中国电子系统工程第三建设有限公司 李一民

随着生物医药技术的不断发展，生物医药行业的发展在十四五规划中有着举足轻重的作用，特别是新冠疫情爆发后，生物医药与人类社会的健康发展有着很大的联系。在我国社会主义现代化建设稳步前进的今天，健康逐渐变成人们在日常生活和饭桌上谈论次数最多的话题，医药生产环境的标准化把控也也来越严格。因此，行业内对医药洁净厂房的设计也越来越重视。由于更多现代化、科技化和复合化的电器设备在医药洁净厂房中被使用，医药洁净厂房电气设计在洁净厂房整体设计规划中也越来越被重视。医药洁净厂房电气设计包含动力配电设计、电气照明、防雷、接地、火灾消防等内容，本文就电气接地中的剩余电流保护在生物医药项目中的应用进行简单的讨论。

医药洁净厂房中的工艺设备基本为线性负荷，其低压配电电压为220/380V，根据相关国家规范标准，TN-S、TN-C-S系统通常在医药洁净厂房的动力配电系统设计中被使用，这些系统都具有单独的PE线，剩余电流动作保护器（Residual Current Operated Protective Device，RCD）也随之大量装用。剩余电流保护器的电流互感器可包绕相线和中性线，PE线不可被包绕。其整定值只需躲开被保护回路的正常对地泄漏电流即可。因为三相不平衡电流和谐波电流在磁路内被抵消，RCD的动作灵敏度可大大提高。在医药洁净厂房电气设计中，RCD的额定动作电流一般不超过30mA，其可用作直接接触电击防护的附加防护。相对于过去我国在动力配电系统中长时间采用TN-C系统，其零序电流防护只能用于三相回路，如今，TN-S和TN-C-S系统在医药洁净厂房中被推广使用，剩余电流保护器可被用在单相手持式、移动式等电击致死危险大的设备回路上，其大大减少了人身电击事故的发生，这对于长期在机台前工作的生物医药研究人员的保护有着非常重要的意义。

在医药洁净厂房中，RCD对接地故障危害的防范有很高的动作灵敏度，能在毫秒级别上有效及准确地切断小至毫安计的故障电流。当工作人员发生直接接触电击，即使接触电压高达220V，高灵敏度RCD（30mA）也能在人体发生心室纤颤而导致死亡前快速切断电源，从而使受电击人免于一死。但任何类型的RCD的作用都是有限的，所以不能认为RCD可以完全杜绝电击事故的发生。在现存正在投入生产的医药洁净厂房中，通常采用的是电子式RCD，其工作原理是借RCD所在回路处的故障残压提供的能量来使RCD动作，这种类型的RCD存在的问题是如果因故失电压或故障残压过能量不足，RCD就可能拒动，这在一定程度上降低了它的动作可靠性。对于电气安全等级要求更高的医药洁净厂房中，有些车间并没有电气专业人员管理，也没有采取局部等电位联结之类的附加防护，采用电子式RCD难以保证科研人员的人身安全，相对来说，电磁式RCD将是更好的选择。其工作原理是靠接地故障电流本身的能量使RCD动作，更加提高了RCD的动作可靠性。

在从事生物医药相关工作的科研人员的日常工作中，部分工作需要用到手持式设备，其功率通常比较小，使用位置常不固定，它通常由墙上的插座供电，因此插座回路一般都为保证使用手持式设备时的人身安全而安装RCD作接地故障防护。使用RCD在保护人员生命安全上面起到非常重要的作用，但这并不意味着RCD可以在任何电气设备上加装。有些人认为，在医药洁净厂房中，空调机之类的固定设备不必安装RCD，如果RCD被加装在这类电气设备中，其接地故障的危险电压将沿PE线传导至同一配电箱供电的手持式设备上，而固定设备切断电源时间通常可达5s，这将使手持式设备的使用者电击致死。即使不加装RCD的电气设备仍存在电击危险，但不必为固定式设备安装RCD，以免RCD的装用过滥。有些消防电气设备也是不允许装用RCD的，例如，火灾自动报警系统的主电源的保护开关不建议采用漏电保护开关，不能因为救火时发生接地故障，RCD切断电源而停止救火。