器配合使用。

RCD的选型

• 按电路波形类型选型（AC型，A型，B型或F型）。当RCD串联安装时，如果上游的RCD应至少达到下游的RCD类型要求（F型>B型>A型>AC型）。
• 按保护对象类型选型。对于面向普通人（BA1），儿童（BA2）和残疾人（BA3）的交流装置，RCD的选择应满足：符合IEC61008-2-1的RCCB，符合IEC 61009-2-1的RCBO，或者满足IEC 62423的RCCB和RCBO。对于面向受过培训的人员（BA4）或专业人员（BA5）时，RCD的选择应满足：符合IEC 61008（所有部分）的RCCB，符合IEC 61009（所有部分）的RCBO，符合IEC 62423的RCCB和RCBO，或者满足IEC 60947-2的CBR和MRCD。
• 按系统接地类型选型（过流保护的动作电流阈值）。对于TN系统（TN-S或TN-C-S的S部分），RCD的选型须考虑故障环路阻抗，对于TT系统，接地故障时可接触部件的电压不得高于50V。对于IT系统，单一接地故障没有影响，两重接地故障应考虑2倍的两倍的故障环路阻抗，以及两重接地故障时可接触部件的电压不得高于50V。

IT系统的监控装置

对于IT系统，可能选用的监控装置包括绝缘监控装置（IMD），残余电流监控器（RCM）和绝缘故障定位装置（IFLS）。

防止热效应的保护器件

设备应安装在在预期的所有运行条件下，能够安全地散发热量或电弧/火花的位置，以避免产生有害的热效应。
保护器件应尽可能靠近所需保护电路的起点安装。

对于有疏散要求的地点，如BD2（低密度/疏散困难），BD3（高密度/易于疏散）和BD4（高密度/疏散困难），除用于疏散的装置外，开关设备和控制设备应仅限授权人员访问。若安装在通道内，开关设备和控制设备应置于符合 IEC 60670-24、IEC 61439-2、IEC 61439-3 或 IEC 62208 标准的外壳中。

在有火灾风险的BE2地点，用于保护、控制或隔离的开关设备应有一定的防尘外壳保护：IPX4，IPX5（有粉尘情况），IPX6（有导电性粉尘情况）。RCD应符合IEC 61008，IEC 61009，IEC 62423或IEC60947-2。IT系统的RCM应符合IEC 62020。IT系统的IMD应符合IEC 61557-8，其响应值不得低于100 Ω/V（如果与公共配电系统之间通过隔离变压器连接：40 Ω/V）或满载时绝缘电阻的50%。

电弧故障检测装置（AFDD）应满足IEC 62606，应安装在所需保护的终端电路的起点处。

防止过电流的保护器件

过流保护器件应满足以下标准之一：IEC 60269-2，IEC 60269-3，IEC 60269-4，IEC 60898 (所有部分)，IEC 60947-2，IEC 60947-3，IEC 60947-6-2，IEC 61009 (所有部分)，IEC 62423。

过流保护可以进一步区分为过载保护和短路保护。

过载保护装置的选择

过载保护装置的选择应满足以下要求：
a) 保护装置的额定电流或整定电流 In 应大于或等于电路的设计电流 IB；
b) 保护装置的额定电流或整定电流 In 应小于或等于电缆的载流能力 Iz；
c) 能在规定时间内确保保护装置动作的电流 I₂ 应小于或等于电缆载流能力 Iz 的 1.45 倍。
满足 a)、b) 和 c) 条件并不一定在所有情况下都能实现有效保护，例如在出现小于 I₂ 的持续过电流时。在此类情况下，应考虑选用截面积更大的电缆，或选用 I₂ 值小于或等于 Iz 的保护装置。

过载保护装置的选择应确保在存在谐波电流的情况下能够正常工作。

当并联导体中的电流不均衡时，应为每根导体分别设置过载保护装置。

短路保护装置的选择

短路保护装置的选择需要考虑短路分断能力（ICU或 Icn），其应等于或大于其安装点处的最大预期短路电流。除了分断能力，还要考虑动作时间，以防止电路总的电缆或导体绝缘保护超过其最大允许温度，即I2t（let-through energy）应小于导体的最大可承受能量k2S2。（k为考虑了导体材料的电阻率、温度系数、热容量，以及适当的初始和最终温度的一个系数，S为以平方毫米计的导体截面积。）

短路保护装置与符合 IEC 61439-6 的母线槽系统或符合 IEC 61534（所有部分）的电源轨道系统配套使用时，短路保护装置的选择应符合以下条件之一：
• 保护装置的最大动作时间不得超过母线槽或电源轨道系统所规定的额定短时耐受电流（ICW）对应的最大时间；或
• 母线槽或电源轨道系统的额定条件短路电流（ICC）应等于或大于安装点处的预期短路电流。

过流保护装置的安装位置

一般情况下，在导体载流能力发生降低的每一个位置，应设置过载保护装置。在导体的通能（let-through energy）耐受能力（k²S²）发生降低的部位，应设置短路保护装置。

防止过电压的保护器件

为了实现绝缘配合而需要限制电路中的暂态和瞬态过电压，主要的保护器件是浪涌保护器（SPD）。

SPD应安装在尽可能靠近配电系统起点的位置。

为防止雷击效应和操作过电压，应使用经 Class II测试的SPD。

当建筑物配备有外部防雷系统，可以使用经过Class I 测试的SPD。

如果需要在固定电气装置的下游位置安装额外的SPD，例如在分配电箱或插座处，可以选择经过Class II 或 Class III 测试的SPD。不得单独使用这些下游 SPD，并且它们应与上游 SPD 进行配合协调。

在某些情况下为了防止来自其他来源的暂态过电压威胁，也可能需要额外配置SPD，例如：
– 由安装内部用电设备产生的操作过电压；
– 来自其他引入服务（如电话线、互联网连接）的过电压；
– 来自供电其他结构（如附属建筑、室外装置/照明、为外部传感器供电的电力线路）的服务线路上的过电压；
在此类情况下，应考虑将 SPD 安装在尽可能靠近这些威胁源起点的位置。

SPD的选择

SPD的选择应考虑以下参数：

– 被保护设备的电压保护水平（Up）和额定冲击耐受电压（Uw）；
– 持续运行电压（Uc），依电源系统类型（TT、TN、IT）；
– 标称放电电流（In）和冲击放电电流（Iimp）；
– SPD 之间的配合；
– 预期短路电流；
– 跟随电流的分断能力。

隔离和切换的装置

下表总结了执行隔离和切换的各类装置及其功能和适用标准。

附录 相关标准

IEC 60669系列：家用及类似固定电气装置用开关

第1部分：一般要求

第2-1部分：特殊要求 – 电子开关

第2-2部分：特殊要求 – 电磁远程控制开关（RCS）

第2-3部分：特殊要求 – 延时开关（TDS）

第2-4部分：特殊要求 – 隔离开关

第2-5部分：特殊要求 – 用于家庭和建筑电子系统（HBES）的开关及相关附件

第2-6部分：特殊要求 – 用于室内外标志和灯具的消防员专用开关

IEC 60670：家用及类似固定电气装置用电气附件的接线盒和外壳

第24部分：用于安装保护装置和其他耗能电气设备的外壳的特殊要求

IEC 60884系列，家用及类似用途插头和插座

IEC 60898系列，电气附件 – 用于家用及类似安装的过电流保护断路器

IEC 60906系列，IEC 家用及类似用途插头和插座系统

IEC 60947系列：低压开关设备和控制设备

第2部分：断路器

第3部分：开关、隔离器、开关-隔离器和熔断器组合单元

第4-1部分：接触器和电动机起动器 – 电磁式接触器和电动机起动器

第4-2部分：接触器和电动机起动器 – 交流半导体电动机控制器和起动器

第4-3部分：接触器和电动机起动器 – 用于非电动机负载的交流半导体控制器和接触器

第5-1部分：控制电路器件和开关元件 – 电磁式控制电路器件

第6-1部分：多功能设备 – 转换开关设备

第6-2部分：多功能设备 – 控制和保护开关设备（CPS）

IEC 61008系列

家用及类似用途的剩余电流动作断路器（RCCBs），无内置过电流保护

IEC 61009系列

家用及类似用途的剩余电流动作断路器（RCBOs），带内置过电流保护

IEC 61095：家用及类似用途的电磁式接触器

IEC 61439系列

低压开关设备和控制设备成套装置

第2部分：电源开关设备和控制设备成套装置

第3部分：供普通人员操作的配电板（DBO）

第6部分：母线槽系统（母线桥）

IEC 61534 系列，电源轨道系统

IEC 61643 系列，低压电涌保护装置

第11部分：连接至低压电力系统的电涌保护装置 - 要求与试验方法

第12部分：连接至低压电力系统的电涌保护装置 - 选择与应用原则

IEC 61984:2008，连接器：安全要求与测试

IEC 61984:2008, Connectors – Safety requirements and tests

IEC 61995（所有部分），家用及类似用途灯具连接装置

IEC 62020，电气附件：家用及类似用途的剩余电流监测器（RCMs）

IEC 62208，低压开关设备和控制设备用空外壳 -一般要求

IEC 62305，雷电防护（所有部分）

IEC 62423，家用及类似用途的 F 型和 B 型剩余电流动作断路器（带或不带内置过电流保护）

IEC 62606，电弧故障检测装置的一般要求

IEC 62626，低压开关设备和控制设备的封闭式设备
第1部分：IEC 60947-3 范围之外的封闭式隔离开关，用于维修和维护期间的隔离功能

附录 RCD的类型

Type AC

确保在出现剩余正弦交流电流时跳闸。

Type A

其跳闸功能可确保在以下情况下动作：

• 与 AC 型 RCD 相同的剩余正弦交流电流；
• 脉动直流剩余电流；
• 叠加在平滑直流电流（6mA）上的脉动直流剩余电流。

Type F

其跳闸功能可确保在以下情况下动作：

• 与 A 型 RCD 相同的剩余电流（即正弦交流电流和脉动直流电流）；
• 对于由相与中性线之间或相与接地中导体之间供电的电路中可能产生的复合剩余电流；
• 对于叠加在 10m A 平滑直流电流上的脉动直流剩余电流。

Type B

其跳闸功能可确保在以下情况下动作：

• 与 F 型 RCD 相同的剩余电流；
• 对于频率高达 1000 Hz 的正弦交流剩余电流；
• 对于叠加在额定剩余动作电流（IΔn）40% 的平滑直流电流上的交流剩余电流；
• 对于叠加在额定剩余动作电流（IΔn）40% 或10 mA（取较大值）的平滑直流电流上的脉动直流剩余电流；
• 对于可能由整流电路产生的剩余直流电流；
• 对于平滑直流剩余电流。

RCD的跳闸功能应不受剩余电流的极性影响，且无论剩余电流是突然施加或缓慢上升的。