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1、第八章低壓配電線路保護(hù)與電擊防護(hù)第一節(jié)低壓配電線路的保護(hù)第二節(jié) 低壓電氣裝置的電擊防護(hù)第三節(jié) 低壓保護(hù)電器的選擇與整定第四節(jié) 各級保護(hù)電器之間的選擇性配合本章小結(jié)一、過電流保護(hù)第一節(jié)低壓配電線路的保護(hù) 依據(jù)GB 500542011低壓配電設(shè)計規(guī)范,低壓配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù),保護(hù)電器應(yīng)能在故障造成危害之前切斷供電電源或發(fā)出報警信號。 1.對短路保護(hù)電器動作特性的要求(一)短路保護(hù)短路保護(hù)電器的動作應(yīng)及時可靠,以保證絕緣導(dǎo)體、電纜、母線的短路熱穩(wěn)定滿足要求。短路保護(hù)電器應(yīng)能分?jǐn)嗥浒惭b處的預(yù)期最大短路電流。短路保護(hù)電器應(yīng)有足夠的靈敏性,應(yīng)能在規(guī)定時間內(nèi)可靠切斷被保護(hù)線路末端的最小短路電
2、流。短路保護(hù)電器一般采用斷路器或熔斷器。 2.短路保護(hù)電器的裝設(shè) 3.并聯(lián)導(dǎo)體的短路保護(hù) 對于多根并聯(lián)導(dǎo)體組成的線路,其中任一根導(dǎo)體在最不利的位置處發(fā)生短路故障時,短路保護(hù)電器應(yīng)能及時切斷短路故障。 若在線路首端采用一臺保護(hù)電器,則應(yīng)盡量避免在并聯(lián)區(qū)段內(nèi)發(fā)生短路的可能性。4.可不設(shè)短路保護(hù)的線路如由主干線路保護(hù)電器保護(hù)的短距離分支線路。短路保護(hù)電器應(yīng)裝設(shè)在回路首端和回路導(dǎo)體載流量因截面、材料、敷設(shè)方式等發(fā)生變化而減小的地方。短路保護(hù)電器應(yīng)裝設(shè)在低壓配電線路不接地的各相上。 (二)過負(fù)荷保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)的目的在于防止長時間的過負(fù)荷對線路絕緣造成的不良影響。1.對過負(fù)荷保護(hù)電器動作特性的要求 過負(fù)
3、荷保護(hù)電器應(yīng)采用反時限特性的保護(hù)電器,如g類熔斷器、斷路器的長延時動作脫扣器等。額定電流 Ic Ir Ial 約定動作電流 I21.45Ial 對熔斷器,一般 I2=1.6Ir 對斷路器,一般 I2=1.3Ir 其動作特性應(yīng)同時滿足以下兩式的要求: 突然斷電比過負(fù)荷而造成的損失更大的線路(如消防水泵、消防電梯等線路),其過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)作用于信號而不應(yīng)作用于切斷電路。 配電線路宜采用同一保護(hù)電器作短路保護(hù)與過負(fù)荷保護(hù)。2.過負(fù)荷保護(hù)電器的裝設(shè) 過負(fù)荷保護(hù)電器應(yīng)裝設(shè)在回路首端和回路導(dǎo)體載流量因截面、材料、敷設(shè)方式等發(fā)生變化而減小的地方。 干線支線3m3. 并聯(lián)導(dǎo)體的過負(fù)荷保護(hù) 大電流線路盡量采用多芯
4、電纜并聯(lián)。做到各并聯(lián)導(dǎo)體允許持續(xù)載流量相等,導(dǎo)體阻抗相等以使電流分配均衡,可采用一臺保護(hù)電器保護(hù)所有導(dǎo)體。 4.中性導(dǎo)體的過負(fù)荷保護(hù) 對于TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng),當(dāng)電氣裝置中存在大量諧波電流時,會引起相導(dǎo)體及中性導(dǎo)體的過負(fù)荷,而中性導(dǎo)體的過負(fù)荷是最常見的。 此時,中性導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)其載流量檢測過電流,當(dāng)檢測到過電流時可動作于切斷相導(dǎo)體,但不必切斷中性導(dǎo)體。 二、接地故障電氣火災(zāi)防護(hù) 接地故障指帶電導(dǎo)體和大地之間意外出現(xiàn)導(dǎo)電通路。包括相導(dǎo)體與大地、PE導(dǎo)體、PEN導(dǎo)體、電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分、裝置外可導(dǎo)電部分等之間意外出現(xiàn)的導(dǎo)電通路。導(dǎo)電路徑可能通過有瑕疵的絕緣,通過結(jié)構(gòu)物或通過植物,并具有顯著的阻抗
5、。 接地故障的危害:故障電流要比單相對地短路電流小,但也需要及時切斷電路以保證線路過電流時的熱穩(wěn)定。當(dāng)發(fā)生接地故障的持續(xù)時間內(nèi),與它有關(guān)聯(lián)系的電氣設(shè)備和管道的外露可導(dǎo)電部分對地和裝置外的可導(dǎo)電部分間存在故障電壓。此電壓可使人身遭受電擊,也可因?qū)Φ氐碾娀』蚧鸹ㄒ鸹馂?zāi)或爆炸,造成嚴(yán)重生命財產(chǎn)損失。 接地故障電弧引起的火災(zāi)屬于短路性火災(zāi)的一種,其發(fā)生幾率遠(yuǎn)高于帶電導(dǎo)體間的短路火災(zāi),是導(dǎo)致火災(zāi)的最大隱患。 研究表明,接地電弧能量只要達(dá)到300mA以上就能引起火災(zāi),顯然過電流保護(hù)電器是不能滿足接地故障電氣火災(zāi)防護(hù)靈敏性要求的,而應(yīng)采用高靈敏性的剩余電流保護(hù)。 剩余電流指同一時刻在電氣裝置中的電氣回路給
6、定點處的所有帶電導(dǎo)體電流(瞬時值)的代數(shù)和。 RABCNiiiii對三相四線制電路 對單相兩線制電路 RLNiii對三相三線制電路RABCiiii 剩余電流(動作)保護(hù)器(RCD)是一種在規(guī)定條件下當(dāng)剩余電流達(dá)到或超過整定值時能自動分?jǐn)嚯娐返臋C(jī)械開關(guān)電器或組合電器。剩余電流保護(hù)電器也可以由用來檢測和判別剩余電流以及接通和分?jǐn)嚯娏鞯母鞣N獨立元件組成。 常用的剩余電流保護(hù)器按其功能分有剩余電流斷路器、剩余電流動作保護(hù)繼電器等。 剩余電流保護(hù)器(RCD)按其故障脫扣原理分有電磁式和電子式兩種。 電磁式RCD靠剩余電流自身能量使RCD動作,動作功能與電源電壓無關(guān);電子式RCD則借RCD所在回路處的故障
7、殘壓提供的能量來使RCD動作,動作功能與電源電壓有關(guān)。 a)電磁式 b)電子式 剩余電流保護(hù)器(RCD)的故障脫扣原理圖1剩余電流互感器 2脫扣器 3試驗按鈕 4電磁元件 5電子元件 為了防止線路絕緣損壞引起接地電弧火災(zāi),至少應(yīng)在建筑物電源進(jìn)線處設(shè)置剩余電流保護(hù),保護(hù)電器動作于信號或切斷電源。設(shè)置在火災(zāi)危險場所(加工、生產(chǎn)、儲存可燃物質(zhì)以及多粉塵的場所)的剩余電流保護(hù)電器其動作電流不應(yīng)大于300mA,一般場所可不受此值限制。 JGJ162008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范規(guī)定了需要安裝剩余電流動作報警器的場所。 GB500162014建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定了諸如一類工程民用建筑,人員密集的電影院、劇場、
8、體育館、商店和展覽建筑,重要的廣播電視、電信和財貿(mào)金融建筑等火災(zāi)危險大的建筑和場所的非消防用電負(fù)荷宜設(shè)置剩余電流動作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。 第二節(jié) 低壓電氣裝置的電擊防護(hù) 電擊電流通過人體軀體而引起的生理效應(yīng)。 電擊防護(hù)減小電擊危險的防護(hù)措施,包括:直接接觸防護(hù)、間接接觸防護(hù)和直接接觸及間接接觸兩者兼有的防護(hù)。人與帶電部分的電接觸稱為直接接觸。人與故障情況下帶電的外露可導(dǎo)電部分的電接觸稱為間接接觸。一、電流通過人體的效應(yīng) (一)人體對電流的生理反應(yīng) GB/T13870.12008 電流通過人體和家畜的效應(yīng) 第一部分:常用部分 n感知電流閾值人體能感知的流過其身體的最小電流值,通用值為0.5mA,此
9、值與電流通過的時間長短無關(guān);n擺脫電流閾值人體能自主擺脫的通過人體的最大電流值,此值因人而異,平均值為10mA;n心室纖維性顫動電流閾值引起心室纖維性顫動的最小電流值,而心室纖維性顫動是電擊引起死亡的主要原因。此電流閾值與通電時間長短有關(guān),也與人體條件、心臟功能狀況、電流在人體內(nèi)通過的路徑有關(guān)。只要通過人體的電流小于30mA,人體就不致因發(fā)生心室纖維性顫動而電擊致死。 (二)特低電壓限值 人體遭受電擊時流過人體的接觸電流因施加于人體阻抗上的接觸電壓而產(chǎn)生。在設(shè)計電氣裝置時計算接觸電流很困難,而計算預(yù)期接觸電壓比較方便。 人體阻抗由皮膚阻抗和體內(nèi)阻抗構(gòu)成,其總阻抗呈容性。 90的人體總阻抗:10
10、002125。 人體總阻抗由電流通路、接觸電壓、通電時間、頻率、皮膚濕度、接觸面積、施加壓力和溫度等因素共同確定。因此,人體接觸電壓閾值不能簡單由圖8-2曲線L按歐姆定律推算求得,而應(yīng)通過測試確定。 特低電壓(ELV)指在預(yù)期環(huán)境下,最高電壓不足以使人體流過的電流造成不良生理反應(yīng),不可能造成危害的臨界等級以下的電壓。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T38052008特低電壓(ELV)限值規(guī)定:當(dāng)接觸面積大于1cm2、接觸時間超過1s時,干燥環(huán)境中工頻交流電壓有效值的限值為33V(正常狀態(tài))和55V(單故障時);潮濕環(huán)境中工頻交流電壓有效值的限值為16V(正常狀態(tài))和33V(單故障時);當(dāng)接觸面積小于1cm
11、2、不可握緊部分,干燥環(huán)境中工頻交流電壓有效值的限值提高為66V(正常狀態(tài))和80V(單故障時)。 我國目前使用的特低電壓(ELV)系統(tǒng)的工頻交流標(biāo)稱電壓值(有效值)不超過50V 。二、直接接觸防護(hù)和間接接觸防護(hù)(一)直接接觸防護(hù)(基本防護(hù)) 直接接觸防護(hù)是基本防護(hù)即無故障條件下的電擊防護(hù)。 (1)將帶電部分絕緣 絕緣介質(zhì):氣體、液體、固體及其組合。 電氣性能包括:導(dǎo)電性能、介電性能和電氣強(qiáng)度(2)設(shè)置遮攔或外護(hù)物 防護(hù)等級:IP2X 或 IP4X 遮攔或外護(hù)物應(yīng)牢固地加以固定,并能長期持續(xù)地保證有效,它只能在使用鑰匙或工具或切斷電源時才能移開。 (3)設(shè)置阻擋物進(jìn)行保護(hù) (4)放置在伸臂范圍
12、以外的保護(hù) (適用于專業(yè)人員) (5)用剩余電流保護(hù)器的附加保護(hù) 阻擋物(指欄桿、網(wǎng)狀屏障等)應(yīng)能防止人體無意識地接近裸帶電體;也應(yīng)能防止正常運(yùn)行時在設(shè)備操作過程中人體無意識地觸及裸帶電體。(適用于專業(yè)人員) 安裝額定動作電流不超過30mA的剩余電流保護(hù)器。 (二)間接接觸防護(hù)(故障防護(hù)) 間接接觸防護(hù)是故障防護(hù)即單一故障條件下的電擊防護(hù)。 (1)采取自動切斷電源 適用于防電擊類別為類的電氣設(shè)備、人身電擊安全電壓限值為50V的一般場所。 (2)采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的電氣設(shè)備(防電擊類別為類設(shè)備) 類電氣設(shè)備除基本絕緣,并具有連接PE線的接地端子。 無需連接PE線的接地端子(4)采取電氣分隔措
13、施 回路采用分隔電源供電(如隔離變壓器),將危險帶電部分與其他所有電氣回路和電氣部件絕緣以及局部絕緣,并防止一切接觸。(適用于專業(yè)人員) (3)采用特低電壓供電 如III類設(shè)備以低于特低電壓(ELV)限值的電壓(干燥場所為48V或36V,潮濕場所為24V,水下為12V及6V)供電,在發(fā)生接地故障時即使不切斷電源也不致引發(fā)電擊事故。(5)將電氣設(shè)備安裝在非導(dǎo)電環(huán)境內(nèi) (6)設(shè)置不接地的等電位聯(lián)結(jié) (適用于專業(yè)人員) 在非導(dǎo)電環(huán)境內(nèi)可使用0類設(shè)備。(適用于專業(yè)人員) 保護(hù)接地的作用三、間接接觸防護(hù)中自動切斷電源的防護(hù)(一)保護(hù)接地與等電位聯(lián)結(jié) 保護(hù)接地為了電氣安全,將系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的一點或多點接
14、地。 為間接接觸防護(hù)(故障防護(hù))而將電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分按其接地系統(tǒng)型式的具體要求與保護(hù)導(dǎo)體相連接,又稱防電擊保護(hù)接地。 等電位聯(lián)結(jié)指為達(dá)到等電位,多個可導(dǎo)電部分間的電連接。為安全目的進(jìn)行的等電位聯(lián)結(jié)又稱為保護(hù)等電位聯(lián)結(jié),包括總等電位聯(lián)結(jié)、輔助等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)。1.總等電位聯(lián)結(jié)在保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)中,將以下可導(dǎo)電部分連接到一起:總保護(hù)導(dǎo)體;總接地導(dǎo)體或總接地端子;建筑物內(nèi)的供應(yīng)服務(wù)管道,如煤氣管、水管;可利用的建筑物金屬結(jié)構(gòu)部分、集中供熱和空調(diào)系統(tǒng)。 建筑物作了總等電位聯(lián)結(jié)后,其電氣裝置的PE導(dǎo)體和外露可導(dǎo)電部分、電氣裝置外部導(dǎo)電部分和接地系統(tǒng)都互相連通,從而在建筑物內(nèi)形成一各導(dǎo)電部
15、分電位相等或接近的區(qū)域。 總等電位聯(lián)結(jié)的平面布置 總等電位聯(lián)結(jié)的作用對不同的接地系統(tǒng)是不盡相同的,對于常用的TN系統(tǒng),其作用如下: (1)當(dāng)建筑物內(nèi)發(fā)生接地故障時,可降低由此引起的接觸電壓。 未作等電位聯(lián)結(jié)時,預(yù)期接觸電壓為作等電位聯(lián)結(jié)后,預(yù)期接觸電壓為 (2)當(dāng)建筑物外部電源線路發(fā)生接地故障時,可消除通過PEN導(dǎo)體(或PE導(dǎo)體)導(dǎo)入的對地電壓在建筑物內(nèi)部形成的電位差。 危險電位通過PEN線蔓延。等電位聯(lián)結(jié)對TN系統(tǒng)特別重要。 (3)有效消除其他危險電壓電位差 消除通過金屬管道傳導(dǎo)的危險電位產(chǎn)生的電位差、雷電流通過接閃器產(chǎn)生的高電位反擊。NNEPE接閃器UPENL地坪面NNUPEEN地坪面N接
16、閃器LNPEb)a)圖2-72 無等電位聯(lián)結(jié)的危險(二)電流通道電流通道2.局部等電位聯(lián)結(jié)和輔助等電位聯(lián)結(jié)NNREPENL地坪MEBdddd總配電箱分配電箱APLNPEmbeMHnaqtdPEtPEUI ZU線較長時,較大存在時間長危險RENMddMEBN總配電箱neHPENLbma地坪LPENq分配電箱APLEB地板內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋tdPEPEUI Z線短,安全(二)TN系統(tǒng)內(nèi)自動切斷電源的間接接觸防護(hù) TN系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,故障電流大小與故障點及其通路有關(guān)。相線對設(shè)備外露可導(dǎo)電部分或PE(PEN)線故障 故障通路阻抗相對較小,故障電流較大。相線對大地故障 故障通路經(jīng)過大地,阻抗大,故障電流相對
17、較小。但引起電源中性點電位升高,故障電壓蔓延。專門措施防范。UtZPENId1. 對保護(hù)電器動作特性的要求 對保護(hù)電器動作特性的要求: 當(dāng)發(fā)生接地故障時,保護(hù)電器應(yīng)能在規(guī)定時間內(nèi)切斷電源。即動作特性應(yīng)符合下式要求: Zs IaU0 Ia保證保護(hù)電器切斷故障回路的動作電流(A)。表 TN系統(tǒng)的最長切斷時間U0(V)切斷時間(s)220380400(380)0.40.20.1 對于相導(dǎo)體對地標(biāo)稱電壓為220V的TN系統(tǒng)配電線路,其間接接觸保護(hù)電器切斷故障回路的時間應(yīng)符合下列規(guī)定: 1)在TN系統(tǒng)內(nèi)配電回路和超過32 A的終端回路,不允許超過5s; 2)對于不超過32 A的終端回路,其最長的切斷電源
18、的時間見下表規(guī)定。 2.保護(hù)電器的選用 1)一般情況下TN系統(tǒng)接地故障多為金屬性短路,故障電流較大,可利用過電流保護(hù)電器(熔斷器、低壓斷路器短延時或瞬時過電流脫扣器)兼做間接接觸保護(hù)電器,但需校驗其靈敏度。mr3r2d1.3()IIIIairdIK II 2)對額定電流不超過20A、供一般人員使用的普通用途的插座和額定電流不超過32A的戶外移動式設(shè)備,在其交流配電系統(tǒng)內(nèi),應(yīng)安裝額定動作電流不超過30mA的剩余電流保護(hù)器作為故障防護(hù)措施失效或用電不慎時的附加保護(hù)。3. 無總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)的電擊防護(hù) 在建筑物外沒有總等電位聯(lián)結(jié)作用的場所,可采用局部TT系統(tǒng)、或使用類電氣設(shè)備 。(三)TT系統(tǒng)內(nèi)
19、自動切斷電源的間接接觸防護(hù) 1.對保護(hù)電器動作特性的要求 TT系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,故障電流流經(jīng)兩個接地電阻,故障電流相對較小。通常采用RCD保護(hù)。UtRAId 1)采用保護(hù)電器(RCD) 時,當(dāng)發(fā)生接地故障,應(yīng)能在預(yù)期接觸電壓超過50V時及時切斷電源。即動作特性應(yīng)符合下式要求: RAIa50VIa保證保護(hù)電器切斷故障回路的動作電流(A)。 在TT系統(tǒng)內(nèi)配電回路和超過32 A的終端回路,不允許超過1s;對于不超過32 A的終端回路, 其最長的切斷電源的時間見下表。表 TT系統(tǒng)的最長切斷時間U0(V)切斷時間(s)220380400(380)0.20.070.04 2)在TT系統(tǒng)內(nèi),采用過電流保護(hù)
20、電器作間接接觸防護(hù)時,其動作特性及最長切斷時間要求同TN系統(tǒng)。 1)在TT系統(tǒng)中通常應(yīng)采用剩余電流保護(hù)電器。 2)當(dāng)故障回路的阻抗ZS值足夠小,且確保其值可靠又能保持穩(wěn)定,也可選用過電流保護(hù)電器用于接地故障保護(hù)。3.接地極的設(shè)置2.保護(hù)電器的選用 在TT系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時,為確保保護(hù)電器動作的可靠性,由同一個保護(hù)電器保護(hù)的所有設(shè)備外露可導(dǎo)電部分,都應(yīng)通過保護(hù)導(dǎo)體連接至這些外露可導(dǎo)電部分共用的接地極上。多個保護(hù)電器串聯(lián)使用時,每個保護(hù)電器所保護(hù)的所有設(shè)備外露可導(dǎo)電部分都要分別符合這一要求。 在TT系統(tǒng)內(nèi),原則上各保護(hù)電器所保護(hù)的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分應(yīng)分別接至各自的接地極上,以免故障電壓的互竄
21、。如果各級保護(hù)的所有設(shè)備外露可導(dǎo)電部分在一個建筑物內(nèi),則采用共同的接地極。(四)IT系統(tǒng)內(nèi)自動切斷電源的間接接觸防護(hù)1.第一次接地故障時對保護(hù)電器動作特性的要求2d03IUC第一次接地故障時,故障電流為系統(tǒng)電容電流 要求產(chǎn)生的故障電壓 RAId 50V 可中斷供電,但應(yīng)由絕緣監(jiān)視電器發(fā)出音響或燈光信號。 2. 第二次接地故障時對保護(hù)電器動作特性的要求 當(dāng)IT系統(tǒng)的外露可導(dǎo)電部分單獨地或成組地用各自的接地極接地時,如發(fā)生第二次接地故障,故障電流流經(jīng)兩個接地極電阻,其防電擊要求和TT系統(tǒng)相同。 當(dāng)IT系統(tǒng)的外露可導(dǎo)電部分用共同的接地極接地時,如發(fā)生第二次接地故障,故障電流流經(jīng)PE線形成金屬短路,其
22、防電擊要求和TN系統(tǒng)相同。2ZsIa U 不引出不引出N導(dǎo)體時:導(dǎo)體時: 引出引出N導(dǎo)體時:導(dǎo)體時: 2 Ia U0 sZ, 絕緣監(jiān)測器:它裝設(shè)在回路相線與地之間,用以監(jiān)測第一次接地故障,當(dāng)電氣裝置的絕緣水平降至整定值以下時它即動作于發(fā)出信號。 過電流保護(hù)電器:用以發(fā)生第二次接地故障時按TN系統(tǒng)切斷電源。 剩余電流動作保護(hù)電器:用以發(fā)生第二次接地故障時按TT或TN系統(tǒng)切斷電源。3.保護(hù)電器的選用 4.中性導(dǎo)體的配出 三相IT系統(tǒng)不宜配出中性導(dǎo)體,否則,中性導(dǎo)體一旦接地因絕緣監(jiān)測器不能監(jiān)測而持續(xù)存在,此IT系統(tǒng)將變成TT或TN系統(tǒng),從而失去其供電可靠性高的優(yōu)點。因此,IT系統(tǒng)中的相電壓可通過0.
23、38/0.23kV變壓器獲得。四、采用特低電壓系統(tǒng)的防護(hù)安全特低電壓(SELV )系統(tǒng)電壓不能超過特低電壓的電氣系統(tǒng):在正常條件下,和在單一故障條件下,包括其他電氣回路的接地故障。保護(hù)特低電壓(PELV )系統(tǒng)電壓不能超過特低電壓的電氣系統(tǒng):在正常條件下,和在單一故障條件下,不包括其他電氣回路的接地故障。包括:SELV系統(tǒng)在正常條件下帶電導(dǎo)體不接地 。PELV系統(tǒng)在正常條件下因種種原因帶電導(dǎo)體不得不接地。 為策安全,在SELV系統(tǒng)中,回路導(dǎo)體不接地,所供設(shè)備金屬外殼可與地接觸,但不得連接PE導(dǎo)體接地。 工程應(yīng)用時通常采用SELV系統(tǒng) 符合下列要求之一的設(shè)備,可作為SELV系統(tǒng)的電源: 一次繞組
24、和二次繞組之間采用加強(qiáng)絕緣層或接地屏蔽層隔離開的安全隔離變壓器。 安全等級相當(dāng)于安全隔離變壓器的電源(例如有等效絕緣繞組的電動發(fā)電機(jī)組)。 電化學(xué)電源(例如電池組)或與電壓較高回路無關(guān)的其他電源(例如柴油發(fā)電機(jī))。 符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的某些電子設(shè)備。這些電子設(shè)備已經(jīng)采取了措施,可以保障即使發(fā)生內(nèi)部故障,引出端子的電壓也不超過交流50V;或允許引出端子上出現(xiàn)大于交流50V的規(guī)定電壓,但能保證在直接接觸或間接接觸情況下,引出端子上的電壓立即降至不大于交流50V。 SELV回路布置應(yīng)滿足下列要求:SELV回路的帶電部分相互之間和其他回路之間,應(yīng)進(jìn)行電氣分隔。每個SELV系統(tǒng)的回路導(dǎo)體應(yīng)與其他回路導(dǎo)體在布置
25、上分開。SELV系統(tǒng)的插頭和插座應(yīng)符合要求。 應(yīng)用: SELV系統(tǒng)宜應(yīng)用在潮濕場所(如噴水池、游泳池)內(nèi)的照明設(shè)備、狹窄的可導(dǎo)電場所、正常環(huán)境條件使用的移動式手持局部照明、電纜隧道內(nèi)照明等。第三節(jié) 低壓保護(hù)電器的選擇與整定 先按一般要求初步選擇類別、極數(shù)、額定電流、分?jǐn)嗄芰案郊ㄒ姷谒恼拢?,然后根?jù)保護(hù)特性要求確定斷路器過電流脫扣器的額定電流并整定其動作電流。一、低壓斷路器的選擇(一)斷路器過流脫扣器額定電流In的確定cnuIII斷路器的殼級額定電流 (二)過電流脫扣器動作電流整定1.長延時過電流脫扣器整定電流Ir1r1cII對配電保護(hù)斷路器 對單臺電動機(jī)保護(hù)斷路器 r1rMII對照明線路保
26、護(hù)斷路器r11 cIK I2.短延時過電流脫扣器整定電流Ir2及時間 Ir21.2Ist.M+Ic(n-1) 線路上最大一臺電動機(jī)的起動電流周期分量有效值 除這臺電動機(jī)以外的線路計算電流 Ir2還應(yīng)滿足與下級線路保護(hù)電器的選擇性配合要求。 短延時過電流脫扣器的整定時間通常有0.1s0.5s不等,根據(jù)選擇性要求確定。 3.瞬時過電流脫扣器整定電流Ir3r3st.Mc(n-1)1.2+ IIIst.Mst.M 2II線路上最大一臺電動機(jī)的全起動電流 對配電保護(hù)斷路器 對單臺電動機(jī)保護(hù)斷路器 r3st.M2.2II對照明線路保護(hù)斷路器 r33 cIK I(三)保護(hù)靈敏度的檢驗k.minr31.3II
27、k.minr21.3II斷路器保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的最小短路電流 (四)與被保護(hù)線路的配合 1.過負(fù)荷保護(hù)配合r1alII2al1.45II原始條件等效條件2.短路保護(hù)配合kIStKK2S2I2t 當(dāng)短路持續(xù)時間大于0.1s但不大于5s時:當(dāng)短路持續(xù)時間小于0.1s時:低壓斷路器的允通容量 例例8-1 例題4-2變電所出線WD末端配電箱最大一條分支線路計算電流Ic=90A,線路中接有一臺22kW的電動機(jī),額定電流Ir=42A,直接起動電流倍數(shù)kst=7;此線路分支處三相短路電流Ik3=8kA,末端金屬性單相接地故障電流Id=1.5kA。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為 +35。該線路擬用YJV0.6
28、/1350225電纜,在有孔托盤橋架中單層敷設(shè)(另有3根其他回路電纜并行無間距排列)。線路首端低壓斷路器初選為CM2-125L/3型(非選擇型兩段保護(hù))。試選擇整定過電流脫扣器額定電流及其動作電流。 解1)選擇低壓斷路器過電流脫扣器額定電流 根據(jù)InIc=90A ,查附錄表26,選擇CM2-125L /3型配電用低壓斷路器,In125A。滿足uncIII條件。 2)過電流脫扣器動作電流整定按Ir1 Ic要求,整定為Ir1=0.8In=100A Ir3K3I/st.M+Ic(n-1) 1.22742(9042) =763.2A整定為Ir37In7125A875A 3)檢驗低壓斷路器保護(hù)的靈敏度k
29、.minr31500A1.71875AII1.3 滿足要求 4)校驗斷路器保護(hù)與電纜的配合 查附錄表41,得電纜允許載流量Ial=184A 已知斷路器瞬時脫扣全分?jǐn)鄷r間小于0.1s,電纜短路熱穩(wěn)定應(yīng)按式(7-7)校驗。而 K2S21432502 A2s5.1107 A2s。K2S2I2t 滿足條件。 電纜實際載流量 Ial=0.79184A145.4A 查附錄表51,得載流量校正系數(shù)0.79而斷路器長延時脫扣器動作電流Ir1=100AIal,滿足條件。過負(fù)荷保護(hù)配合:短路保護(hù)配合: 查附錄表26圖,CM2-125斷路器在預(yù)期短路電流為8kA時的允通容量I2t值為0.8105 A2s二、低壓熔斷
30、器的選擇 應(yīng)先按一般要求初步選擇類別、額定電流、分?jǐn)嗄芰案郊ㄒ姷谒恼拢?,然后根?jù)保護(hù)特性要求確定熔斷器的熔體電流。 (一)熔體額定電流Ir的確定1. 按正常工作電流確定crnIII熔斷器的額定電流 2. 按起動尖峰電流確定對配電線路IrKrIr.MIc(n-1)表8-3 Kr值Ir.M /Ic0.250.250.40.40.60.60.8Kr1.01.01.11.11.21.21.3線路上最大一臺電動機(jī)的額定電流 對照明配電回路 rmcIK I對單臺電動機(jī)回路 宜采用“aM”類熔斷體,電動機(jī)的起動電流不超過熔體額定電流Ir的6.3倍時,只要IrIrM即可; 若采用“gG”類熔斷體,宜按熔體
31、允許通過的起動電流選擇,見附錄表60。mKmK附錄表59 照明線路熔斷體選擇計算系數(shù)熔斷器型號熔斷體額定電流(A)白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈高壓鈉燈、金屬鹵化物燈熒光高壓汞燈RL7、NT631.01.21.11.5RL6631.01.51.31.7(二)保護(hù)靈敏性的檢驗ak.minII 根據(jù)熔斷器時間電流曲線確定引起熔斷體動作的電流 確定動作電流Ia時,須考慮熔斷器的時間電流曲線在電流方向存在10%的誤差,宜按正偏差確定。若無法獲得熔斷器時間一電流曲線,對TN系統(tǒng)k.minriIIK表8-4 檢驗熔斷器保護(hù)靈敏度的最小值Ki熔體額定電流/A4101632406380200250500最大熔斷時間/
32、s54.55670.4891011(三)與被保護(hù)線路的配合1.過負(fù)荷保護(hù)配合:原始條件 I21.45Ial等效條件 IrIal 2.短路保護(hù)配合 kIStKK2S2I2t 當(dāng)短路持續(xù)時間大于0.1s但不大于5s時:當(dāng)短路持續(xù)時間小于0.1s時:低壓熔斷器的熱效應(yīng)k3IdI 例例8-2 有一臺異步電動機(jī),其額定電壓為380V,額定容量為55kW,額定電流為103A,起動電流倍數(shù)為7,一般輕載起動?,F(xiàn)擬采用BV450/750350型絕緣導(dǎo)線穿鋼管敷設(shè),環(huán)境溫度為25,采用NT1型熔斷器(gG類)作短路保護(hù)。已知三相短路電流金屬性單相接地故障電流為1.5kA。試整定熔斷器及其熔體額定電流。為8kA,
33、 解解:1)選擇熔體及熔斷器的額定電流 按滿足IrIc=103A條件,由起動電流7103A=721A和一般輕載起動查附錄表60。 得NT1型熔斷器Ir160A的熔體最大允許通過750A的起動電流,滿足條件。故應(yīng)選用Ir160A的熔體,熔斷器型號為NT1-250,熔斷器額定電流In=250A。 2)校驗熔斷器的保護(hù)靈敏性 根據(jù)NT1-250型熔斷器的時間電流曲線,引起160A的熔斷體在5s內(nèi)動作的電流Ia=900A,則3)校驗熔斷器保護(hù)與導(dǎo)線的配合本題熔斷器僅作短路保護(hù),只要校驗短路配合條件。 22k15000.610.1mm50mm115ItK滿足要求 根據(jù)NT1-250型熔斷器的時間電流曲線
34、,當(dāng)Ik=1500A,t=0.6sk.mina1500A=1.671.1900AII 當(dāng)預(yù)期電流I=8000A,熔斷時間t0.01s。查附錄表59,額定電流160A的“gG”類熔斷體0.01s的弧前I2t最大值為250.0103A2s,而線路可以承受的熱效應(yīng)K2S21152502 A2s33062.5103 A2s。滿足 K2S2 I2t 的短路熱穩(wěn)定配合條件。滿足要求三、剩余電流動作保護(hù)電器(RCD)的選擇 在低壓配電系統(tǒng)中,正確選用剩余電流動作保護(hù)電器可有效地防止由接地故障引起的電氣火災(zāi)和人身電擊事故。 剩余電流動作保護(hù)電器的型式、額定電壓、額定電流、額定接通分?jǐn)嗄芰Α㈩~定剩余動作電流、分
35、斷時間應(yīng)滿足被保護(hù)線路和設(shè)備的要求。 本節(jié)主要講述剩余電流動作保護(hù)電器的選型和動作參數(shù)選擇。 (一)RCD的型式選擇1.根據(jù)配電系統(tǒng)制式選擇RCD級數(shù)線路中所有帶電導(dǎo)體均應(yīng)穿過RCD的剩余電流互感器。二極二線制RCD、三極三線制RCD、三(四)極四線制RCD2.根據(jù)回路電流性質(zhì)選擇RCD動作特性3.根據(jù)工作環(huán)境條件選擇RCD型式為防止人身遭受電擊傷害,對額定電流不超過20A、供一般人員使用的普通用途的插座和額定電流不超過32A的戶外移動式設(shè)備,應(yīng)選用額定剩余動作電流不大于30mA、無延時型的RCD。單臺電氣機(jī)械設(shè)備,可根據(jù)其容量大小選用額定剩余動作電流30mA100mA、一般型(無延時)RCD
36、。電氣線路或多臺電氣設(shè)備(或多住戶)的電源端為防止接地故障引起電氣火災(zāi)安裝的RCD,其動作電流和動作時間應(yīng)按被保護(hù)線路和設(shè)備的具體情況及其泄漏電流值確定。應(yīng)選用延時動作型RCD。RCD的額定剩余動作電流,應(yīng)大于被保護(hù)線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時泄漏電流最大值的3倍。(二)剩余電流動作保護(hù)電器的動作參數(shù)選擇4.根據(jù)有無過電流保護(hù)需要選擇RCD功能 剩余電流保護(hù)器在低壓配電系統(tǒng)安裝時,必須按規(guī)定正確接線。 第四節(jié) 低壓保護(hù)電器的級間選擇性配合 為在線路發(fā)生故障時,盡量縮小停電范圍,提高供電可靠性,保護(hù)電器上、下級之間應(yīng)有選擇性的配合。為此,過電流保護(hù)電器的動作特性應(yīng)符合下列基本要求:要求配電線路末級保護(hù)
37、電器以最快的速度切斷故障電路,在不影響工藝要求的情況下最好是瞬時切斷。上一級保護(hù)采用斷路器時,宜設(shè)有短延時脫扣,并合理設(shè)定其整定電流和延時時間,以保證下級保護(hù)先動作。上一級保護(hù)采用熔斷器時,其反時限特性應(yīng)與下級配合,可用過電流選擇比給予保證。一、過電流保護(hù)電器的級間選擇性配合過電流保護(hù)電器級間選擇性配合示例 1.上、下級均選用選擇型斷路器 2.上級選用選擇型斷路器,下級選用非選擇型斷路器 3.上級選用選擇型斷路器,下級選用熔斷器 4.上、下級均選用熔斷器 5.上級選用熔斷器,下級選用非選擇型斷路器 例例8-3 試選擇和整定例4-2變電所低壓配電干線WD保護(hù)斷路器過電流脫扣器的額定電流和動作電流
38、。變電所低壓配電干線WD保護(hù)斷路器初步選擇見例4-5。配電干線WD末端最大一條分支線保護(hù)斷路器選擇和整定見例題8-1。解解:1)低壓斷路器過電流脫扣器的額定電流 根據(jù)InIc=190A ,干線WP選擇CM2Z-225M /3型配電用低壓斷路器,In225A。滿足uncIII條件。 2)過電流脫扣器動作電流整定按Ir1 Ic要求,確定為Ir1225A。 r2st.Mc(n-1)r2r3.21.21.27 42A190A42A530.4A1.21.2 7 125A=1050AIIIII Ir25Ir11125A 整定短延時過電流脫扣器動作時間按選擇性要求整定為0.2s。 長延時過電流脫扣器整定電流: 短延時過電流脫扣器整定電流及動作時間: 瞬時過電流脫扣器整定電流: r3st.Mc(n-1)r3k1.21.21.22742A190A42A883.2A1.21.22640A=3168AIIIIICM2Z-225M/3瞬時過電流脫扣器整定電流最大值14Ir13150A。 3)檢驗低壓斷路器保護(hù)的靈敏度k.minr22640A2.351125AII1.3 滿足要求 k.minr20.8668390A2.313150AII1.3 滿足要求 按線路末端發(fā)生金屬性單相接地故障校驗: 按線路末端發(fā)生金屬性兩相接地故障校驗: 基本滿足
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