淺析低壓配電線路的保護

李婷

（廣西水利電業(yè)集團有限公司蒙山供電分公司　廣西　蒙山　546700）

淺析低壓配電線路的保護

李婷

（廣西水利電業(yè)集團有限公司蒙山供電分公司廣西蒙山546700）

低壓配電遍及每一個范圍，不但專業(yè)人員接觸，很多非專業(yè)人員都會接觸到，這就需要我們設(shè)計人員把低壓配電線路的保護做好，大家用電盡力達(dá)到安全，用電可靠；本文講述了低壓配電線路保護需求，具體闡述了低壓配電線路保護，對保障低壓配電線的安全、穩(wěn)定、可靠地運行有必然的指導(dǎo)意義。

配電線路；短路；斷路器；接地故障

引言

遍布工業(yè)的低壓配電線路、遍布工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)每一個角落的低壓配電線路，同時也深入千家萬戶，不但專業(yè)人員接觸，很多不是專業(yè)人員、包含一般老百姓都會接觸到，大大增加了線路出現(xiàn)故障的幾率。所以，需要在低壓配電線路設(shè)計中，要嚴(yán)格實施《低壓配電設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50054-95）和國家相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，讓其從基本上把低壓配電線路保護做好，并可以準(zhǔn)確選擇保護電器的每一項參數(shù)，確保在故障時可以依照要求切斷電源，以確保安全。

1　低壓配電線路保護標(biāo)準(zhǔn)要求全面進行

（1）短路保護、過負(fù)載保護與接地故障保護在《規(guī)范》第4章中規(guī)定配電線路要裝設(shè)的，并且配電線路的各段都要滿足這3項保護需求。

（2）選擇性是《規(guī)范》中規(guī)定電器上下級保護的動作要具備，讓故障時只把這故障線路切斷，而電器上級保護不能動作，停電區(qū)域力求縮小。

（3）電路出現(xiàn)故障時，保護電器要可以在規(guī)定時間內(nèi)動作，另一方面，在正常工作與用電設(shè)備正常起動時，保護電器都不能動作。

（4）《規(guī)范》規(guī)定導(dǎo)體截面要滿足動、熱穩(wěn)定需求，要跟保護電器可以協(xié)調(diào)配合，也就是選取的導(dǎo)體種類與截面，要與保護電器種類與整定值有關(guān)聯(lián)。

2　低壓配電線路保護特征

2.1低壓配電線路特點

主干線、分干線與末端線路3種是低壓配電線路的類型。饋電線由變電所低壓配電屏引出的是主干線。用電設(shè)備直接連接的是末端線路，當(dāng)短路或接地故障在線路中出現(xiàn)時，需要瞬時把電路切斷，沒有選取性要求。

2.2低壓配電線路故障特點

短路與接地故障很多度出現(xiàn)在末端回路，大概占到90%以上，尤其是插座回路更是這樣，由于是插頭、插座與移動電器和其導(dǎo)線與接頭等相對容易發(fā)生故障。就故障類別來說，很多的接地故障，很少的相間短路，前者大概占80～90%。

3　短路保護

3.1低壓配電線路短路保護的裝設(shè)需求

（1）短路保護裝置在全部的低壓配電線路都要裝設(shè)。

（2）裝設(shè)短路保護裝置時，要確保線路末端出現(xiàn)短路時，保護裝置可以可靠動作。

（3）短路保護裝置要可以避開線路中短時間過負(fù)荷的影響，如果大容量異步電動機的開啟瞬間等，同時又可以可靠地保護線路。

3.2低壓配電線路短路保護元件的選擇

低壓配電線路的短路保護，一般使用熔斷器或低壓斷路器來實現(xiàn)。

3.3確定短路保護要用熔斷器熔體電流

（1）當(dāng)配電使用電纜或穿管絕緣導(dǎo)線時，熔斷器熔體的額定電流要小于或等于電纜或穿管絕緣導(dǎo)線許可載流量的2.5倍。

（2）當(dāng)配電使用明敷絕緣導(dǎo)線時，熔斷器熔體的額定電流要小于或等于導(dǎo)線許可載流量的1.5倍，這是因為明敷絕緣導(dǎo)線的絕緣等級非常低，容易老化緣故的絕緣。

3.4用低壓斷路器的整定短路保護

（1）不管是使用電纜配電，還是使用穿管絕緣導(dǎo)線，只要使用低壓斷路器作短路保護，其過流脫扣器的整定值通常小于或等于電纜、絕緣導(dǎo)線許可載流量的1.1倍。

（2）當(dāng)使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要小于或等于線路末端出現(xiàn)單相接地短路或兩相短路時短路電流的1/3倍。

4　過負(fù)載保護

低壓配電線路裝設(shè)過負(fù)載保護，要在過負(fù)載電流引發(fā)的導(dǎo)體溫升對導(dǎo)體的絕緣、接頭、端子或?qū)w四周的物質(zhì)導(dǎo)致?lián)p害前讓負(fù)載電流切斷。過負(fù)荷保護電器的動作特點要同時滿足下面2個條件：

（1）IB≤In≤IZ

（2）12≤1.45IZ

式中：被保護線路計算電流是lB；

保護電器的額定電流是In（對于能調(diào)的保護電器，給定的整定電流是額定電流In）；

被保護導(dǎo)體的許可連續(xù)載流量的是IZ；

I2確保保護電器在限定時間內(nèi)可靠動作的電流。

對于忽然斷電會造成比由于過負(fù)荷而導(dǎo)致的損失更大的配電線路，切斷電路的過負(fù)荷保護電器不能裝設(shè)，但過負(fù)荷報警電器要裝設(shè)。還有對于幾個低壓斷路器，同時裝入密閉箱體內(nèi)的過負(fù)荷保護，要依據(jù)環(huán)境溫度、散熱條件和斷路器的數(shù)目、特點等原因思考降容應(yīng)用。

5　接地故障保護

5.1TN體系的接地故障保護

TN體系配電線路接地故障保護的動作特點要跟下式相符：

式中：Zs——接地故障回路阻抗（Ω）；

Ia——確保保護電器在表1限定的時間內(nèi)自動把故障回路的電流（A）切斷；

Uo——相線對地標(biāo)稱電壓（V）。

表1　系統(tǒng)允許最大切斷接地故障回路時間

當(dāng)采用瞬時或短延時動作的低壓斷路器所接地故障保護時，若接地故障電流Ia與瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流Ir的比值大于或等于1.3，可認(rèn)為該低壓斷路器Ia值符合表1要求。

當(dāng)采用熔斷器作接地故障保護時，若符合表2要求，能認(rèn)為跟表1要求符合。TN體系的接地故障多數(shù)為金屬性短路，故障電流相對大，能運用作過負(fù)荷保護與短路保護的過電流保護電器，還可以作為接地故障保護。

表2　系統(tǒng)用熔斷器作接地故障保護時允許最小值Id/Ir

5.2TT體系的接地故障保護

TT體系配電線路接地故障保護的動作特點跟下式相符：Ra·Ia≤50V

式中：Ra——露能導(dǎo)電部分的接地電阻與PE線電阻之和；

Ia——確保保護電器切斷故障回路的動作電流。

因為TT系統(tǒng)的故障電流不容易正確計算，過長延時過電流保護Ia值現(xiàn)實上非常難確定，而TT體系的故障電流相對小，過電流保護很難滿足靈敏度需求，所以TT體系中要使用漏電保護器作接地故障保護。

5.3IT體系的接地故障保護

IT體系出現(xiàn)第一次一相接地故障時，為另兩相對地電容電流的向量和的是故障電流，很小的故障電流，外露導(dǎo)電部分約束在50V及以下的故障電壓，對人體的構(gòu)不成危害，不用把供電中斷，要由絕緣監(jiān)視電器實施聲光報警，方便盡快把故障排除。第一次接地故障時保護電器動作特點要跟下式相符：

式中：R——外露能導(dǎo)電部分的接地極電阻；

Id——相線與外露能導(dǎo)電部分間第一次短路故障的故障電流。

當(dāng)出現(xiàn)第2次接地故障時，如果為單獨接地的是IT體系外露導(dǎo)電部分，故障回路的切斷要跟TT體系接地故障保護的需求相符，如果外露導(dǎo)電部分為一起接地，故障回路的切斷要跟TN體系接地故障保護的需求相符。

6　結(jié)語

總而言之，想要把低壓配電設(shè)計做好，就要全面、正確了解《規(guī)范》的需求，尤其是配電線路保護的每一項要求，注重配電線路保護對人身安全與線路安全、用電可靠性的關(guān)鍵意義，把每一項的基本計算做好，只有全面、完整、體系、有序地實施《低壓配電設(shè)計規(guī)范》中的每一項規(guī)定，才可以保證低壓配電線路的安全、穩(wěn)定、可靠地運行。

[1]胡國紅.低壓電網(wǎng)單相接地故障保護研究[J].能源與節(jié)能，2013（4）：113～115.

[2]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊3版[M].北京：中國電力出版社，2005：871.

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2015-9-25