應急照明直流配電線路電壓損失允許值及供電回路配電距離分析

倪守雨

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

從2019年3月1日開始，建筑消防應急照明系統(tǒng)設計必須執(zhí)行《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》GB51309-2018(以下簡稱《技術標準》)[1]。新《技術標準》與傳統(tǒng)的應急照明系統(tǒng)設計有很大不同，《技術標準》要求安裝高度低于8m的應急照明燈具，應采用DC36V或DC24V供電。由于采用低電壓直流供電，應急照明燈具光源一般都為LED光源，而LED光源通常為恒功率供電。當供電電壓低時，電流將增大，回路電流增大，有可能造成集中電源或應急照明配電箱的回路保護裝置動作，切斷應急照明的供電電源，應急照明也就失去了應有的作用，發(fā)生安全事故；因此，末端應急照明燈具的電壓偏差非常重要，電氣設計時應高度重視。集中電源或應急照明配電箱內的出線回路，是采用慢熔型的直流熔斷器作為每回路配電線路的保護裝置。當集中電源直流配電線路的供電長度達到一定距離后，線路末端的短路電流因為線路電阻值增大而減少，當減少到一定數值(熔斷器短路保護可靠動作電流值)時，熔斷器將無法快速動作。因此，計算直流配電線路的供電長度，除了考慮線路的電壓損失，還需要對熔斷器短路保護動作靈敏性進行校驗。

基此，本文將通過相關規(guī)范提出應急照明配電線路的電壓損失百分數的建議數值；并分析直流配電線路的供電長度與導線工作溫度、線芯標稱截面、標稱相電壓等因素關系。為了配合實際工程設計，通過計算，取得應急照明直流配電線路的供電長度的相應數值；并對配電線路熔斷器短路保護動作靈敏性進行校驗。

1 應急照明配電線路電壓損失允許值

《技術標準》第3.3.8條第2點[1]：集中電源的設置應綜合考慮配電線路的供電距離、導線截面、壓降損耗等因素。其條文解釋為：應按防火分區(qū)的劃分情況設置集中電源，并應根據配電線路的供電距離、導線截面、壓降損耗等因素核算每一個輸出回路的末端電壓，以確保每一盞燈具工作電壓均滿足其正常工作的需求?？梢姟都夹g標準》僅是作了原則性的規(guī)定，難以滿足設計的實際需要。根據國家建筑標準設計圖集《應急照明與設計安裝》(19D702-7)第21頁[8]，消防應急燈具端子處的電壓偏差允許值可為額定電壓的+20%，-20%。但考慮集中電源直流電池模塊本身已存在電壓損失，且線路上的接頭還有接觸電阻等，故建議消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)的用電設備端子處的電壓偏差允許值(以標稱系統(tǒng)電壓的百分數表示)不宜高于+5%，低于-10%。這樣可以同時滿足《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ16-2008)第3.4.5條[4]規(guī)定，應急照明的電壓偏差允許值可為額定電壓的+5%，-10%，以及《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)第7.1.4條第3款[6]規(guī)定：應急照明和用安全特低電壓(SELV)供電的照明不宜低于其額定電壓的90%。

根據國家標準《電能質量供電電壓偏差》(GB/T 12325-2008)第5.2條[10]規(guī)定，供電電壓偏差的測量方法：

電壓損失值為配電線路電源出線端系統(tǒng)標稱電壓(額定電壓值)與線路末端電壓測量值的差值，即：

綜上，本文中所討論的電壓損失允許值為系統(tǒng)標稱電壓值(額定電壓值)的10%，即電壓損失允許值百分數為10%。

2 查表確認供電回路的配電距離

國家建筑標準設計圖集《應急照明與設計安裝》(19D702-7)第22～23頁[8]表示了在不同的導線截面、應急照明燈具線路負荷、供電距離條件下，當線路電壓為DC24V和DC36V時的電壓損失百分數。

表1、表2中增粗矩形框內數值分別為線路標稱電壓DC24V和DC36V，當線路采用銅導體、導線工作溫度為70℃、線路電壓損失百分數Δu% 不大于10% 時的電壓損失百分數值。通過表1～表2，可得：當選用不同截面導線時，供電線路在不同負荷容量的情況下，所能滿足的最大線路配電距離。

表1 DC24V線路電壓損失百分數

表2 DC36V線路電壓損失百分數

但表1和表2中的直流線路配電距離作為參考取值，無法準確描述出當電壓損失百分數Δu%為10%時，直流線路到末端燈具的配電距離。因此，為了更好地契合實際工程中的應急照明系統(tǒng)設計，將電壓損失允許值設為定值，分析導線工作溫度、線芯標稱截面、直流系統(tǒng)標稱電壓值等因素對A型應急照明配電箱和集中電源出線線路配電距離的影響，以及通過負荷矩計算出配電距離的取值非常必要。

3 計算直流線路負荷矩

依據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9](第866頁)，線路的電壓降計算公式：終端負荷且cosφ=1或直流線路用負荷矩PL(kW·km)表示：

(1)

式中：

Δu%——線路電壓損失百分數，%；

Unph——標稱相電壓，kV；

C——功率因數為1時的計算系數；

S——線芯標稱截面，mm2；

P——有功負荷(配電線路功率)，kW；

L——線路長度，km；

M——直流線路負荷矩，kW·km；

轉換可得：PL=Δu%CS=M

(2)

其中直流線路電壓降的計算系數C值為：

(3)

依據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9](第861頁)，式9.4-2，導線直流電阻計算公式：

ρθ=ρ20[1+α(θ-20)]

(4)

式中：

ρ20——導線溫度為20℃時的電阻率，銅線芯(包括銅電線、銅電纜、硬銅母線)為0.0172 (Ω·mm2)/m，(Ω·μm)；

ρθ——導線溫度為θ℃時的電阻率，(Ω·mm2)/m，(Ω·μm)；

a——電阻溫度系數，銅取0.004；

θ——導線實際工作溫度，℃；

由式(4)可得，當導線溫度θ=70℃時，銅導線電阻率：

ρ70=ρ20[1+a(θ-20)]

=0.0172[1+0.004(70-20)]

=0.02064(Ω·μm)

銅導線電導率：

當導線溫度θ=70℃，Unph=DC24V(0.024kV)時，由式(3)可得，直流線路電壓降的計算系數C值為：

=5×48.45×0.0242=0.139 536

根據式(2)可得,當電壓損失百分數Δu%=10%，線芯標稱截面S=2.5mm2時：直流線路負荷矩PL(kW·km)為：

M=PL=Δu%C24VS

=10%×0.139 536×2.5

=3.4884×10-3(kW·km)

=3488.4(W·m)

同理可得：

當S=4mm2,直流線路負荷矩M=5581.4 (W·m)；

當S=6mm2,直流線路負荷矩M=8372.2 (W·m)；

當導線溫度θ=70℃，Unph=DC36V(0.036kV)時，由式(3)可得，直流線路電壓降的計算系數C值為：

=5×48.45×0.0362=0.313 956

根據式(2)，可得當電壓損失百分數Δu%=10%，線芯標稱截面S=2.5mm2時：直流線路負荷矩PL(kW·km)為：

M=PL=Δu%C36VS

=10%×0.313 956×2.5

=7.8484×10-3(kW·km)

=7848.4(W·m)

同理可得：

當S=4mm2,直流線路負荷矩M=12 558.24 (W·m)；

當S=6mm2,直流線路負荷矩M=18 837.36 (W·m)；

根據以上計算公式推導，同理歸納可得，在相同線路電壓損失允許值前提下，直流線路負荷矩(M)的獲得值與導線工作溫度(θ) 、線芯標稱截面(S)的取值有關，如表3所示。

表3 電壓損失百分數Δu%=10%，銅導線直流線路負荷矩

由表3可得：

在相同標稱相電壓、線芯標稱截面條件下，直流導線工作溫度越高，線路的負荷矩越?。?/p>

在相同導線工作溫度、線芯標稱截面條件下，直流導線標稱相電壓越大，線路的負荷矩越大；

在相同導線工作溫度、標稱相電壓條件下，直流導線線芯標稱截面越大，線路的負荷矩越大。

銅導線的工作溫度與導線線型選擇有關，設計時，考慮到消防應急照明線路的耐火要求，消防應急照明配電箱或集中電源的出線線路一般采用無鹵低煙阻燃耐火電線WDZN-BYJ(F)線型[2]。根據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9](第812頁)，表9.3-1，塑料絕緣導線，裸鋁、銅母線和絞線導體長期允許最高工作溫度為70℃，乙丙橡膠電力電纜導體長期允許最高工作溫度為90℃；根據《低壓配電設計規(guī)范》GB50054-2011(第9頁)[5]，表3.2.3，聚氯乙烯絕緣導體最高運行溫度為70℃，交聯(lián)聚乙烯和乙丙橡膠絕緣導體最高運行溫度為90℃。下文將分析導體工作溫度為70℃、90℃時，直流配電線路的供電距離。

4 A型應急照明配電箱和集中電源每回路出線線路功率分析

根據《技術標準》[1]規(guī)定：A型應急照明配電箱和集中電源的輸出回路均不應超過8 路，且每路配接燈具容量不超過線路總容量的80%；A型燈具回路的額定電流不超過6A，即每路的額定電流不應大于4.8A。當采用DC24V供電時，每路的額定功率不應大于115.2W(Pe=U×I=24V×4.8A=115.2W)；當采用DC36V供電時，每路的額定功率不應大于172.8W(Pe=U×I=36V×4.8A=172.8W)。

5 直流線路負荷矩計算線路配電距離

根據式(2)，轉換可得：

(5)

式中：

M——直流線路負荷矩，W·m；

P——配電線路功率，W；

L——當電壓損失百分數Δu%取值為10%時，A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離，m；

由式(5)可得，在線路電壓損失百分數。

Δu%=10%、導線溫度θ=70℃、標稱相電壓Unph=DC24V的條件下：

當線芯標稱截面S=2.5mm2，配電線路最大功率P為115.2W時，根據表3的直流線路負荷矩數值，可計算出A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離：

同理可得：

當S=4mm2,A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離：L=48m；

當S=6mm2,A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離：L=73m；

在線路電壓損失百分數Δu%=10%、導線溫度θ=70℃、標稱相電壓Unph=DC36V的條件下：

當線芯標稱截面S=2.5mm2，配電線路最大功率P為172.8W時；根據表3的直流線路負荷矩數值，可計算出A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離：

同理可得：

當S=4mm2,A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離：L=73m；

當S=6mm2,A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離：L=109m；

根據以上計算公式推導，同理歸納可得，在相同線路電壓損失允許值的前提下，A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離(L)與導線工作溫度(θ)、線芯標稱截面(S)的取值、配電線路功率(P)有關，如表4～表5所示。

由表4、表5可得A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離(L)與導線工作溫度(θ)成反比；與線芯標稱截面(S)的取值成正比；與配電線路功率(P)成反比；

為了簡化計算，將式(1)轉換可得：

=n×PL

(6)

設n為直流電壓損失值計算系數：

(7)

當銅導線溫度θ=70℃、標稱相電壓Unph=DC24V(0.024kV)，線芯標稱截面S=2.5mm2時，根據表3中的C24V值，代入式(7)可得：

表5 導體工作溫度90℃時,A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離L m

同理可得：當直流導線工作溫度為70℃，標稱相電壓Unph為DC24V或DC36V，線芯標稱截面S為2.5mm2、4mm2、6mm2時，直流電壓損失值計算系數(n)的取值，如表6所示。

表6 直流電壓損失值計算系數(n)

根據表6，在實際工程設計時，已知直流線路所帶燈具的總功率(P)和直流線路的配電距離(L),可快速計算出直流線路的電壓損失值(Δu%)，對實際工程設計具有一定的簡化作用。

例如：當直流導線工作溫度為70℃、標稱相電壓Unph為DC24V、線芯標稱截面S為2.5mm2時，假設直流線路所帶燈具的總功率P=50W，直流線路的配電距離L=100m，根據表6，可得：

Δu%=n×PL

=2.87×10-5×50×100

=0.1435=14.35%

查國家建筑標準設計圖集《應急照明與設計安裝》19D702-7[8](第23頁)可得，當直流線路所帶燈具的總功率P=50W、直流線路的配電距離L=100m時，線路電壓損失為14.34%，與計算得出的電壓損失值(Δu%)基本相符。

同時，為了設計方便和實用性，根據以上公式的推導，繪制了一個EXCEL計算表，在輸入直流系統(tǒng)標稱電壓值Unph、導線工作溫度(θ)、線路電壓損失百分數Δu%、線芯標稱截面(S)的數值，以及設計中獲取的配電線路計算功率(P)，可直接得出A型應急照明配電箱或集中電源配電線路的配電距離(L)，如表7所示。

表7 配電距離L(m) Excel計算表

需要注意的是，表3～表7中的配電距離(L)應為將回路負荷等效為終端負荷后，集中電源(或應急照明配電箱)至終端負荷等效點的有效距離，而終端負荷等效點至集中電源(或應急照明配電箱)出線端的配電距離，并非是配電線路出線端至配電線路最末端燈具的距離，在實際工程設計中還應具體分析。

6 消防應急照明配電線路出線端至配電線路最末端消防應急燈具距離分析

依據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9](第861頁)，式9.4-1，導線直流電阻計算公式：

式中：

Rθ——導體實際工作溫度時的直流電阻值，Ω；

L——線路長度，m；

S——導線截面，mm2；

Cj——絞入系數,單股導線為1，多股導線為1.02；

ρθ——導線溫度為θ℃時的電阻率，(Ω·mm2)/m；

因同一直流線路，導線實際工作溫度為 (θ℃) 時的導線電阻率(ρθ)、絞入系數(Cj)和導線截面(S)均相等，可得導線直流電阻(Rθ)與導線的線路長度(L)成正比；線路電壓損失計算公式：

集中電源某一配線線路上共有n盞燈具，從集中電源引出點至第1盞燈具的距離為L1(OA段)，線路電阻設為R1,線路電壓損失U1,線路電流I1；第1盞燈具至第n盞的配電線路長度為L2(AG段)，直流線路等效電阻設為RX,等效長度LX,線路電壓損失U2,線路電流I1，如圖1所示。

假設燈具功率相同且均勻布置，每兩盞燈具之間的距離為ΔL，線路電阻為ΔR；

圖1 線路電壓損失示意圖

由圖1可得：

(8)

(9)

(10)

(11)

導線線路電壓損失為配電線路上的每段線路電壓損失之和，可得：

(12)

(13)

由式(12)和式(13)可得：

(14)

把式(10)和式(11)代入式(14)并化簡，可得：

(15)

綜上可得：集中電源至終端負荷(消防應急燈具)等效點的有效距離：

(16)

以上直流線路配電距離是在應急照明燈具均勻布置在一條線路上，且未出現(xiàn)分支情況下，而實際工程中往往會出現(xiàn)配電線路分支的布置方式，故而，應急照明配電線路電壓損失，還需要對燈具的接線布置方式進行分析,如圖2所示。

圖2 燈具接線布置示意圖

方案一，集中電源配電線路到消防應急燈具的等效距離為(0B段)：L=L1+LX=L1+3.5ΔL；

方案二，線路在A點出現(xiàn)分支，需獨立分析兩條支路，(0C段)集中電源配電線路到消防應急燈具的等效距離為：L=L1+LX

不同的燈具連接方案，計算線路電壓損失的配電線路等效距離不同。

因此，相同數量及功率的應急照明燈具(負載)，方案二中布置的兩條支線線路的電壓損失均小于方案一線路的電壓損失。

因此接線時，線路布置應盡量減少燈具配電線路的總長度，并盡量在前端分支，這樣相同負荷的線路可以減少線路電壓損失。

7 應急照明直流線路短路保護動作靈敏性分析

配電線路的短路保護電器(直流熔斷器)，應在短路電流對導體和連接處產生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷電源[5]。集中電源或應急照明配電箱內出線回路是采用直流熔斷器作為每回路配電線路的短路保護裝置，直流熔斷器的作用是電路在短路時產生大電流的瞬間，熔斷器熔絲在設備未損壞前先快速熔斷，從而達到切斷電路的目的。

當線路短路電流小于熔斷器的約定熔斷電流時，熔斷器將無法動作，也就無法起到對線路進行短路保護的作用。所以，在設計時還應計算直流線路的短路電流，并對熔斷器(保護裝置)短路保護動作靈敏性進行校驗。

7.1 直流線路短路電流計算

根據導線直流電阻計算公式：

(17)

根據短路電流計算公式：

(18)

式中：

Id——線路短路電流，A;

Unph——標稱相電壓，V；

Rθ——導體實際工作溫度時的直流電阻值，Ω。

通過式(17)、式(18)以及前文中的公式推導可得：當銅導體工作溫度為70℃時，不同線路長度下，直流線路的電阻Rθ和短路電流Id，如表8所示。

7.2 熔斷器短路動作電流值的確定

集中電源或應急照明配電箱內,每個配電回路出線端均設置一個直流熔斷器作為配電線路的短路保護裝置。

根據《技術標準》[1]第3.3.6條第2點：“A型燈具配電回路的額定電流不應大于6A”，故熔斷器的額定電流規(guī)格選擇6A，即IN=6A；

表8 導體工作溫度70℃時，不同配電線路長度下直流線路短路電流Id A

參照《低壓配電設計規(guī)范》(GB 50054-2011)[5]第6.2.3條，絕緣導體的熱穩(wěn)定，應按其截面積校驗，且應符合下列規(guī)定：當短路持續(xù)時間小于等于5s時，絕緣導體的截面積應符合本規(guī)范公式(3.2.14)的要求，其相導體的系數可按本規(guī)范表A.0.7規(guī)定確定；大于5s時，校驗絕緣導體截面積應計入散熱的影響。另根據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》(第962頁)，第11.2.3.2條第(2)款第1點注釋：當短路持續(xù)時間大于5s時，部分熱量將散到空氣中，校驗時應計及散熱的影響，根據規(guī)定短路保護動作時間不應大于5s[9]；第11.2.3.3條第(1)款：當采用熔斷器保護時，在考慮配電線路熱穩(wěn)定校驗時，熔斷器短路保護動作持續(xù)時間t選擇最不利值5s[9]。

根據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》(第1002頁)，表11.6-6 “‘gG’熔斷體規(guī)定弧前時間和熔斷時間的門限”可知當弧前時間為5s時,額定電流為6A的熔斷器的Imax(5S)=28A，即熔斷器最大預期短路保護可靠動作電流值為I=28A[9]。

7.3 滿足熔斷器短路保護動作靈敏性的直流配電線路最大線路長度

當線路的短路電流Id大于熔斷器的短路保護可靠動作電流I，即當Id≥I=28A時，配電線路滿足短路保護動作靈敏性要求，如圖3所示。

圖3 短路電流示意圖

根據式(18)反推，當Id確定時，滿足短路保護動作靈敏性的最大線路長度Ld為：

(19)

當導線溫度θ=70℃、標稱相電壓Unph=DC24V，線芯標稱截面S=2.5mm2時，由式(19)可計算出滿足熔斷器短路保護動作靈敏性的最大線路長度Ld為：

同理可得：

當S=4mm2,滿足熔斷器短路保護可靠動作的最大線路長度Ld=83.06m；

當S=6mm2,滿足熔斷器短路保護可靠動作的最大線路長度Ld=124.58m；

根據以上計算公式推導，同理歸納可得，導體工作溫度70℃時，滿足熔斷器短路保護可靠動作的最大線路長度Ld，如表9所示。

表9 導體工作溫度70℃時，滿足熔斷器短路保護動作靈敏性的最大線路長度Ld m

另根據某熔斷器廠家提供的熔斷器熔斷特性(熔斷時間)數據(表10)，當熔斷器的熔斷電流I為額定電流IN的2倍時，即當熔斷器短路保護動作電流值I=2IN=12A時，熔斷時間為0.15s～5s。

表10 某熔斷器廠家的熔斷器熔斷特性(熔斷時間)

隨著技術的進步，熔斷器產品性能的提升，大部分熔斷器產品的靈敏性在提高，熔斷器熔斷時間減少，使得熔斷器在配電線路短路時，能夠快速動作，達到保證線路安全目的。

7.4 熔斷器短路保護特性及電纜的熱穩(wěn)定校驗

(1)依據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》(第382頁)[9]，式5.6-10，電纜熱穩(wěn)定允許的最小截面積：

(20)

式中：

Smin——導體滿足熱穩(wěn)定所需的最小截面積，mm2；

Qt——短路電流的熱效應，kA2·s；

C——電纜的熱穩(wěn)定系數。

上式為短路電流實用計算法的校驗方法，電纜熱穩(wěn)定校驗還可根據IEC標準校驗方法。

(2)根據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》(第962頁)[1]，第11.2.3.2條,第(2)款:在回路任一點短路引起的電流,使導體達到允許極限溫度之前應分段電路。對于持續(xù)時間不超過5s的短路，由已知的短路電流使導體從正常運行時的最高允許溫度上升到極限溫度的時間t可近似地用下式計算：

(21)

式中：

t——持續(xù)時間，s；

S——導體截面積，mm2；

I——預期短路電流交流方均根值(r.m.s),A；

k——計算系數，取決于導體材料的電阻率、溫度系數和熱容量以及短路時初始和最終溫度，如表11所示。

根據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》(第962頁)[1]，表11應急照明電纜選型為交聯(lián)聚乙烯銅導體，導體的k值取143。

表11 導體的k值

通過式(21)轉換可得：

(22)

當短路保護動作持續(xù)時間取最不利值5s時，額定電流為6A的熔斷器的預期短路電流為Imax(5S)=28A，即熔斷器預期短路保護可靠動作電流值為IZ=28A；則根據式(22)可得，

應急照明直流線路的線芯標稱截面S一般取值為2.5、4、6mm2，均大于滿足電纜熱穩(wěn)定允許的最小截面積，故滿足電纜熱穩(wěn)定校驗。

8 應急照明直流線路過負荷保護分析

配電線路的過負荷保護，應在過負荷電流引起的導體溫升對導體的絕緣、接頭、端子或導體周圍的物質造成損害之前切斷電源[5]。

依據《低壓配電設計規(guī)范》(GB 50054-2011)[5]第6.3.3條，式6.3.3-1～2；《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9]第(960)頁，式11.2-1、11.2-2；過負荷保護電器的動作特性,應滿足以下兩個條件：

IC≤IN≤IZ

(22)

I2≤1.45IZ

(23)

式中：

IC——回路計算電流，A；

IZ——導體允許持續(xù)載流量，A；

IN——熔斷體額定電流，A；

I2——保證保護電器可靠動作的電流，A，當保護電器為熔斷器時，I2為熔斷體約定時間內的約定熔斷電流，I2由產品標準規(guī)定或由制造廠給出。

依據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9]第961頁，如表12所示。

表12 用“gG”熔斷器作過負荷保護時熔斷體額定電流(IN)與導體載流量(IZ)的關系

依據《工業(yè)與民用供配電設計手冊(第四版)》[9]第1001頁，如表13所示。

表13 額定電流小于16A的“gG”熔斷體的約定時間和約定電流

根據表12～表13和式(23)可得，當采用熔斷器保護時，額定電流4A≤IN<16A的“gG”熔斷體約定熔斷電流I2約為額定電流IN的1.9倍，約定熔斷時間為1h；因此，熔斷器的約定熔斷電流I2=1.9IN=11.4A。

根據本文第4節(jié)內容分析可得：回路計算電流IC=4.8AIN,1.45IZ>I2。

綜上，熔斷器過負荷保護的動作特性滿足式(22)和式(23)要求。

9 直流線路配電距離L(m) Excel計算表(含靈敏性校驗)

為了設計方便和實用性，根據本文以上論述的公式推導，將短路電流計算及熔斷器短路保護動作靈敏性的要求補充進表7，作為驗算依據，如表14所示。

表14 配電距離L(m) Excel計算表(含短路保護動作校驗)

設計時，已知直流電壓值Unph、導線工作溫度(θ)、線芯標稱截面(S)、線路電壓損失百分數(Δu%)等數值，只需要在表14中輸入配電線路計算功率(P)數值，即可獲得計算配電距離(L)，并校驗是否滿足熔斷器短路保護動作靈敏性校驗要求。

10 線路電壓損失Δu%和熔斷器短路保護動作靈敏性校驗

當確定配電線路計算功率(P)和線路長度時，可根據表15 校驗配電線路的電壓損失Δu%和熔斷器短路保護動作靈敏性校驗。

表15 線路電壓損失Δu%和熔斷器短路保護動作靈敏性校驗(銅導體)

11 結論

(1)直流線路的配電距離除與應急照明線路所帶的功率大小(負載)有關，還與銅導線工作溫度、線芯標稱截面、標稱相電壓(直流)、線路電壓損失等因素相關；

(3)直流配電線路的配電距離與燈具的接線布置方式有關；接線時，線路布置應盡量減少燈具配電線路的總長度，并盡量在前端分支，這樣相同負荷的線路可以減少線路電壓損失。

(4)當線路的短路電流Id大于熔斷器短路保護可靠動作電流I，即當Id≥I=28A時，配電線路滿足熔斷器短路保護動作靈敏性要求。

在應急照明設計工作中，必須認真做好應急照明配電設計的各項計算及校驗，特別是對配電線路的短路保護動作靈敏性校驗不可忽視。