低壓配電線(xiàn)路的保護論文

　　低壓配電線(xiàn)路的保護論文【1】

　　【摘　要】低壓配電遍及各個(gè)領(lǐng)域，不僅專(zhuān)業(yè)人員接觸，眾多非專(zhuān)業(yè)人員都會(huì )觸及，這就要求我們設計人員做好低壓配電線(xiàn)路的保護，盡力達到大家用電安全，用電可靠;本文從短路、過(guò)載、接地幾方面淺析低壓配電線(xiàn)路的保護。

　　【關(guān)鍵詞】配電線(xiàn)路;短路;負荷斷路器;接地故障

　　低壓配電如果在設計、施工中存在不當，將容易導致人身觸電或線(xiàn)路損壞，甚至引起電氣火災。為此，要求在低壓配電線(xiàn)路設計中，應嚴格執行《低壓配電設計規范》( GB50054-95)及國家有關(guān)標準、規范的規定，使之從根本上做好低壓配電線(xiàn)路保護，并能正確選擇保護電器的各項參數，保證在故障時(shí)能按要求切斷電源，以保安全。

　　低壓配電系統中各個(gè)相關(guān)的低壓電器之間應有良好的特性配合，以正確的發(fā)揮各個(gè)低壓電器的功能。比如，在《低壓配電設計規范)中要求“配電線(xiàn)路采用的上下級保護電器，其動(dòng)作應具有選擇性”。

　　隨著(zhù)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，低壓斷路器的性能及功能也越來(lái)越先進(jìn)和完善。目前，在民用建筑的低壓配電系統中，已廣泛地應用低壓斷路器來(lái)實(shí)現低壓配電系統的各種保護功能。所以，如何正確地選用低壓斷路器對低壓配電的設計至關(guān)重要。

　　1.短路保護

　　低壓配電線(xiàn)路裝設短路保護，應在短路電流對被保護對象產(chǎn)生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷短路電流。在民用建筑的低壓配電系統中，大多數的短路保護，可以采用斷路器來(lái)實(shí)現。

　　我們一般用斷路器的極限短路分斷能力、運行短路分斷能力和短時(shí)耐受電流三個(gè)指標來(lái)表示其分斷能力;在某些場(chǎng)合，我們希望一臺斷路器在分斷線(xiàn)路最大的短路電流后不維護還可以繼續承載額定電流，那么，我們可以按斷路器的運行分斷能力不小于線(xiàn)路的預期最大短路電流的條件來(lái)選擇斷路器。

　　否則，可以按斷路器的極限分斷能力來(lái)選擇斷路器。

　　從短路發(fā)生到短路保護電器動(dòng)作并分斷短路電流需要一定的時(shí)間，一般要求配電系統在承受這段時(shí)間的短路電流后不會(huì )被破壞，這就必須對配電系統中的各種電器、導體及相關(guān)連接件進(jìn)行熱穩定的校驗;絕緣導體的熱穩定校驗應符合《低壓配電設計規范》第4.2.2條規定。

　　在設計中，應特別注意那些距離供電變壓器較近，計算負荷較小的線(xiàn)路，往往按計算電流選擇的導線(xiàn)截面是無(wú)法滿(mǎn)足熱穩定要求。

　　2.過(guò)負載保護

　　低壓配電線(xiàn)路裝設過(guò)負載保護，應在過(guò)負載電流引起的導體溫升對導體的絕緣、接頭、端子或導體周?chē)�的物質(zhì)造成損害前切斷負載電流。過(guò)負荷保護電器的動(dòng)作特性應同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：

　　2.1 IB≤In≤IZ

　　2.2 12≤1.45IZ

　　式中：IB被保護線(xiàn)路計算電流。

　　In保護電器的額定電流(對于可調的保護電器，額定電流In是給定的整定電流)。

　　IZ被保護導體的允許持續載流量。

　　12保證保護電器在約定時(shí)間內可靠動(dòng)作的電流。

　　對于突然斷電會(huì )導致比因過(guò)負荷而造成的損失更大的配電線(xiàn)路，不應裝設切斷電路的過(guò)負荷保護電器(如消防水泵的配電線(xiàn)路等)，但應裝設過(guò)負荷報警電器。還有對于多個(gè)低壓斷路器同時(shí)裝入密閉箱體內的過(guò)負荷保護，應根據環(huán)境溫度、散熱條件及斷路器的數量、特性等因素考慮降容使用。

　　另外，過(guò)負荷保護電器的整定電流應躲過(guò)正常的短時(shí)尖峰負荷電流(如用電設備啟動(dòng)電流)。

　　3.接地故障保護

　　低壓配電線(xiàn)路裝設接地故障保護應能防止人身間接電擊以及電氣火災、線(xiàn)路損壞等事故。接地故障保護電器的選擇應根據配電系統的接地形式(TN、TT、IT系統)，移動(dòng)式、手握式或固定式電氣設備的使用情況，以及電氣回路中導體截面等因素的確定。

　　接地故障是指相線(xiàn)對地或與地有聯(lián)系的導電體之間的短路，它包括相線(xiàn)與大地、PE線(xiàn)、PEN線(xiàn)、配電和用電設備的金屬外殼、敷線(xiàn)管槽、建筑物金屬構件、采暖和通風(fēng)等管道等之間的短路。

　　接地故障是短路的一種，自然需要及時(shí)切斷電路以保證線(xiàn)路短路時(shí)的熱穩定，不僅如此，若未切斷電路，它還具有更大的危害性，當發(fā)生接地短路時(shí)在接地故障持續的時(shí)間內，與它有關(guān)聯(lián)的電氣設備和管道的外露可導電部分對地和裝置外的可導電部分間存在故障電壓，此電壓可使人身遭受電擊，也可因對地的電弧或火花引起火災或爆炸，造成嚴重生命財產(chǎn)損失。

　　而在低壓配電系統中按接地形式不同可分為：IT系統、TT系統和TN系統。其中IT系統和TT系統的設備外露可導電部分經(jīng)各自的保護線(xiàn)直接接地(過(guò)去稱(chēng)為保護接地);TN系統的設備外露可導電部分經(jīng)公共的保護線(xiàn)與電源中性點(diǎn)直接電氣連接(過(guò)去稱(chēng)為接零保護)。

　　我們可以根據這三種系統接地形式來(lái)分析一下它們各自的特點(diǎn)：

　　3.1 TN系統的接地故障保護

　　TN系統配電線(xiàn)路接地故障保護的動(dòng)作特性應符合下式：

　　Zs.1a≤U0

　　式中Za接地故障回路阻抗。

　　la保護電器在規定的時(shí)間內自動(dòng)切斷故障回路的電流。

　　U0相線(xiàn)對地標稱(chēng)電壓(v)。

　　系統切斷故障回路的時(shí)間應符合：配電線(xiàn)路或僅供給固定式電氣設備用電的末端線(xiàn)路，不應大于5s;供電給手握式電氣設備和移動(dòng)式電氣設備的末端線(xiàn)路或插座回路不應大于0.4a。

　　TN系統的接地故障多為金屬性接地故障，故障電流較大，可利用作過(guò)負荷保護和短路保護的過(guò)電流保護電器，兼作接地故障保護。但在某些情況下，如線(xiàn)路長(cháng)、導線(xiàn)截面小時(shí)，過(guò)電流保護電器常不能滿(mǎn)足系統切斷故障回路的時(shí)間要求，則應采用漏電保護器作接地故障保護。

　　3.2 TT系統的接地故障保護

　　TT系統配電線(xiàn)路接地故障保護的動(dòng)作特性應符合下式：

　　Ra.1a≤50V

　　式中Ra/F露可導電部分的接地電阻和PE線(xiàn)電阻之和。

　　la保證保護電器切斷故障回路的動(dòng)作電流。

　　由于TT系統的故障電流不易準確計算，長(cháng)延時(shí)過(guò)電流保護1a值實(shí)際上難以確定，而TT系統的故障電流較小，過(guò)電流保護難以滿(mǎn)足靈敏度要求，因此TT系統中應采用漏電保護器作接地故障保護。

　　TT系統配電線(xiàn)路內由同一接地故障保護電器保護的外露可導電部分，應用PE線(xiàn)連接，并接至共用的接地極上。當有多極保護時(shí)，各級宜有各自的接地極。

　　3.3 IT系統的接地故障保護

　　IT系統發(fā)生第一次一相接地故障時(shí)，故障電流為另兩相對地電容電流的向量和，故障電流很小，外露導電部分的故障電壓限制在50v及以下，不構成對人體的危害，不需要中斷供電，應由絕緣監視電器進(jìn)行聲光報警，以便盡快排除故障。第一次接地故障時(shí)保護電器動(dòng)作特性應符合下式：

　　Ra.1d≤50V

　　式中R外露可導電部分的接地極電阻。

　　1d相線(xiàn)和外露可導電部分間第一次短路故障的故障電流。

　　當發(fā)生第二次接地故障時(shí)，如IT系統外露導電部分為單獨接地，故障回路的切斷應符合TT系統接地故障保護的要求如外露導電部分為共同接地，故障回路的切斷應符合TN系統接地故障保護的要求。

　　由此看來(lái)短路故障、過(guò)負載均屬過(guò)電流保護，目的是防止導體過(guò)熱，在達到規定的允許最終溫度之前切斷，以防止導線(xiàn)(電纜損壞，甚至引起火災。接地故障保護：依靠保護電器在規定的時(shí)間內切斷，除防止電線(xiàn)過(guò)熱外，更主要是作間接接觸電擊防護。但必須指出的是，間接接觸電擊防護有多種方式，自動(dòng)切斷電源不是惟一的方式，但是卻是最常用的方式。

　　綜上所述，作為設計人員要做好低壓配電線(xiàn)路的保護，就應全面準確的理解、執行《低壓配電設計規范》，并要求在設計過(guò)程中精心考慮，從安全、可靠、經(jīng)濟及節能等方面進(jìn)行綜合分析;只有這樣才能更好地保證大家用電安全、用電可靠。

　　【參考文獻】

　　[1]民用建筑電氣設計規范.JG16.

　　[2]建筑電氣專(zhuān)業(yè)技術(shù)措施.中國出版社.

　　低壓配電線(xiàn)路短路保護技術(shù)論文【2】

　　【摘 要】煤炭多以井工開(kāi)采為主，煤炭生產(chǎn)人員、機電設備、低壓供電系統多集中在采區內，一旦發(fā)生低壓配電事故，將會(huì )礦山安全生產(chǎn)產(chǎn)生很?chē)乐氐暮蠊�。我們知道，低壓配電事故率一般�?huì )高于高壓配電事故率，且以漏電事故為主，因此分析和研究低壓配電線(xiàn)路短路保護技術(shù)對于保證礦山安全生產(chǎn)意義十分巨大。本文具體分析了低壓電網(wǎng)的漏電危害，然后研究了短路電流的計算方法，對于減少低壓供電故障十分有效。

　　【關(guān)鍵詞】低壓電網(wǎng);漏電;短路電流;電流整定

　　1 井下低壓電網(wǎng)發(fā)生漏電的危害

　　礦山采區內自然條件十分惡劣，礦山機械與生產(chǎn)工人相對集中，且大部分低壓電網(wǎng)在些聚集，一旦發(fā)性低壓漏電、短路事故，將會(huì )礦山造成嚴重影響。

　　1.1 人員易觸電

　　如果煤炭生產(chǎn)工人直接接觸到?jīng)]有做好絕緣措施或絕緣失效的電氣設備時(shí)，就容易導致觸電事故發(fā)生，且如果設備外殼帶電較強時(shí)，超過(guò)人體承受的極限，就容易導致觸電傷亡事故。更為嚴重的是，當工人直接接觸到因絕緣保護套破皮而暴露在外的芯線(xiàn)，很可能造成具大人員傷亡。

　　1.2 引起瓦斯及煤塵爆炸

　　煤塵與瓦斯爆炸危險在我國范圍內尤其嚴重。若瓦斯濃度達到爆炸極限時(shí)，電氣事故是引起瓦斯爆炸事故的原因之一。例如電氣設備間的相互磕碰和低壓電網(wǎng)接地所產(chǎn)生的火花等。一旦火花達到點(diǎn)火源所應具備的點(diǎn)火能量，則爆炸事故因此而出現。

　　1.3 易引爆傳爆管

　　電位差是引起電傳爆管無(wú)準備爆炸的原因之一。電位差是由于經(jīng)過(guò)線(xiàn)路上的電流漏電而出現的，且電位差的數值與漏電電流的數值成正比，后者數值越大，前者也會(huì )相應增加，一旦電傳爆管引線(xiàn)與具有電位差的漏電回路連接時(shí)，則傳爆管無(wú)準備爆炸事故產(chǎn)生。

　　1.4 易引發(fā)火災

　　由于線(xiàn)路漏電，特別是在經(jīng)過(guò)過(guò)渡電阻接地的漏電回路中，在接觸源的位置，電能轉化為熱能，因此聚集了大量熱量，易引發(fā)火災事故，進(jìn)而損傷電氣設備。

　　1.5 引起短路事故

　　長(cháng)期存在的漏電電流及電火花使漏電處的絕緣進(jìn)一步損壞，最后危及相間絕緣而造成短路，形成更大的電氣故障，對礦井安全造成嚴重威脅。

　　1.6 嚴重影響生產(chǎn)

　　《煤礦安全規程》要求，一旦電網(wǎng)發(fā)生漏電，就必須停電處理。漏電故障的處理少則數小時(shí)，多則達幾個(gè)班，因而嚴重影響生產(chǎn)，降低煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。另一方面，停電使局部通風(fēng)機停轉，通風(fēng)惡化，形成瓦斯積聚，反過(guò)來(lái)又威脅礦井安全。

　　2 短路電流的計算方法

　　隨著(zhù)煤礦井下電子設備快速發(fā)展，一九九八年三月頒布的煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置的整定細則，已過(guò)了十多年了，為井下供電做出了巨大的貢獻。由于對饋電開(kāi)關(guān)電子產(chǎn)品理解的不同，全國眾多企業(yè)對饋電開(kāi)關(guān)整定沒(méi)有統一標準，迫切需要簡(jiǎn)單實(shí)用的計算來(lái)滿(mǎn)足供電要求。

　　2.1 選擇短路保護裝置的整定電流時(shí)，需計算二相短路電流值，可按公式(1)計算：

　　(1)式中 ―二相短路電流，A; ―短路回路內一相電阻、電抗值的總和， ;

　　―根據三相短路容量計算的系統電抗值，見(jiàn)附錄二表1， ; ―高壓電纜的電阻、電抗值，見(jiàn)附錄二表2， ;

　　―礦用變壓器的變壓比若一次電壓為6000v，二次電壓

　　為400、690、1200v時(shí)，變比依次為15、8.7、5;當一次電壓為3000v，二次電壓為400v時(shí)，變壓比為

　　7.5;、 ―礦用變壓器的電阻、電抗器，見(jiàn)附錄六表19， ―低壓電纜的電阻、電抗值，見(jiàn)附錄三表5， ;

　　―變壓器二次側的額定電壓，對于380v網(wǎng)路， 以400v

　　計算;對于660v網(wǎng)路， 以690v計算;對于1140v

　　網(wǎng)路，以1200v計算;對于127v網(wǎng)路，以133v計算。

　　利用公式(1)計算兩相短路電流時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減，短路回路的接觸電阻和電弧電阻也忽略不計。

　　若需計算三相短路電流值，可按公式(2)計算：

　　(2)式中 ―三相短路電流，A。

　　2.2 兩相短路電流還可以利用計算圖(或表)查出。

　　電纜的換算長(cháng)度，是根據阻抗相等的原則將不同截面和長(cháng)度的高、低壓電纜換算到標準截面的長(cháng)度，在380v、660v、1140v系統，以50mm?作為標準截面;在127v系統中，以4mm?作為標準截面。

　　3 饋電開(kāi)關(guān)的電流整定

　　饋電開(kāi)關(guān)功能是保護線(xiàn)路及電氣設備，基本功能為反時(shí)限過(guò)電流保護和瞬動(dòng)短路保護。了解到饋電開(kāi)關(guān)功能，按簡(jiǎn)明扼要的計算公式，隨時(shí)按負荷增減下發(fā)饋電開(kāi)關(guān)的過(guò)電流保護整定值和短路保護整定值，用來(lái)滿(mǎn)足井下低壓供電保護需求。

　　3.1 饋電開(kāi)關(guān)過(guò)載保護整定值按公式(1)選擇：

　　Iz≤ΣIe (1)

　　式中 Iz―電子保護器的過(guò)流整定值，取電動(dòng)機額定電流近似值，A;

　　ΣIe―饋電開(kāi)關(guān)全部負荷的額定電流，A。

　　3.2 饋電開(kāi)關(guān)短路保護整定按公式(2)整定：

　　Izd≥IQe+KXΣIe (2)

　　Izd―電子保護的短路保護整定值，A;

　　IQe―饋電開(kāi)關(guān)負荷容量最大的電動(dòng)機的額定啟動(dòng)電流，對于有數臺電動(dòng)機同時(shí)啟動(dòng)的工作機械，若其總功率大于單臺啟動(dòng)的容量最大的電動(dòng)機功率時(shí)，IQe則為這幾臺同時(shí)啟動(dòng)的電動(dòng)機的額定啟動(dòng)電流之和，A;

　　ΣIe―其余電動(dòng)機的額定電流之和，A;

　　Kx―需用系數，取0.5～1。

　　4 結語(yǔ)

　　井下配電變壓器的中性點(diǎn)禁止直接接地，以減少漏電或觸電電流。隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步和機電管理水平的進(jìn)一步提高，通過(guò)深入開(kāi)展礦井質(zhì)量標準化工作，加強饋電開(kāi)關(guān)的電流整定工作，井下供電線(xiàn)路的面貌和供電質(zhì)量有了明顯的提高，煤礦井下低壓供電線(xiàn)路的漏電故障大幅度減少，有力地促進(jìn)了礦井的安全生產(chǎn)。

　　參考文獻：

　　[1]崔亞瓊.低壓配電設計中應注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].河北水利，2009(05).

　　[2]楊玉平.試論低壓線(xiàn)路電壓取樣短路保護方式的優(yōu)點(diǎn)[J].煤炭技術(shù)，2006(01).

　　[3]劉孝軍.小議如何做好線(xiàn)路短路保護工作[J].中國外資，2013(05).

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