低压配电线路中各级保护电器间的选择性分析论文_吴月宪,黄薪瑜,孙绪为

低压配电线路中各级保护电器间的选择性分析论文_吴月宪,黄薪瑜,孙绪为

(国网阳谷县供电公司 山东聊城 252300)

摘要:只有始终保持充足的电力供应,工厂才能进行日常的生产活动,选择合适的低压配电保护电器能够为工程提供稳定的电力供应,降低了事故发生的可能,进一步提升工厂的经济效益,促进工厂的发展。中

关键词:工厂供电系统;低压配;电保护电器;选择

1、漏电保护器的原理和构成

漏电保护器在反应触电和漏电保护方面具有高灵敏性和动作快速性,这是其他保护电器,如熔断器、自动开关等无法比拟的。自动开关和熔断器正常时要通过负荷电流,他们的动作保护值要避越正常负荷电流来整定,因此他们的主要作用是用来切断系统的相间短路故障(有的自动开关还具有过载保护功能)。而漏电保护器是利用系统的剩余电流反应和动作,正常运行时系统的剩余电流几乎为零,故它的动作整定值可以整定得很小,当系统发生人身触电或设备外壳带电时,出现较大的剩余电流,漏电保护器则通过检测和处理这个剩余电流后可靠地动作,切断电源。那么漏电保护器是如何起到保护作用呢?

我们知道,电气设备漏电时,将呈现异常的电流或电压信号,漏电保护器通过检测、处理此异常电流或电压信号,促使执行机构动作。我们把根据故障电流动作的漏电保护器叫电流型漏电保护器,根据故障电压动作的漏电保护器叫电压型漏电保护器。由于电压型漏电保护器结构复杂,受外界干扰动作特性稳定性差,制造成本高,现已基本淘汰。目前国内外漏电保护器的研究和应用均以电流型漏电保护器为主导地位。

电流型漏电保护器是以电路中零序电流的一部分(通常称为残余电流)作为动作信号,且多以电子元件作为中间机构,灵敏度高,功能齐全,因此这种保护装置得到越来越广泛的应用。

2、故障防护的要求

绝缘损坏或失效,使外露可导电部分带电,归纳起来,应采取两大措施。

2.1在规定时间内自动切断电源

依靠保护电器(断路器或熔断器)的合理设置及正确整定。

2.2降低接地故障时外露可导电部分的接触电压

防电击类别为Ⅰ类的电气设备(实际上绝大多数为Ⅰ类),其外露可导电部分应连接PE线而接地。当发生接地故障时,如果不能在表1规定的时间内切断电源,则故障电流在PE线上产生的电压降,就是外露可导电部分对地的接触电压(见图1),通常可达U0的 1/2 (当SPE=Sph时)或2/3 (当SPE= Sph时);U0=220V的系统,此电压接近110V或147V,远远大于安全特低电压(SELV)。

注:SPE是PE线的截面;Sph是相线的截面。

措施是作等电位联结,等电位联结是降低接触电压的有效办法。除此之外,对于下列情况,还需要增设附加防护措施:电流小于或等于20A的普通插座;电流小于或等于32A的户外移动设备。附加防电采用剩余电流保护器(RCD),其额定剩余动作电流IΔn≤30mA,而且不能代替其他基本防护和故障防护措施。

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3、低压配电系统的接地型式及应用

3.1三种接地型式

TN接地型式:按PE和N导体的分合,又分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种;TT接地型式:外露可导电部分的保护接地和电源的功能接地完全分开;IT接地型式。

3.2变电所低压侧PE的连接

变电所低压侧中性点不能直接接地;应引出一条导体,实为PEN导体,连接到低压配电屏,该PEN导体必须对地绝缘;对于两台或多台变压器的变电所,各变压器中性点引出的PEN导体应在低压屏上连接后,从PEN导体的一点接地,引出PE导体,该PE导体可以多点接地。

3.3特点和故障防护要求

TN系统故障电流(Id)大,通常可用过电流保护电器(断路器、熔断器)保护。但远离变电所,线路截面不大(如道路照明),Id可能较小,过电流保护电器难以满足动作要求,需要采用RCD保护;TT系统故障电流小,通常不能用过电流保护电器,应采用RCD作保护;IT系统故障电流更小,仅为毫安级,其接触电压也小,可以带故障继续运行,而不切断电源,但应发出报警;万一发生第二次接地故障(异相),则应按TN系统(外露可导电部分共同接地时)或TT系统(各用电设备分别接地时)切断电源。

3.4应用场所

建筑物(工业及民用)内一般用TN,并作等电位联结;有变电所的建筑用TN-S;由建筑物外供电的,用TN-C-S,在等电位作用下,防电击条件等同于TN-S,抗共模电压干扰比TN-S更好;TT系统不像TN系统那样通长的PE导体传导故障电压,TN依靠等电位降低接触电压,所以在难以作等电位联结的户外场所(如道路照明、庭院灯、施工场地)应采用TT系统;要求供电可靠,不能断电的场所,适宜采用IT系统,如医院手术室、消防用电、应急系统,还有矿井、钢铁等重要生产场所。

3.5应用场所

建筑物(工业及民用)内一般用TN,并作等电位联结;有变电所的建筑用TN-S;由建筑物外供电的,用TN-C-S,在等电位作用下,防电击条件等同于TN-S,抗共模电压干扰比TN-S更好;TT系统不像TN系统那样通长的PE导体传导故障电压,TN依靠等电位降低接触电压,所以在难以作等电位联结的户外场所(如道路照明、庭院灯、施工场地)应采用TT系统;要求供电可靠,不能断电的场所,适宜采用IT系统,如医院手术室、消防用电、应急系统,还有矿井、钢铁等重要生产场所。

4结语

综上所述,本文介绍接地故障防护的意义及要求、低压配电系统的接地型式及应用、TN系统和TT系统的故障防护、等电位联结的实施及与接地的关系、保护电器的选择与整定等方面内容,指出应从低压配电系统的设计、施工安装、电器产品质量和运行维护管理方面保证用电安全和供电可靠。

参考文献

[1]唐韬.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].安徽科技,2014(4):52-54.

[2]谢海涵.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].中国新技术新产品,2015(9):54-56.

[3]中国机械工业联合会.GB50055-2011通用用电设备配电设计规范[S].北京:中国计划出版社,2012(14):66-68.

论文作者:吴月宪,黄薪瑜,孙绪为

论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期

论文发表时间:2018/4/16

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