淺談中低壓電氣設計的保護應用

【摘 要】在擬制設備電氣線路時，人們一般是按照電氣法則進行設計的。但隨著用電水平的提高，特別是家用電器普及和公共場所裝潢興起導致用電設備及負荷的急劇增加，過去電氣設計中的一些容量規(guī)定和需用電系數(shù)已經(jīng)遠遠不能滿足當前的要求。本文在分析本文旨在分析中低壓電氣線路的防火系統(tǒng)設計，從技術層面細化電氣線路的有效設計，包括電纜、電線及母線槽的防火設計，從配電線路敷設的防火蔓延措施進行探討，形成配電線路的電氣防火保護系統(tǒng)，避免引起短路、負荷超大等現(xiàn)象，構建最佳的中低壓電器設計的保護應用。

【關鍵詞】中低壓；電氣設計；保護應用

中低壓電氣有效設計，具有很大的意義，尤其是牽涉到技術層面的安全性管理，防火系統(tǒng)設計是一個綜合、操作性強的應用過程，電氣設計和施工的好壞直接影響用電的安全管理，因此，構建全方位的中低壓電氣設計的保護應用模式，具有深厚的現(xiàn)實意義。

一、簡述中低壓電氣相關材料的防火設計

（一）材料選取整體性能的把握

在全面分析阻燃型電纜、電線的局部性能的基礎上，充分掌握好電氣線路材料的選取。電氣火災的危害案例最多的還是線路，如電纜、電線(包括母線槽)等配電線路。因此，全面選購一些不易造成火災的配電線路系統(tǒng)和材料具有更大的價值與作用。在選用上，由于阻燃材料作導體的絕緣有一定的局限性，主要表現(xiàn)在材料氧指數(shù)，難燃化和不燃化的措施等。阻燃性能的PVC絕緣和護套電纜、電線，耐溫存在有70℃、90℃、105℃之分，因此，在材料選取上嚴格要求。

（二）絕緣銅芯不燃電纜的特色分析

在全面把握絕緣銅芯的不燃電纜的基本功能基礎上，細細分析其中具備的防火、耐火、耐高溫的特點，通過對MI電纜的銅護套、絕緣粉、銅護套三維一體的結構的了解，實現(xiàn)電氣和絕緣性指標的不變形，在外力的嚴重敲打下也不發(fā)生損壞等；MI電纜在火烤后，氧化鎂無機絕緣材料不會降低電氣和絕緣性能，仍可繼續(xù)使用，無需更換，具有很好的安全性能。

二、概括中低壓電氣的防火保護設計

（一）配電線路應設過負荷保護

負荷保護是有效防止電氣起火的重要措施，在配電線路上嚴格按照工程建設的需要，著手考慮多方面的因素，尤其是在超過母線槽、電纜、電線允許范圍內的升溫，就會造成嚴重的短路現(xiàn)象。所有機電設備的金屬外殼必須與保護零線做可靠聯(lián)接。根據(jù)現(xiàn)場情況總配電柜出線采用放射式和樹干式相結合的配電方式。對負荷比較大的塔吊、砼輸送泵、現(xiàn)場消防水泵采用單獨回路配電，對負荷較遠且較小的木工機械、鋼筋機械及樓內裝修電源可采用樹干式配電方式[1]。

（二）配電線路應設短路保護

考慮發(fā)生故障時的非正常運行狀態(tài)，尤其是短路故障，即配電線路中不同相或相與中性線的絕緣導體，直接金屬性連接或經(jīng)過小阻抗連接在一起。無論是采用電纜配電，還是采用穿管絕緣導線，只要采用低壓斷路器作短路保護，其過流脫扣器的整定值一般小于或等于電纜、絕緣導線允許載流量的1.1倍；當采用低壓斷路器作為配電線路末端的短路保護時，其過流脫扣器的整定值應小于或等于線路末端發(fā)生單相接地短路或兩相短路時短路電流的1/3倍。配電線路短路時，如果不在短路電流對導體和連接件產生熱作用和機械作用造成危害之前切斷短路電流，那么短路電流會迅速使電氣線路的絕緣軟化甚至燃燒。其導體、電流、電火花的高溫，也會引燃近旁易燃物質[2]。

三、闡述中低壓電氣設計的保護應用

（一）智能系統(tǒng)配置

智能箱變采用的智能型元器件應配置電源、接口器件、通信介質、控制設備(上位機、智能儀表等)以滿足智能化的要求。智能箱變?yōu)椋翰捎肞rofibus-DP標準的、開放型的現(xiàn)場總線技術將具有通訊能力的元器件(從站)與之連接，從而實現(xiàn)主站通過總線對開關、電網(wǎng)的遠程測量、調節(jié)、控制、通訊；或采用智能控制儀對高低壓側進行本地或遠程的測量、調節(jié)、控制、通訊。智能化低壓配電系統(tǒng)由低壓開關設備具有通信功能的智能化元件經(jīng)數(shù)字通信與計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)變電站低壓開關設備運行管理的自動化、智能化。系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序控制、保護定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表及設備維護信息管理等功能。針對低壓電氣系統(tǒng)直接面向控制終端，設備多、分布廣，而且現(xiàn)場條件復雜，系統(tǒng)本身及設備頻繁操作、故障脫扣等產生的強電磁及諧波干擾等特點，智能化監(jiān)控系統(tǒng)應能實現(xiàn)面向對象的操作模式，具有強抗干擾能力，主要控制功能由設備層智能化元件完成，形成網(wǎng)絡集成式全分布控制系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)運行的實時、快速及可靠性的要求。

（二）交流接觸器動態(tài)過程彈跳控制的研究

交流接觸器是一種廣泛用于電動機控制、電氣傳動以及自動化控制領域中的電器設備。以往接觸器動態(tài)控制的研究中，對于觸頭和鐵心閉合狀態(tài)的檢測有多種方法，如通過檢測觸頭或銜鐵的速度、位移等方法，判斷觸頭和鐵心的閉合狀態(tài)?，F(xiàn)通過對吸合過程中線圈電流進行檢測，來實現(xiàn)交流接觸器動態(tài)過程控制，從而改善動態(tài)過程特性，達到減少動態(tài)過程彈跳、節(jié)能的目的。譬如，在鐵路電氣，中低壓接觸器以及測試接觸器觸頭彈跳的應用上，由電源模塊、驅動模塊、控制回路模塊、微控制器等組成。電源部分為驅動模塊和控制器供電;微控制器為驅動模塊提供控制信號;控制回路控制電磁線圈的供電，并測量線圈電流作為反饋信號，為動態(tài)控制提供依據(jù)，吸合時刻的檢測利用線圈電流積分的方法來實現(xiàn)。將動態(tài)過程進行分段調整，以電流積分法檢測吸合時刻作為調整的標志。

（三）道路照明設計中的應用

一是在辦公區(qū)路燈燈具選擇時，應該首先考慮利用系數(shù)較高的照明燈具，對燈的配光進行合理地選擇，將塊板式作為首選。二是在選擇燈具時，不應該選擇附件多的燈具，而應該盡可能選用沒有任何附件的照明燈具，確保所選的燈具具有較高的保持率。三是從燈具防護來看，且等級至少不能低于IP44。布燈的方式多種多樣，都應遵循節(jié)能的原則：可以進行單側、中央、交錯和對稱等形式的布燈。四是在電信路燈中，一般采用的是高8-10桿，燈具之間的距離為30米到40米。在主干道，一般進行兩側對稱布燈，在次干道則使用單側布燈方式，試車跑道一般用交錯布燈的方式，停車場則課設計為35米飛蝶形高桿燈。對于路燈位置的設置，主要是考慮到不能對正常通車造成影響為宜。如下圖所設計的電信路燈照明簡單實用的LED燈電路設計圖，功率只有1W左右，工作電流只有15mA，在提高亮度的同時又節(jié)約電能。

參考文獻

[1]楊玉坤，劉奇.應用于中低壓輸電線路的高性能微機保護平臺設計.電氣時代，2010年08期

[2]王月波.電氣設計中低壓交流接觸器的選用.黑龍江科技信息，2008年第01期

[3]李建軍.110KV繼電保護狀態(tài)檢修與故障診斷技術研究[J];青年科學，2010年01期

[4]焦志峰.淺談電氣設計中低壓交流接觸器的選用;城市建設理論研究，2011年第20期

[5]王繼偉，薛明，莊乾隆，劉珂.變電站綜合自動化系統(tǒng)應用[A]，全國冶金自動化信息網(wǎng)2010年年會論文集[C]，2010年