淺析住宅電氣設(shè)計(jì)中配電線(xiàn)路的過(guò)流保護(hù)

張海君

【摘要】電力是我們生活中不可缺少的重要部分，為保證居民用電安全，避免發(fā)生電力故障引發(fā)事故，從而給人們帶來(lái)身體上的傷害及經(jīng)濟(jì)上的損失，據(jù)此我國(guó)出臺(tái)了相關(guān)的住宅電氣的標(biāo)準(zhǔn)。住宅電路屬于低壓配電線(xiàn)路，為保證使用安全，則要對(duì)其進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。該文就電力供應(yīng)和配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)的過(guò)流保護(hù)問(wèn)題做出了分析，以供參閱。

【關(guān)鍵詞】住宅；電氣設(shè)計(jì)；配電線(xiàn)路；過(guò)流保護(hù)

引言

住宅電氣通常采用以斷路器實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和接地故障保護(hù)三個(gè)方面的低壓配電線(xiàn)路保護(hù)設(shè)計(jì)。一個(gè)大型的住宅建筑中擁有眾多住戶(hù)，配電線(xiàn)路為住戶(hù)提供了照明和電器電力供給與保護(hù)，在有住戶(hù)有特殊要求斷電，或者住戶(hù)內(nèi)線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)可以保證住戶(hù)用電線(xiàn)路相對(duì)獨(dú)立性，只切斷住戶(hù)內(nèi)供電回路，不影響其他用戶(hù)使用。因此，配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意斷路器分級(jí)，有選擇性，保證各級(jí)間能夠配合協(xié)調(diào)。

一、配電線(xiàn)路的過(guò)流保護(hù)

配電線(xiàn)路中電流超過(guò)導(dǎo)線(xiàn)負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)溫度升高甚至燒毀，發(fā)生火災(zāi)。為保證用電安全，預(yù)防用電過(guò)載危害，斷電保護(hù)器應(yīng)運(yùn)而生。斷路器可以根據(jù)流量設(shè)置在電流過(guò)載后及時(shí)切斷電力供給，具有必要性與實(shí)用性，規(guī)格型號(hào)多，適用性廣，成本低的特點(diǎn)，因此普遍應(yīng)用于住宅電路保護(hù)系統(tǒng)。住宅內(nèi)小型斷路器普遍應(yīng)用。另外，“標(biāo)準(zhǔn)”中明確提出了一個(gè)不能切斷線(xiàn)路的情況：在一個(gè)短時(shí)期內(nèi)有一個(gè)峰值負(fù)載電流，在這種情況下，住宅用電是正常的。為此，應(yīng)該在小型斷路器A、B、C、D四種脫扣型曲線(xiàn)中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。A曲線(xiàn)最為敏感，在2-3倍額定電流下即會(huì)進(jìn)行斷電保護(hù)，主要使用于快速脫扣；B曲線(xiàn)在3-4倍額定電流下進(jìn)行斷電保護(hù)，主要應(yīng)用在短路和快速脫扣較少的場(chǎng)合；C曲線(xiàn)在5-6倍額定電流下會(huì)進(jìn)行斷電保護(hù)，主要應(yīng)用于照明設(shè)施；D曲線(xiàn)允許的電流峰值最高，可以達(dá)到接近10倍的電流峰值依然保持電力供應(yīng)不斷，主要應(yīng)用于變壓器電磁閥等。綜上，斷路器應(yīng)注意上下級(jí)電流峰值與斷路動(dòng)作時(shí)限，根據(jù)實(shí)際需要選擇，住宅電氣設(shè)計(jì)必須采取便捷的合理的配電線(xiàn)路斷路器，以提高過(guò)流保護(hù)的配電線(xiàn)路供給保護(hù)質(zhì)量。

二、斷路器過(guò)負(fù)荷的選擇性

配電線(xiàn)路應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，使其由導(dǎo)體的溫度上升造成損害前，及時(shí)對(duì)導(dǎo)體絕緣，連接器終端引起的負(fù)載電流進(jìn)行切斷。該電路的過(guò)載保護(hù)適用于斷路器的反向時(shí)限，用最大短路電流來(lái)檢測(cè)斷路器分?jǐn)嗄芰?，以最小短路電流?lái)檢測(cè)動(dòng)作敏感度，其斷開(kāi)動(dòng)作可以略微早于預(yù)期，但要求可以在預(yù)期條件下承受短路帶來(lái)的能量沖擊。根據(jù)使用情況與供電系統(tǒng)，地區(qū)不同，需要選用合理有效符合實(shí)際需要的斷路保護(hù)器，以保障住宅電氣用電安全。

三、住宅電氣設(shè)計(jì)中配電線(xiàn)路過(guò)流保護(hù)的預(yù)警裝置

1.ACM概述

ACM配電線(xiàn)路過(guò)電流監(jiān)測(cè)設(shè)備，也稱(chēng)為ACM，該類(lèi)設(shè)備擁有添加和通用數(shù)字儀表測(cè)量的影響，按照不同線(xiàn)路提供的特點(diǎn)及其動(dòng)作特征，對(duì)有關(guān)的兩段式報(bào)警和狀態(tài)輸入及通信的功能，具有抗干擾能力突出，工作狀態(tài)穩(wěn)定的特點(diǎn)，既可以視開(kāi)關(guān)狀態(tài)判斷線(xiàn)路運(yùn)行狀況，又可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及遙測(cè)。ACM通常用于配電線(xiàn)路保護(hù)，是對(duì)電力供給沒(méi)有影響的終端保護(hù)。有些時(shí)候，斷路器保護(hù)性斷電比超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來(lái)的損失更大，而斷路器又是必不可少的，而ACM有過(guò)流報(bào)警功能，可以及時(shí)提醒相關(guān)人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防范危機(jī)處理，通過(guò)數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)直觀的反應(yīng)電路運(yùn)行情況，利于相關(guān)人員及時(shí)排查處理，避免斷電保護(hù)造成更大損失。

2.電路設(shè)計(jì)原理

ACM的硬件組成有CPU芯片、電源、開(kāi)關(guān)量輸入、采集信號(hào)電路、繼電器輸出接口、人機(jī)交互單元和RS485通信連接口。（1）.CPU芯片。在ACM中選用的CPU芯片是以ST公司的STM32F103R8T6，此類(lèi)芯片是基于ARMCortex - M3，32位的處理器，最高頻率可達(dá)72MHz，USART通訊接口配置3路、4個(gè)16位定時(shí)器，12個(gè)廣告，20 k內(nèi)存，64 k Flash硬件，具有較高的性?xún)r(jià)比。（2）.ACM電源采用通用開(kāi)關(guān)電源模板，電源輸入電壓AC90～270V，頻率40～50Hz，性能上既達(dá)到各類(lèi)路線(xiàn)隔離電壓輸出要求，功能上又可以滿(mǎn)足各種供電要求。其優(yōu)點(diǎn)有：電壓持續(xù)穩(wěn)定輸出，故障發(fā)生率低，輸出紋波小于1%，具備良好的過(guò)壓和過(guò)流保護(hù)機(jī)制。（3）.ACM信號(hào)采集電路。信號(hào)采集電路在ACM中可以產(chǎn)生與信息收集器相同的作用，是ACM的信息傳輸設(shè)備，通過(guò)變壓器的隔離傳輸能力交流信號(hào)升高，放大電路信號(hào)使用，最后將收集到的信號(hào)引入到A/D實(shí)現(xiàn)的中央處理器上。（4）.ACM人機(jī)交互單元。人機(jī)交互單元通過(guò)液晶顯示器和按鍵輸入為ACM裝置提供及時(shí)準(zhǔn)確可視化的信息顯示功能，不只可以直觀顯示所衡量的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，也可根據(jù)需要重新設(shè)置參數(shù)，使數(shù)據(jù)服務(wù)與實(shí)際需求聯(lián)系更加緊密。（5）.RS485通信接口。應(yīng)用RS - 485通信接口和Modbus RTU通信協(xié)議，如遙測(cè)、遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程控制可以執(zhí)行此功能。

3.產(chǎn)品特點(diǎn)

ACM監(jiān)測(cè)設(shè)備可以對(duì)三相電壓、三相電流、漏電流、功率因數(shù)、頻率、諧波2～15次以及四象限有功、無(wú)功功率等通過(guò)進(jìn)行各種參數(shù)值的計(jì)算來(lái)確定流量保護(hù)模式；可以聯(lián)合各類(lèi)斷路器的所有動(dòng)作特性；具有低電壓電測(cè)儀表的測(cè)量與直觀顯示功能，并且可以進(jìn)行線(xiàn)路監(jiān)測(cè)，對(duì)重要載荷的回路進(jìn)行重點(diǎn)有效監(jiān)測(cè)，確保線(xiàn)路安全穩(wěn)定運(yùn)行，及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行故障預(yù)警指示，利于排查疏導(dǎo)工作及時(shí)有效進(jìn)行。具有安全、專(zhuān)業(yè)、有效、直觀、完善、穩(wěn)定、實(shí)用的特點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)：

住宅電氣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)配電線(xiàn)路要強(qiáng)行進(jìn)行保護(hù)，所以，一定要加大配電線(xiàn)路的保護(hù)力度，根據(jù)用戶(hù)電流峰值高低，選用合理有效的過(guò)流斷電保護(hù)器，應(yīng)用高效直觀的ACM預(yù)警機(jī)制，以保障電力供給持久穩(wěn)定安全運(yùn)行，保證居民生活用電安全，提高電氣設(shè)計(jì)滿(mǎn)意度，提高電氣企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力與美譽(yù)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁勇華.淺析住宅電氣設(shè)計(jì)中配電線(xiàn)路的過(guò)流保護(hù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，（02）.