内容提要：
家里的电冰箱发生了相线对地短路，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？
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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是什么？
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的保护有何不同？
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。
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问题1：居家配电系统的接地形式是什么？
问题1的答案如下：
看下图：
此图摘自接地系统的权威解释IEC 60364-1:2005。此图在GB16895.1-2008《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。
解释一下：
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右侧，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，然后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。
从变压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线仍然能可靠接地，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，必须再次重复接地。
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，它不属于“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。
问题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
问题2的答案是：
我们来看下图：
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用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。
用电设备出现单相接地事故后，其外壳电压立即上升，最高可达相电压。
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。
这里有两点要注意：
第一：如果接地极通过建筑物的钢筋网连接起来，也即接地极之间走的是地网，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，两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，以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，这个值是随便给定的，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。
再看接地电流：
这个值对于家装配电系统主进线开关和馈电开关（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：主进线开关和馈电开关哪个先动作，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。
现在要给出结论了：
对于TN系统来说，由于单相接地故障电流近似等于相对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？
问题3的答案如下：
我们来看下图：
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，等号右侧的相量和等于零；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关打开。
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，将两者的乘积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点乘，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，相量与矢量不能划等号！！！
由此我们得出结论：
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，它以保护人身安全为己任，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毫安，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线的短路电流，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。
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