残留電流装置

漏電遮断器（RCD ）、漏電遮断器（RCCB）、漏電遮断器（GFCI）^[a]は、導体を流れる電流が両方向とも等しくなく反対方向でない場合、つまり接地への漏電または別の通電導体への電流の流れを示している場合に電気回路を遮断する電気安全装置です。この装置の目的は、感電による傷害の重症度を軽減することです。^[1]このタイプの回路遮断器は、通常の電流と人を流れる電流を区別できないため、両方の回路導体に同時に触れる人を保護できません。^[2]

RCD デバイスに同じデバイス内に追加の過電流保護が統合されている場合、RCBO と呼ばれます。漏電遮断器は RCD である可能性がありますが、古いタイプの電圧動作漏電遮断器(ELCB) も存在します。

これらのデバイスは、回路の供給導体と戻り導体の間で電流が不均衡になっていることを検出すると、保護された回路をすばやく遮断するように設計されています。これらの導体の電流に差がある場合は、漏れ電流を示し、感電の危険があります。 人体に20 mA (0.020 アンペア) を超える 60 Hz の交流電流が流れると、それが 1 秒のほんの一部以上続くと、心停止や深刻な傷害を引き起こす可能性があります。RCD は、人への深刻な傷害を防ぎ、電気機器への損傷を防ぐのに十分な速さで導線を切断 (「トリップ」) するように設計されています。

RCD はテスト可能でリセット可能なデバイスです。テスト ボタンは安全に小さな漏れ状態を作り出し、別のボタンは障害状態が解消された後に導体をリセットします。一部の RCD は障害時に通電導体と戻り導体の両方を切断しますが (2 極)、単極 RCD は通電導体のみを切断します。障害によって戻り線が「浮遊」しているか、何らかの理由で予想される接地電位になっていない場合、単極 RCD は障害を検出してもこの導体を回路に接続したままにします。

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  2 極または 2 極の残留電流デバイス。テスト ボタンと接続/切断スイッチは青色です。障害が発生するとスイッチがオフ (下) の位置に切り替わり、このデバイスでは両方の導体が切断されます。
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  IEC 60479-1 ^[3]で定義されている、左手から足に流れる持続時間Tの交流電流Iの影響の対数グラフ
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  1: 補助電子装置付き電磁石
  2: 変流器二次巻線
  3: 変圧器コア
  4: テスト押しボタン
  L: 線路導体
  N: 中性導体

漏電遮断器 (GFCI)

GFCI デバイスは UL 943 にリストされており、Let-Go を確実に実行するためのトリップしきい値があります。Let-Go しきい値は、CF Dalziel によるテストを通じて確立され、「Let-Go 電流と電圧」というタイトルの IEEE 論文の一部として公開されました。GFCI リストされたデバイスは、米国電気工事規定 (NFPA 70) の一部として、多くのアプリケーションで必須となっています。この設置規定のセクション 210.8 は、GFCI の設置要件に関する主な参照ですが、その他の要件は NEC の第 5、6、および 7 章に記載されています。

RCDは、漏れ電流があった場合に回路を切断するように設計されています。^[4] 1950年代に初めて導入されたとき、電力会社は、消費者が電気メーターが電力消費を記録しないようにするために、中性線に接続するのではなく、戻り回路を接地することで電力盗難を防ぐためにRCDを使用しました。

最も一般的な現代の用途は、小さな漏れ電流（通常5〜30mA  ）を検出し、デバイスの損傷や感電を防ぐために十分な速さ（30ミリ秒未満）で切断する安全装置としての用途です。^[5]これらは、現代の電気実務の基本原則の1つである自動電源切断（ADS）の重要な部分であり、障害が発生したときに人間の介入に頼るのではなく電源をオフにします。^[6]

感電の危険を減らすため、RCD は、漏れ電流^{[明確化が必要]} (人体を介した) が 30  mA を超えても、感電による最も一般的な死亡原因である心室細動を引き起こす前に、25～40 ミリ秒以内に作動する必要があります。対照的に、従来の回路ブレーカーやヒューズは、総電流が過剰になったとき (RCD が反応する漏れ電流の数千倍​​になることもあります) のみ回路を遮断します。人体を介した漏れ電流などの小さな漏れ電流は非常に重大な障害になる可能性がありますが、ヒューズや過負荷回路ブレーカーが回路を遮断できるほど総電流が増加することはおそらくなく、人命を救うほど速くもありません。

RCD は、差動変流器を使用して 2 本の導体間の電流バランスを測定することで動作します。これは、活線を流れる電流と中性線を通って戻る電流の差を測定します。これらの合計がゼロにならない場合は、どこか他の場所 (接地または別の回路) に電流が漏れており、デバイスの接点が開きます。動作には、故障電流が設備内のアース線を通って戻る必要はありません。戻り経路が配管または地面または他のものと接触している場合でも、トリップは同様に動作します。したがって、設備のアース配線が損傷していたり​​不完全であったりしても、自動切断とショック保護対策が提供されます。

三相電力で使用される RCD の場合、3 本の活線導体と中性線 (取り付けられている場合) はすべて変流器を通過する必要があります。

RCD を組み込んだ電気プラグは、特に安全上の危険があると考えられる機器、たとえば屋外で使用される長い延長コードや、浴槽やシンクの近くで使用される園芸用品やヘアドライヤーなどに取り付けられることがあります。インライン RCD がプラグの RCD と同様の機能を果たすために使用される場合もあります。延長コードに RCD を取り付けると、ノブ アンド チューブなどの古い配線や接地導体のない配線が建物にある場合でも、どのコンセントを使用しても保護が提供されます。インライン RCD のトリップしきい値を建物よりも低くして、特定の電気機器の安全性をさらに向上させることもできます。

北米では、接地導体がない場合でも GFI レセプタクルを使用できますが、「機器接地なし」というラベルを付ける必要があります。これは、米国電気規則のセクション 406 (D) 2 で参照されていますが、規則は変更されるため、常に資格のある専門家と地元の建築および安全部門に相談する必要があります。^[7]規則は、接地されていない GFI レセプタクルは、内蔵の「テスト」ボタンを使用してトリップしますが、GFI テスト プラグを使用してトリップしません。これは、プラグがラインから存在しない接地に小さな電流を流してテストするためです。これにもかかわらず、下流のレセプタクルを保護するために必要な GFCI レセプタクルは、各回路の先頭に 1 つだけあることに注意してください。同じ回路で複数の GFI レセプタクルを使用することはリスクがないように見えますが、冗長であると見なされます。

ヨーロッパでは、RCD は小型回路ブレーカーと同じDIN レールに取り付けることができます。小型回路ブレーカーと同様に、コンシューマー ユニットと配電盤のバスバー配置により、下流のあらゆるものが保護されます。

純粋な RCD は、回路の供給導体と戻り導体の電流の不均衡を検出します。ただし、ヒューズや小型回路ブレーカー (MCB) のように過負荷や短絡から保護することはできません (ライブから中性線への短絡ではなく、ライブからアースへの短絡という特殊なケースを除く)。

ただし、RCD と MCB は多くの場合同じデバイスに統合されているため、供給不均衡と過負荷電流の両方を検出できます。このようなデバイスは、ヨーロッパとオーストラリアではRCBO (過電流保護機能付き残留電流遮断器)と呼ばれ、米国とカナダでは GFCI ブレーカー (漏電遮断器)と呼ばれます。

この図は、漏電遮断装置 (RCD) の内部機構を示しています。この装置は、電気製品の電源コードに直列に配線するように設計されています。定格最大電流は 13  A で、30 mA の漏れ電流で作動するように設計されています 。これはアクティブ RCD です。つまり、電気的にラッチして停電時に作動します。これは、予期しない再通電で危険な可能性がある機器に便利な機能です。初期の RCD の中には、完全に電気機械式で、変流器から直接駆動される、細かくバランスが取れたスプリング式オーバーセンター機構に依存していたものもありました。これらは必要な精度で製造するのが難しく、ピボットの摩耗と潤滑剤の乾燥の両方によって感度がドリフトする傾向があるため、図に示すように、より堅牢なソレノイド部分を備えた電子増幅型が現在では主流となっています。

RCDの内部機構では、入力電源と中性導体は端子(1)に接続され、出力負荷導体は端子(2)に接続されます。アース導体(図示せず)は電源から負荷まで途切れることなく接続されています。リセットボタン(3)が押されると、接点( (4)と(5)の後ろに隠れているもう1つの接点)が閉じ、電流が流れます。リセットボタンを放すと、ソレノイド(5)が接点を閉じた状態に保ちます。

センスコイル（6）は、活線と中性線を囲む（ただし、電気的には接続されていない）差動変流器です。通常の動作では、活線に流れた電流はすべて中性線に戻ります。したがって、2つの導体の電流は等しく、反対方向であり、互いに打ち消されます。

アースに何らかの障害が発生すると (たとえば、接続された機器の通電部品に人が触れた場合など)、電流の一部が異なる戻り経路をたどります。つまり、2 つの導体 (単相の場合) の電流に不均衡 (差) が生じます。または、より一般的には、さまざまな導体 (たとえば、3 つの相導体と 1 つの中性導体) 間の電流の合計がゼロではないことを意味します。

この差により、感知コイル (6) に電流が発生し、感知回路 (7) によって感知されます。感知回路はソレノイド (5) から電力を取り除き、接点 (4) はバネによって押し広げられ、機器への電力供給が遮断されます。停電によってもソレノイドから電力が取り除かれ、接点が開き、前述の停電時の安全なトリップ動作が発生します。

テストボタン（8）は、オレンジ色のテストワイヤ（9）に小さな電流を流すことで、デバイスが正しく動作しているかどうかを確認できます。これは、センスコイルに不均衡を発生させることで障害をシミュレートします。このボタンを押してもRCDが作動しない場合は、デバイスを交換する必要があります。 ^[8]

残留電流保護と過電流保護を1つの装置に組み合わせてサービスパネルに取り付けることもできます。この装置は、米国とカナダではGFCI（漏電遮断器）ブレーカーとして知られ、ヨーロッパとオーストラリアではRCBO（過電流保護機能付き残留電流遮断器）として知られています。これらは実質的にRCDとMCBの組み合わせです。^[9]米国では、GFCIブレーカーはGFCIコンセントよりも高価です。^[要出典]

多くの GFCI/RCBO デバイスでは、活線と中性線の両方の入力と出力 (または完全な 3 相) が必要なだけでなく、機能アース (FE) 接続も必要です。これにより、EMC 耐性が提供され、入力側の中性線接続が失われても活線とアースが残っている場合にデバイスを確実に動作させることができます。

スペース上の理由から、特に DIN レール形式の多くのデバイスでは、特にニュートラル入力と FE 接続に、ネジ端子ではなくフライング リードを使用しています。さらに、フォーム ファクタが小さいため、一部のモデル (Eaton/MEM) の出力ケーブルは RCD 部分の一次巻線を形成するために使用され、出力回路ケーブルは、電流トランス部分を囲む特別な寸法の端子トンネルに通す必要があります。これにより、最終回路配線からではなく、端子のネジ頭からメーター プローブを使用してテストすると、誤ったトリップ失敗結果が発生する可能性があります。

適切に配線されている限り、1 つの RCD が別の RCD に電力を供給することは通常不要です。例外はTT アース システムの場合で、この場合はアース ループ インピーダンスが高く、接地障害が発生しても通常の回路ブレーカーやヒューズをトリップするのに十分な電流が流れない可能性があります。この場合は、特別な 100  mA (またはそれ以上) のトリップ電流時間遅延 RCD を設置して設備全体をカバーし、その後、より感度の高い RCD をソケットや高リスクと見なされるその他の回路用に下流に設置する必要があります。

漏電遮断器 (GFCI) に加えて、アーク遮断器(AFCI) も重要です。これは、分岐回路配線の損傷や、電化製品やコード セットなどの分岐への延長によって発生する、潜在的に危険なアーク故障からさらに保護するためです。アーク故障を検出し、電力を遮断することで対応する AFCI は、住宅の電気系統が火災の発火源となる可能性を低減します。デュアル機能の AFCI/GFCI デバイスは、電気火災防止と感電防止の両方を 1 つのデバイスで実現し、住宅の多くの部屋で使用できるソリューションです。

RCD ユニットが回路または機器への電源を切断する方法に関しては、大きな違いがあります。

異なるタイプの RCD ユニットが使用される状況は 4 つあります。

1. 消費者の電力配電レベルでは、通常は RCBO リセット可能回路ブレーカーと組み合わせて使用​​されます。
2. 壁のコンセントに内蔵されています。
3. 壁のコンセントに差し込む（電源延長ケーブルの一部である場合もある）
4. 屋外や湿気の多い場所で使用することを想定したポータブル機器のコードに組み込まれています。

最初の 3 つの状況は、主に配電システムの一部としての使用に関係し、ほぼ常にパッシブまたはラッチ型であるのに対し、4 番目は特定の機器にのみ関係し、常にアクティブまたは非ラッチ型 です。アクティブとは、不注意による停電の後、主電源が再確立されるとすぐに、電源が再びアクティブにならないようにすることを意味します。ラッチとは、RCD を収容するユニット内のスイッチに関係し、停電後も設定されたままになりますが、エラー状態が検出されると手動でリセットする必要があります。

4 番目の状況では、オペレータが立ち会わないまま、接続された機器が電源切断後に自動的に動作を再開することは非常に望ましくなく、おそらく非常に危険であると考えられます。そのため、RCD を手動で再起動する必要があります。

本質的に 2 つの異なるタイプの RCD 機能の動作モードの違いは、電力分配の目的での動作では、ユーザーが電源をオフにしたり停電したりして何らかの形で電源が切断された後でも、RCD 内で内部ラッチが設定された状態を維持する必要があることです。このような構成は、冷蔵庫や冷凍庫への接続に特に適用されます。

状況 2 はほとんどの場合、上記のとおりインストールされますが、壁ソケット RCD の中には、多くの場合、ファシア パネルのスイッチを操作することで状況 4 に適合するものもあります。

 1 番目と 3 番目の状況の RCD は、一般的に 30 mA と 40 msの定格です 。4 番目の状況では、一般的に定格の選択肢が多く、他の形式よりもすべて低いのが普通ですが、低い値では不必要なトリップが多くなることがよくあります。定格が低いものを無効にしたい場合、ユーザーは他の形式に加えて保護を適用することがあります。湿気のある状態で接続したり、長い電源ケーブルを使用したりすると、定格が低い RCD を使用するとトリップアウトしやすくなるため、タイプ 4 の RCD をいくつか用意しておくのが賢明です。定格は 10  mA まで低くなっています。

極数は、障害状態が発生したときに遮断される導体の数を表します。家庭用電源などの単相 AC 電源 (2 つの電流経路) で使用される RCD は、通常、単極または 2 極設計で、単極および双極とも呼ばれます。単極 RCD は通電導体のみを遮断しますが、双極 RCD は通電導体と戻り導体の両方を遮断します (単極 RCD では、戻り導体は通常、常に接地電位にあると想定されるため、それ自体は安全です)。

3 極以上の RCD は、3 相 AC 電源 (3 つの電流経路) で使用したり、中性導体を切断するために使用したりすることができます。4 極 RCD は、3 相電源と中性電源を遮断するために使用されます。特別に設計された RCD は、AC および DC 電力分配システムの両方で使用することも可能です。

RCD によって導体が接続および切断される方法を説明するために、次の用語が使用されることがあります。

• 単極または 1 極 - RCD は通電されているワイヤのみを切断します。
• 二極または 2 極 – RCD は通電ワイヤと戻りワイヤの両方を切断します。
• 1+N および 1P+N – RCBO のコンテキストで使用される非標準用語で、メーカーによって異なる意味で使用されることがあります。通常、これらの用語は、リターン (中性) 導体が絶縁極のみで保護要素がない (保護されていないが切り替えられた中性)、RCBO がリターン (中性) 導体用の導電パスとコネクタを提供するが、障害が発生してもこのパスは中断されない (「ソリッド ニュートラル」と呼ばれることもある)、^[10]、または一部の障害 (RCD が漏電を検出した場合など) では両方の導体が切断されるが、他の障害 (過負荷など) では 1 つの導体のみが切断されることを意味します。^[11]

RCD の感度は、定格残留動作電流 ( I _{Δn )}として表されます。推奨値は IEC によって定義されており、 I _Δn値に応じて RCD を 3 つのグループに分けることができます。

• 高感度（HS）：5** – 10 – 30  mA（直接接触または生命傷害保護用）、
• 中感度（MS）：100 – 300 – 500 – 1000  mA（防火用）、
• 低感度（LS）：3 – 10 – 30  A（通常は機械の保護用）。

5  mA の感度は GFCI コンセントでは一般的です。

デバイスには 2 つのグループがあります。「G」(一般用)「瞬時」RCD には意図的な時間遅延はありません。公称電流定格の半分でトリップしてはなりませんが、定格電流の場合は 200 ミリ秒以内、定格電流の 5 倍の場合は 40 ミリ秒以内にトリップする必要があります。「S」(選択) または「T」(時間遅延) RCD には短い時間遅延があります。これらは通常、負荷の「G」デバイスと区別するために防火設備の起点で使用されるほか、サージ サプレッサーを含む回路でも使用されます。定格電流の半分でトリップしてはなりません。定格電流では少なくとも 130 ミリ秒、定格の 2 倍では 60 ミリ秒、定格の 5 倍では 50 ミリ秒のトリップ遅延を提供します。最大遮断時間は、 定格電流で 500 ミリ秒、定格の 2 倍では 200 ミリ秒、 定格の 5 倍では 150 ミリ秒です。

プログラム可能な地絡リレーを使用すると、協調的な設置が可能になり、停電を最小限に抑えることができます。たとえば、配電システムでは、建物のサービス入口に300  mA、300 ms のデバイスがあり、各サブボードに 100 mA の「S」タイプを複数供給し、最終回路ごとに 30 mA の「G」タイプを供給します。このように、デバイスが障害を検出できない場合、最終的には上位レベルのデバイスによって障害が解消されますが、その代償として、より多くの回路が中断されます。    

IEC 規格 60755 (残留電流動作保護装置の一般要求事項) では、故障電流の波形と周波数に応じて 3 種類の RCD が定義されています。

• AC タイプの RCD は正弦波の残留電流でトリップします。
• タイプ A RCD は、タイプ AC に加えて、どちらの極性の脈動または連続直流にも反応します。
• タイプ B RCD は、タイプ A に加えて、安定した DC 電流や高周波電流、または家庭で使用されるすべてのスイッチング電源や、DC モーターを搭載した洗濯機などの単相または多相整流回路から発生する交流電流と直流電流の組み合わせにも応答します。

BEAMA RCDハンドブック - RCDの選択と適用のガイドでは、これを次のように要約しています。^[12]

• AC タイプの RCD は、突然印加されるか、または徐々に増加する、交流正弦波残留電流でトリップします。
• タイプ A RCD は、突然印加されるか、または徐々に増加する、交流正弦波残留電流および残留脈動直流電流でトリップします。
• タイプ F RCD はタイプ A と同じ条件でトリップし、さらに次の条件も満たします。
  • 複合残留電流用。突然印加されるか、ゆっくり増加するかを問わず、相と中性線の間、または相と接地された中間導体の間に供給される回路を対象とします。
  • 滑らかな直流電流に重畳された残留脈動直流電流用。
• タイプ B RCD はタイプ F と同じ条件でトリップし、さらに次の条件も満たします。
  • 1kHzまでの残留正弦波交流電流用 。
  • 滑らかな直流電流に重畳された残留交流電流用。
  • 滑らかな直流電流に残留する脈動直流電流が重畳されている場合。
  • 2相以上の位相から生じる残留脈動整流直流用。
  • 極性に関係なく、突然印加されるかゆっくりと増加するかに関係なく、残留する滑らかな直流電流用。

これらの指定が導入されたのは、検出器のコアを飽和させる DC 電流が存在する場合、タイプ A および AC RCD の一部の設計が無効になる可能性があるためであることに注意してください。

サージ電流とは、指定された特性のテストインパルスを使用して RCD が耐えられるように設計されたピーク電流を指します。IEC 61008 および IEC 61009 規格では、RCD が 200 A の「リング波」インパルスに耐えることを要求しています。また、この規格では、「選択的」に分類される RCD が、指定された波形の 3000 A インパルス サージ電流  に耐えることを要求しています。 

RCD は、内蔵のテスト ボタンで定期的に機能を確認するテストを行うことができます。RCD は配線が不適切だと正常に動作しない可能性があるため、通常は設置者によってテストされます。制御された故障電流を活線からアースに流すことで、動作時間と配線をテストできます。このようなテストは、デバイスの設置時および任意の「下流」コンセントで実行できます (上流コンセントは保護されていません)。不要なトリップを回避するために、1 つの回路には RCD を 1 つだけ設置する必要があります (浴室の小型家電製品などのコード付き RCD は除く)。

残留電流遮断器では、感電や火災の危険をすべて取り除くことはできません。特に、RCD だけでは、過負荷状態、相間短絡、相間短絡 (三相電力を参照) を検出できません。過電流保護 (ヒューズまたは遮断器) を提供する必要があります。RCD の機能と過電流保護を組み合わせた遮断器は、両方のタイプの障害に対応します。これらは RCBO と呼ばれ、2 極、3 極、4 極構成で使用できます。RCBO には通常、電流不均衡の検出用と過負荷電流用の別々の回路がありますが、遮断メカニズムは共通です。一部の RCBO には、残留電流保護と過電流保護用の別々のレバーがあったり、地絡用に別のインジケーターが使用されていたりします。

RCD は、電流が位相 (活線 / ライン / ホット) からアースに人体を通って流れるときに、感電から保護するのに役立ちます。指が照明器具の活線と中性線の両方の接点に触れる場合など、電流が位相から中性線、または位相から位相に人体を通って流れる場合、感電から保護することはできません。デバイスは、意図された負荷を通る電流の流れと人体を通る電流の流れを区別できませんが、人が地面 (アース) に触れている場合は、いくらかの電流が人の指と体を通ってアースに流れる可能性があるため、RCD が作動する可能性があります。

英国で古い設備によくある、単一の RCD による設備全体は、「迷惑な」トリップを起こしやすく、照明が消えたり、食品が解凍されたりして、二次的な安全上の問題を引き起こす可能性があります。トリップは、給湯器や調理器具の要素またはリングなどのヒーター要素の絶縁が劣化することで発生することがよくあります。迷惑と見なされますが、問題は劣化した要素にあり、RCD ではありません。問題のある要素を交換すれば問題は解決しますが、RCD を交換しても解決しません。

RCD は選択的ではありません。たとえば、30 mA I _Δn RCD と直列に接続された 300 mA I _Δn RCD で保護されている回路で接地障害が発生すると、どちらか一方または両方がトリップする可能性があります。このような設備で選択性を提供するために、特別な時間遅延型が利用可能です。

電源を必要とする RCD の場合、対応する活線が途切れていないのに、RCD の供給側で中性線が切断されたりオフになったりすると、危険な状態が発生する可能性があります。トリップ回路は動作するために電力を必要とし、電源が故障してもトリップしません。接続された機器は中性線がないと動作しませんが、RCD は通電中の線との接触から人を保護できません。このため、活線も同時にオフにしない限り中性線をオフにできないように回路ブレーカーを設置する必要があります。中性線をオフにする必要がある場合は、2 極ブレーカー (3 相の場合は 4 極) を使用する必要があります。中性線が途切れた場合に何らかの保護を提供するために、一部の RCD および RCBO には、配電盤のアース バスバーに接続する必要がある補助接続線が装備されています。これにより、デバイスは電源の中性点の欠落を検出してトリップするか、トリップ回路に代替電源パスを提供して、電源の中性点が欠落していても正常に機能し続けることができます。

これに関連して、単極 RCD/RCBO は通電導体のみを遮断しますが、二極デバイスは通電導体と戻り導体の両方を遮断します。通常、戻り導体は接地電位に保たれるため、これは標準的で安全な方法です。ただし、設計上、単極 RCD は、戻り導体が予想どおりに接地電位に保たれていない場合や、戻り導体とアース導体の間で電流漏れが発生している場合など、特定のまれな状況では、関連するすべてのワイヤを分離または切断しません。このような場合、戻り導体も切断されるため、二極 RCD が保護を提供します。

世界初の高感度漏電保護システム（つまり、通電導体と地面との直接接触による危険から人々を保護できるシステム）は、南アフリカのアンリ・ルビンが開発したマグアンプと呼ばれる第2高調波磁気増幅器コアバランスシステムでした。南アフリカの金鉱山では電気による危険が大きな懸念事項であり、ヨハネスブルグのアルベルトンのCJフックス電気産業のエンジニアであったルビンは、1955年に最初に525Vで動作し 、トリップ感度が250mAの冷陰極システムを開発しました。これより前のコアバランス漏電保護システムは、約10A  の感度で動作していました。 

冷陰極システムは多くの金鉱山に設置され、確実に機能していました。しかし、ルービンは感度を大幅に改善したまったく新しいシステムの開発に着手し、1956年初頭までに、プロトタイプの第二高調波磁気増幅器型コアバランスシステム（南アフリカ特許第2268/56号およびオーストラリア特許第218360号）を製作しました。プロトタイプのマグアンプは定格220V  、60Aで 、内部調整可能なトリップ感度は12.5～17.5mAでした 。斬新な設計により非常に速いトリップ時間が実現され、これと高感度の組み合わせは、米国カリフォルニア大学バークレー校のチャールズ・ダルジールが人体への感電の危険性を推定して決定した心室細動の安全電流時間エンベロープ内に十分に収まりました。このシステムと付属のブレーカーには、過電流および短絡保護が含まれていました。さらに、オリジナルのプロトタイプは、中性線が遮断された場合でも低い感度でトリップすることができ、電気火災の重要な原因から保護します。

ヨハネスブルグ近郊のスティルフォンテン金鉱村で、家庭内で起きた事故で女性が感電死した事件を受けて、1957年から1958年にかけて、数百台のFWJ  20mAマグアンプ漏電保護装置が鉱山村の住宅に設置されました。FWJ Electrical Industries（後にFW Electrical Industriesに社名を変更）は、20mA 単相および三相マグアンプ装置の製造を継続しました。

マグアンプの開発に携わっていた当時、ルービンはトランジスタをこの用途に使用することも検討していましたが、当時入手可能だった初期のトランジスタは信頼性が低すぎるという結論に達しました。しかし、改良されたトランジスタの登場により、彼が勤務していた会社や他の会社は後にトランジスタ化された漏電保護バージョンを製造しました。

1961年、ダルジールはラッカー・マニュファクチャリング社と共同で、漏電保護用のトランジスタ式装置を開発しました。これは漏電遮断器（GFCI）として知られるようになり、口語的には漏電遮断器（GFI）と略されることもあります。高感度漏電保護装置を表すこの名前は、現在でも米国でよく使用されています^{[13] [14] [15] [16] [17]}

1970 年代初頭、北米の GFCI デバイスの大半は回路ブレーカー タイプでした。コンセントに組み込まれた GFCI は、1980 年代から一般的になりました。配電盤に取り付けられた回路ブレーカー タイプは、配線の絶縁が不十分または不均一であることが主な原因で偶発的にトリップするという問題がありました。絶縁の問題に回路が長いためにさらに問題が発生すると、誤作動が頻繁に発生しました。導体の絶縁体に沿って大量の電流が漏れるため、電流の不均衡が少しでも増加するとブレーカーがトリップすることがありました。北米の設備でコンセント ベースの保護に移行したことで、偶発的なトリップが減少し、湿気の多いエリアが電気工事規定で要求される保護下にあることが明確に確認できるようになりました。欧州の設備では、引き続き配電盤に取り付けられた RCD が主に使用されており、固定配線が損傷した場合に保護を提供します。欧州では、ソケット ベースの RCD は主に後付けで使用されます。

規制は国によって大きく異なります。電気設備全体に1つのRCDを設置すると、すべての回路を感電から保護できますが、故障が発生すると建物内のすべての電力が遮断される可能性があります。解決策としては、RCDを1つずつ備えた回路のグループを作成するか、個々の回路ごとにRCBOを使用することです。^{[b] [18]}

オーストラリアでは、1991年から電力回路に残留電流装置の設置が義務付けられており、2000年からは照明回路にも設置が義務付けられている。 ^[19]特にクイーンズランド州では、1992年以降、すべての新築住宅に残留電流装置の設置が義務付けられている。^[要出典]

家庭内の設備ごとに最低 2 つの RCD が必要です。すべてのコンセントと照明回路は、回路 RCD に分散されます。1 つの RCD に接続できるサブ回路は最大 3 つだけです。オーストラリアでは、RCD テスト手順は、設定された標準 (電気機器の AS/NZS 3760:2010 稼働中の安全検査およびテスト) を満たす必要があります。

オーストリアは、残留電流装置をÖVE E8001-1/A1:2013-11-01規格（最新改訂版）で規制しています。これは1980年以来、民間住宅で義務付けられています。最大作動時間は0.4秒を超えてはなりません。最大漏洩電流30mA  、最大定格電流16Aの 電源プラグを備えたすべての回路に設置する必要があります。 ^[20]

湿気の多い場所、建設現場、商業ビル内の回路には追加の要件が課せられます。

ベルギーの家庭用設備には、 すべての回路を保護する 300 mA の残留電流装置を装備する必要 があります。さらに、湿気の多い部屋 (バスルーム、キッチンなど) のすべての回路と、特定の湿気の多い機器 (洗濯機、乾燥機、食器洗い機) に電力を供給する回路を保護する 30 mA の残留電流装置が少なくとも 1 つ必要です。電気床暖房は、100 mA の RCD で保護する必要があります 。これらの RCD はタイプ A である必要があります。

NBR 5410（1997）以降、湿気の多い場所、屋外、屋外機器用の屋内コンセント、浴室やキッチンなど水が溜まりやすい場所での新築や修理には、漏電遮断装置と接地が義務付けられています。^[21]

 デンマークでは、定格電流が 20 A 未満のすべての回路に 30 mA の RCD が必要です(定格電流が大きい回路は主に配電に使用されます)。RCD は 1975 年に新築の建物に義務付けられ、2008 年にはすべての建物に義務付けられました。

NF C 15-100規則（1911 -> 2002）によれば、 設備の起点に100～300 mAを超えない一般的なRCDを設置することが義務付けられています。さらに、すべての回路に はユーザーの配電盤に30 mAの保護も含まれている必要があり、各RCDは最大8個の回路ブレーカーを保護し、通常は同じDINレール上にあります（住宅では1～4個のDINレールの電気パネルが標準です）。1991年より前は、この30  mA保護は、水、高出力、または敏感な機器がある部屋（浴室、キッチン、ITなど）でのみ義務付けられていました。^[22]必要なRCDのタイプ（A、AC、F）は、接続される機器のタイプとコンセントの最大電力によって異なります。電気機器と水または床との間の最小距離が記載されており、義務付けられています。

1984 年 5 月 1 日以降、バスタブまたはシャワーのあるすべての部屋に RCD を設置することが義務付けられています。2007 年 6 月以降、ドイツでは、一般用途の 定格 32 A までのソケットで、トリップ電流が 30 mA 以下の RCD を使用することが義務付けられています。( DIN Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE) 0100-410 Nr. 411.3.3)。1987 年以降、感電から人体を保護するためにタイプ「AC」の RCD を使用することは許可されていません。タイプ「A」またはタイプ「B」である必要があります。  

1990年の電気規則第36条によると

a) 公共の娯楽施設においては、感度が 10 mA を超えない漏電遮断装置によって漏電電流に対する保護が提供されなければなりません 。

b) 床が濡れている可能性がある場所、または壁や筐体の電気抵抗が低い場所では、感度が 10  mA を超えない漏電遮断装置によって漏電電流に対する保護を提供する必要があります。

c) 手持ち式の機器、装置、または器具が使用される可能性のある設備の場合、感度が 30  mA を超えない残留電流装置によって漏電電流に対する保護が提供される必要があります。

d) (a)、(b)、(c)以外の設備については、感度が100mAを超えない漏電遮断装置によって漏電電流に対する保護を行わなければならない 。

イタリアの法律 (1990 年 3 月 46 号) では、すべての回線を保護するために、すべての家庭用設備に 30 mA 以下の残留電流を持つ RCD (非公式には初期のBTicino モデルにちなんで「salvavita」、つまりライフ セーバー、または動作モードの差動回路ブレーカーと呼ばれる) を設置することを規定しています。この法律は最近更新され、個別の家庭用回路に少なくとも 2 つの個別の RCD を設置することが義務付けられました。短絡および過負荷保護は 1968 年以来義務付けられています。

最新の住宅電気配線ガイドライン（2008年版）ハンドブック^[23]では、住宅配線全体は、感度が100mAを超えない残留電流装置で保護する必要があるとされています 。さらに、すべての電源ソケットは、感度が30mAを超えない残留電流装置で保護する必要があり 、湿気の多い場所にあるすべての機器（給湯器、給水ポンプ）は、感度が10mAを超えない残留電流装置で保護する必要があります 。

2003 年 1 月以降、住宅内の照明やコンセント (電源ポイント) に電力を供給する配電盤から始まるすべての新しい回路には、RCD 保護が必要です。住宅施設 (下宿、病院、ホテル、モーテルなど) でも、コンセントに電力を供給する配電盤から始まるすべての新しい回路に RCD 保護が必要です。これらの RCD は通常、配電盤にあります。新しい回路に差し込まれたすべての電気配線と電気器具を保護します。^[24]

北米では、濡れた場所やコンクリートの床が覆われていない部屋など、接地しやすい場所にあるコンセントは、GFCI で保護する必要があります。米国電気工事規定では、1960 年代から特定の場所にある機器を GFCI で保護することを義務付けています。スイミング プールの水中照明 (1968 年) に始まり、この規定の次版では GFCI が必要な場所が拡大され、建設現場 (1974 年)、浴室および屋外エリア (1975 年)、ガレージ (1978 年)、温水浴槽またはスパ付近 (1981 年)、ホテルの浴室 (1984 年)、キッチン カウンターのソケット (1987 年)、床下および未完成の地下室 (1990 年)、ウェット バーのシンク付近 (1993 年)、ランドリー シンク付近 (2005 年) ^[25]、ランドリー ルーム (2014 年) などにも GFCI の設置が義務付けられています。^[26]

GFCI は、一般的に、配電盤に取り付けられたソケットまたは回路ブレーカーの一体型部品として利用できます。GFCI ソケットは、常に長方形の面を持ち、いわゆる Decora フェース プレートを受け入れ、標準カバー プレート付きのマルチギャング ボックスで通常のコンセントまたはスイッチと混在させることができます。カナダと米国の両方で、古い 2 線式の非接地NEMA 1ソケットは、回路全体を接地導体で再配線する代わりに、GFCI (ソケットまたは対応する回路ブレーカーと一体型) で保護されたNEMA 5ソケットに交換できます。このような場合、ソケットには「機器接地なし」および「GFCI 保護」というラベルを付ける必要があります。GFCI メーカーは通常、適切な設置説明のタグを提供します。

感電保護用に承認されている GFCI は、 25 ミリ秒以内に 5 mAでトリップします 。人ではなく機器を保護する GFCI デバイスは、最大 30 mA の電流でトリップすることが許可されています。これは、機器保護デバイス (EPD) と呼ばれます。最大 500 mA のトリップ電流を持つ RCD は、しきい値が低いと偶発的なトリップの許容できないリスクを伴う環境 (コンピューティング センターなど) に配置されることがあります。これらの高電流 RCD は、感電のリスクから保護するのではなく、機器と火災を保護するために使用されます。  

米国では、アメリカボート・ヨット協会が、コンセント用のGFCIとボート全体の漏電遮断器（ELCI）の両方を義務付けています。違いは、GFCIは5mA の電流で作動するのに対し、ELCIは30mAで 100ms以内に作動すること です。より大きな値は、不必要な作動を最小限に抑えながら保護を提供することを目的としています。^[27]

ノルウェーでは、2002 年以降、すべての新築住宅に、また 2006 年以降、すべての新しいソケットに、 RCD の設置が義務付けられています。これは、32 A 以下のソケットに適用されます。RCD は、230 V 回路の場合は最大 0.4 秒後 、400 V 回路の場合は最大 0.2 秒後に作動する必要があります 。

南アフリカでは、1974年10月から住宅環境（住宅、アパート、ホテルなど）での漏電保護装置の使用が義務付けられ、1975年と1976年に規制が改訂されました。 ^[28] 装置は、新築時や修理時に設置する必要があります。停電してはならない非常用照明を除き、コンセントと照明には保護が必要です。南アフリカで使用されている標準的な装置は、ELPDとRCCBのハイブリッドです。^[29]

NIBT 規制により、RCD タイプの AC の使用は禁止されています (2010 年以降)。

台湾では、洗面所、バルコニー、キッチンのコンセントの回路はシンクから 1.8 メートル以内で、漏電遮断器の使用が義務付けられています。この要件は、洗面所の給湯器の回路や、水中の機器、金属フレームの照明、公共の水飲み場などの回路にも適用されます。台湾の法律によると、原則として、分岐回路に漏電遮断器を設置し、トリップ電流が 0.1 秒以内に 30 mA 以下になるようにする必要があります。

トルコでは、2004年以降、すべての新築住宅で30mA以下 および 300mA以下のRCDの使用が義務付けられています。この規則はRG-16/06/2004-25494で導入されました。^[30]

IEE 電気配線規則の現在の (第 18 版) では、例外はあるものの、ほとんどの設備のすべてのコンセントに RCD 保護が求められています。壁に埋め込まれた非外装ケーブルも RCD 保護が必要です (これも特定の例外があります)。浴室やシャワー室にある回路に RCD 保護を施すと、それらの場所での補助ボンディングの必要性が減ります。2 つの RCD を使用して設備をカバーし、2 階と 1 階の照明および電源回路を両方の RCD に分散させることができます。1 つの RCD がトリップしても、少なくとも 1 つの照明および電源回路への電力は維持されます。RCBO の使用など、他の方法を採用して規則を満たすこともできます。RCD の新しい要件は、配線のやり直し、配電盤の変更、新しい回路の設置、または追加のコンセントや壁に埋め込まれた新しいケーブルなどの変更が行われない限り、ほとんどの既存の設備には影響しません。

感電保護のために使用される RCD は、「即時」動作タイプ（時間遅延ではない）であり、残留電流感度が 30 mA 以下である必要があります 。

誤ったトリップが、RCD が防止するはずの電気事故のリスクよりも大きな問題を引き起こす場合 (例: 重要な工場プロセスや生命維持装置への電源供給)、影響を受ける回路に明確なラベルを付け、リスクのバランスを考慮すれば、RCD を省略できます。これには、代替の安全対策の提供が含まれる場合があります。

以前の規制では、屋外機器が使用する可能性のあるコンセントにRCDの使用が義務付けられていました。家庭内の設備では、RCD保護を必要とするすべての回路（通常はソケットとシャワー）を1つのRCDでカバーし、一部の回路（通常は照明）はRCDで保護しないのが一般的でした。^[31]これは、RCDがトリップした場合に危険な照明喪失を回避するためです。他の回路の保護方法はさまざまでした。この方法を実施するには、分割負荷構成と呼ばれるRCDを組み込んだコンシューマーユニットを設置するのが一般的でした。分割負荷構成では、1つの回路ブレーカーグループはメインスイッチ（またはTTアースの場合は時間遅延RCD ）から直接電力を供給され、2番目の回路グループはRCD経由で電力を供給されます。この方法には、多くの機器の通常動作による累積的なアース漏れ電流がRCDの誤ったトリップを引き起こす可能性があり、RCDがトリップすると保護されているすべての回路から電源が切断されるという既知の問題がありました。

• 家庭用AC電源プラグとソケット
• 感電による傷害
• 絶縁監視装置
• 保護リレー
• アーク故障遮断器
• 絶縁トランス

• GFCI ファクトシート (米国消費者製品安全委員会)
• IEC 61008/61009 に準拠した RCCB のテスト (残留電流デバイス テスト)
• RCD がトリップするのはなぜですか? - 迷惑なトリップの原因の説明
• 電気リード線および残留電流装置 (RCD) のテスト (西オーストラリア州政府保健省)