為了防止人身間接觸電以及配電線路由于各種原因而遭損壞，引起火災(zāi)等事故，保證設(shè)備和線路的熱穩(wěn)定性，我國現(xiàn)行的電氣設(shè)計、施工等有關(guān)規(guī)范都提出了在低壓配電線路中需設(shè)置接地故障保護。在國家標準GB50054－95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》第4.4.10條明確指出了采用接地故障保護的兩種方法，零序電流保護與剩余電流保護（亦稱漏電電流保護）。這兩種電流保護的基本工作原理相同，但使用范圍、安裝等要求卻有所不同）。

    零序電流保護具體應(yīng)用可在三相線路上各裝一個電流互感器（C.T），或讓三相導(dǎo)線一起穿過一零序C.T，也可在中性線N上安裝一個零序C.T，利用這些C.T來檢測三相的電流矢量和，即零序電流Io，IA+IB＋IC=IO，當線路上所接的三相負荷完全平衡時（無接地故障，且不考慮線路、電器設(shè)備的泄漏電流），IO=0；當線路上所接的三相負荷不平衡，則IO=IN，此時的零序電流為不平衡電流IN；當某一相發(fā)生接地故障時，必然產(chǎn)生一個單相接地故障電流Id，此時檢測到的零序電流IO=IN+Id，是三相不平衡電流與單相接地電流的矢量和。

    剩余電流保護的具體做法是在被測的三相導(dǎo)線路上與中性N上各裝一個C.T，或讓三相導(dǎo)線與N線一起穿過一個零序C.T，得到三相導(dǎo)線與中性線N的電流矢量和IA＋IB＋IC＋IN，當設(shè)有發(fā)生單相接地故障時，無論三相負荷平衡與否，則此矢量和為零（嚴格講為線路與設(shè)備的正常泄漏電流）；當發(fā)生某一相接地故障時，故障電流中會通過保護線PE及與地相關(guān)連的金屬構(gòu)件，即IA＋IB＋IC＋IN≠0，此時數(shù)值為接地故障電流Id加正常泄漏電流。

    從以上分析可看出，零序電流保護和剩余電流保護兩者的基本原理都是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點的復(fù)電流的代數(shù)和等于零，即ΣI=0，并且都用零序C.T作為取樣元件。在線路與電器設(shè)備正常情況下，各相電流的矢量和等于零（對零序電流保護假定不考慮不平衡電流），因此，零序C.T的二次側(cè)繞組無信號輸出（零序電流保護時躲過不平衡電流），執(zhí)行元件不動作。當發(fā)生接地故障是地，各相電流的矢量和不為零，故障電流的零序C.T的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序C.T的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動作，帶動脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達到接地故障保護的目的。

    零序電流保護一般適合使用于TN接地系統(tǒng)。因為當發(fā)生一相接地時，對TN-S系統(tǒng)Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PE線阻抗ZPE和接觸阻抗Zf，即Zs＝Z1+ZPE+Zf；對于TN-C系統(tǒng)，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PEN線阻抗ZPEN和接觸電阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+Zf；對于TN-C-S系統(tǒng)，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PEN線阻抗ZPEN，PE線阻抗ZPE和接觸電阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+ZPE+Zf，產(chǎn)生的單相接地故障電流Id＝220/ZS，明顯大于無故障時的三相不平衡電流，只要整定合適，就可檢測出發(fā)生接地故障時的零序電流，以切斷故障回路。而對IT系統(tǒng)，一般均是使用對供電可靠性要求較高、對單相接地不必要立即切斷供電回路、但需發(fā)出絕緣破壞監(jiān)察信號、以維持繼續(xù)供電一段時間的工礦企業(yè)內(nèi)的不配出中性線的三相三線配電線路。當單相接地時，該故障線路上流過的零序電流是全系統(tǒng)非故障系統(tǒng)電容電流之和，因而容易檢測出接地故障電流，故可用零序電流保護裝置來監(jiān)察相對地第一次接地故障。TT接地系統(tǒng)常應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、民用建筑的照明、動力混合供電的三相四線配電系統(tǒng)中，常發(fā)現(xiàn)三相不平衡電流較大，當發(fā)生一相接地時，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PE線阻抗ZPE，負載側(cè)接地電阻RA和電源側(cè)接地電阻RB，接觸阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障電流Id=220/ZS，由于RA+RB＞＞Z1+ZPE+Zf，且RA+RB數(shù)值一般均較大，很明顯TT系統(tǒng)的故障環(huán)路阻抗大，產(chǎn)生的單接故障電流Id，遠遠小于不平衡電流，很難檢測出故障電流，故不適用于TT接地系統(tǒng)。

    由剩余電流保護工作原理分析可知，它的保護動作整定電流可以從mA級到A級，有相當高的動作靈敏性，因此剩余電流保護裝置對于TN、TT、IT接地系統(tǒng)均可適用。但剩余電流保護適用于TN接地系統(tǒng)中的TN﹣S系統(tǒng)，不能用于TN﹣C接地系統(tǒng)的饋電主干線保護。因為TN﹣C接地系統(tǒng)中保護線PE和中性線N合用一根線PEN、PEN在正常工作時流過三相不平衡電流，當單相接地時產(chǎn)生的接地故障電流Id也從PEN線上流過，剩余電流保護裝置根本無法檢測出是不平衡電流還是接地故障電流，也就是說，已喪失單相接地故障的檢測功能。當用于分干線及末端線中時，如果是TN-C接地系統(tǒng)，則應(yīng)按TN-C-S或局部TT接地處理，剩余電流保護的動作電流整定值（Iδn）一定要躲開正常漏電電流，才可避免誤動作。我們在選用時，對于Iδn數(shù)值可根據(jù)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第14.3.11條進行選擇，以適合各種場合和使用要求。

    按《低壓配電設(shè)計規(guī)范》要求，對于相線對地標稱電壓為220V的TN系統(tǒng)三相四線制配電線路接地故障保護，當用過電流保護不能滿足人身遭受電擊所允許的最大切斷故障時間時，宜采用零序電流保護，但保護整定值不應(yīng)小于該供電線路中最大不平衡電流，當用過電流保護與零序電流保護均不能滿足上述要求時，應(yīng)采用剩余電流保護。

    對于TT系統(tǒng)的低壓配電線路接地故障保護，當用過電流保護電器不能滿足動作特性ZSIA≤50V時，應(yīng)采用剩余電流保護。

    對于IT系統(tǒng)的低壓配電線路接地故障保護，當外露可導(dǎo)電部分單獨接地時，發(fā)生第二次異相接地故障時，故障回路的切斷應(yīng)符合TT系統(tǒng)接地故障保護的要求，當外露可導(dǎo)電部分為共同接地，則發(fā)生第二次異相接地故障時，故障回路的切斷應(yīng)符合TN系統(tǒng)接地故障保護的要求。

    對于零序電流保護的零序C.T安裝，一定要符合有關(guān)工藝標準。對于IT接地系統(tǒng)，由于發(fā)生單相接地故障時，接地電流不僅可能沿著發(fā)生故障電纜的導(dǎo)體表面流回，而且也可能沿著非故障電纜的導(dǎo)體表面流回，故安裝時必須將電纜頭經(jīng)零序C.T接地，這樣才能保證故障相和非故障相的電容電流通過接地點，即能防止區(qū)外故障時保護裝置誤動作，又能保證故障時裝置可靠動作。對于IT接地系統(tǒng)，一般采用在中性線N上安裝零序C.T，對在低壓側(cè)母排的零序C.T必須安裝于中性線N與工作接地點（或重復(fù)接地）之間的母排上。如零序C.T安裝于配電屏的N線母排上，由于配電屏金屬外殼一般直接與接地極相聯(lián)，當母線發(fā)生接地短路時，產(chǎn)生的故障電流Id將沿著配電屏金屬外殼→接地線→變壓器中性點流動，而不經(jīng)過零序C.T，達不到所要求實現(xiàn)的保護功能，這一點在現(xiàn)場施工時很容易蔬忽。

    從保護的動作靈敏性與使用安全性來說，剩余電流保護高于零序電流保護，并且零序電流保護不能像剩余電流保護應(yīng)用在單相配電線路上，因此對于三相供配電系統(tǒng)如果零序電流保護靈敏度足夠，并且也適合選用該保護裝置的場合，為節(jié)約資金，可采用零序保護。對于TN�C系統(tǒng)，單相接地故障一般是在PEN上安裝零序電流保護裝置。由于保護電流整定應(yīng)躲過PEN上的最大不平衡電流，即在單相接地故障電流小于該整定電流時，零序電流保護裝置拒動，有可能引起人身電擊和火災(zāi)，從這一點上考慮，實際上有關(guān)低壓配電線路接地保護在IEC標準中已取消了零序電流保護，而我國現(xiàn)行規(guī)范還是引入了此保護。不管是零序電流保護，還是剩余電流保護，都是接地保護的措施之一，還必須與等電位聯(lián)結(jié)結(jié)合使用，才能起到完善的防電擊作用。