工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇

郇曉彤

【摘要】低壓配電保護(hù)器作為主要設(shè)備，為工廠電網(wǎng)的正常運行提供支持。在實際運行過程中，各種工況對低壓配電保護(hù)器的影響不可避免。為了保證供電過程的安全可靠，對于保護(hù)電器的選擇必須采取科學(xué)的措施以促進(jìn)電網(wǎng)的正常運行。

【關(guān)鍵詞】低壓配電系統(tǒng);故障防護(hù);選擇保護(hù)電器【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的類型及選擇

1.1低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的主要類型

1.1.1熔斷器

熔斷器是低壓配電系統(tǒng)中使用率最高的電氣設(shè)備，可以為低壓配電系統(tǒng)的安全保護(hù)提供堅實的保障，現(xiàn)階段，熔斷器對于電網(wǎng)保護(hù)及用電設(shè)備保護(hù)有著不可替代的優(yōu)勢。因為低壓熔斷器一般都處在電氣設(shè)備的電器回路環(huán)境中，所以當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障情況時，其能夠在第一時間內(nèi)切斷電路，以免出現(xiàn)故障蔓延的重大事故，給人們的生命財產(chǎn)帶來不必要的損失。

1.1.2斷路器

斷路器是低壓配電系統(tǒng)中的一種開關(guān)設(shè)備，可以進(jìn)行過壓電流、分段正常負(fù)荷電流及過負(fù)荷電流的傳輸工作，主要借助分?jǐn)喽搪冯娏鱽泶_保電氣設(shè)備的運行質(zhì)量，使其安全性及穩(wěn)定性都能獲得進(jìn)一步提升。一般情況下，斷路器設(shè)備可分為開啟式和塑殼式兩種類型，其中開啟式斷路器具備安裝簡便、檢驗效果極佳的優(yōu)勢，可在氣壓較大的環(huán)境中應(yīng)用。而塑殼式斷路器則對斷路器自身有著明顯的保護(hù)作用，只需利用模壓材料制成的外殼就可以實現(xiàn)良好的保護(hù)功效，其應(yīng)用環(huán)境必須在特定的電力系統(tǒng)環(huán)境中才能正常使用。

1.2低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的選擇

低壓配電系統(tǒng)中，保護(hù)電器的選擇是一項嚴(yán)謹(jǐn)而又科學(xué)的工作，必須根據(jù)低壓配電系統(tǒng)的故障特點來進(jìn)行，也可以結(jié)合以下幾方面原則來選擇：其一，選擇低壓主開關(guān)柜內(nèi)的低壓保護(hù)電器時，應(yīng)盡量選用選擇型的斷路器，因為選擇型斷路器可為整體電路提供多種保障渠道，對于配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的應(yīng)用有著十分重要的保護(hù)作用。其二，在任何電氣設(shè)備中，其配電柜內(nèi)的保護(hù)電器都應(yīng)具備高效的限流性，并要保持最低的投入成本，這樣當(dāng)供電設(shè)備少且發(fā)生停電的情況下，保護(hù)電器依然可以維持人們的正常供電需求，從而體現(xiàn)非選擇型斷路器的時效性和經(jīng)濟(jì)性。

2、低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的應(yīng)用現(xiàn)狀

應(yīng)用相關(guān)的電器保護(hù)對工廠低壓配電系統(tǒng)的安全性提高具有重要意義。在低壓配電線路發(fā)生故障時，相應(yīng)的保護(hù)電器能提供強(qiáng)有力的保護(hù)，從根本上防止故障的發(fā)生和傳播。目前，在低壓保護(hù)電器的應(yīng)用中，很多工廠采用具有電力系統(tǒng)保護(hù)和控制的智能遠(yuǎn)動合閘斷路器作為主保護(hù)電器，并選擇低壓主開關(guān)柜和終端用電設(shè)備的接線方式，充分保證各級斷路器的正常運行。但這種保護(hù)在運行時會涉及到各種配電設(shè)備和長距離敷設(shè)線路，會增加工廠的運行成本。另外，在配電網(wǎng)中，故障因素大多存在于終端電路或插座電路中，而保護(hù)電器的故障因素則是過載引起的安全事故，基本不會對終端配電箱內(nèi)的保護(hù)電器造成影響。

3、低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的具體應(yīng)用要點

3.1短路故障的保護(hù)要點

在配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生短路故障時，技術(shù)人員需要第一時間切斷故障線路。確保故障線路在線路允許極限溫度內(nèi)切斷，以免給工人造成不必要的安全事故。此外，在實際短路過程中，工作人員應(yīng)特別注意安全防護(hù)要點，并遵循以下原則。一是故障線路的熱穩(wěn)定性試驗應(yīng)滿足科學(xué)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，即絕緣導(dǎo)體芯的截面積、預(yù)期短路電流、電流工作溫度和動作持續(xù)時間應(yīng)滿足相應(yīng)的工作參數(shù)。二是由于熔體的反應(yīng)時間較長，熔體電流的參考參數(shù)應(yīng)根據(jù)導(dǎo)體的截面積和敷設(shè)線路的方向來確定，以保證短路故障時的電氣保護(hù)質(zhì)量。此外，在斷路器的使用過程中，短路保護(hù)應(yīng)采用二次計時和二次延時兩種方式，從根本上提高低壓保護(hù)電器的使用效果。

3.2接地故障的保護(hù)要點

接地故障保護(hù)可以主要通過TN接地系統(tǒng)或在以下條件下順利進(jìn)行：一是接地電路的阻抗和電流小于相線相對的低標(biāo)準(zhǔn)電壓。二是通過延遲釋放整定電流，選擇符合接地故障要求的斷路器;在TN-C、TN-S等接地系統(tǒng)中盡量采用零序電流保護(hù)，TN-S接地系統(tǒng)設(shè)置剩余電流保護(hù)。

3.3線路故障的保護(hù)要點

低壓配電系統(tǒng)發(fā)生線路故障時，必須保證系統(tǒng)的可靠性，保護(hù)工作應(yīng)盡可能在最小范圍內(nèi)進(jìn)行。因此，需要結(jié)合科學(xué)合理的配電網(wǎng)設(shè)計方案，選擇合適的保護(hù)方式，使線路保障數(shù)據(jù)的計算達(dá)到一定的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性。此外，還應(yīng)選擇相應(yīng)的保護(hù)電器，使其額定電流、動作時間和動作電流均滿足線路保護(hù)的基準(zhǔn)要求。

3.4配電線路的保護(hù)要點

對于配電線路，由于每條線路都具有精密的保護(hù)裝置，因此在低壓配電系統(tǒng)中必須設(shè)置保護(hù)裝置。首先，在設(shè)計過程中，每一條線都要從上到下進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。其次，通過過載保護(hù)、接地故障保護(hù)、短路保護(hù)等技術(shù)手段，制定合理的線路設(shè)計方案，提高工廠配電線路的保護(hù)質(zhì)量。

4、保護(hù)電器的選擇要求

4.1短路保護(hù)和保護(hù)電器的選擇

工廠用電設(shè)備多，線路復(fù)雜，很多線路使用時間長，甚至老化，容易發(fā)生短路事故。據(jù)不完全統(tǒng)計，短路故障是工廠電力安全的重要組成部分。因此，工廠必須徹底清潔所有電線、電器、開關(guān)等。清理各種舊線路，查找短路原因，制定相應(yīng)的保護(hù)措施。短路故障的主要原因是各種供電線路絕緣老化和一段時間內(nèi)電流過載。頻繁的短路事故不僅影響電氣設(shè)備，還會造成線路火災(zāi)等危險情況。長期短路，熱效應(yīng)積累，容易起火。短路時，保護(hù)電器起著關(guān)鍵作用，可以第一時間切斷短路電流，將可能發(fā)生的危險降到最低。因此，在選擇防護(hù)用品時，必須滿足以下條件：（1）具有較強(qiáng)的破斷能力。供電線路一旦發(fā)生故障，保護(hù)電器需要充分利用其斷電能力，在最短時間內(nèi)做出保護(hù)響應(yīng)，并斷開短路電流，避免短路故障對其他正常供電線路的影響。需要將短路電流控制在可控范圍內(nèi)，對電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，使電氣設(shè)備的基本性能達(dá)到保護(hù)的目的。（2）及時切斷。每個導(dǎo)體都有自己特定的溫度極限。如果短時間內(nèi)超過極限溫度，很容易對導(dǎo)線造成不同程度的損傷。短路時，理論上溫度會急劇上升，這就要求保護(hù)電器及時識別超高溫現(xiàn)象，做出快速判斷，并在溫度達(dá)到臨界極限時及時進(jìn)行保護(hù)，避免各種故障的發(fā)生。

4.2接地故障保護(hù)及保護(hù)電器的選擇

除短路外，接地裝置對配電系統(tǒng)的安全也至關(guān)重要。工廠實際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的多余電力可以送至地面，保證工人的安全，大大減少火災(zāi)發(fā)生的可能性，保證工廠的經(jīng)濟(jì)效益。所以，為了保證接地工作的質(zhì)量，盡可能避免誤操作，就必須選擇一種接地裝置，使其最大限度地發(fā)揮其作用，有效地滿足低壓配電保護(hù)電器安全運行的實際需要。配電網(wǎng)系統(tǒng)一般說來，工廠供電系統(tǒng)中低壓配電設(shè)備在選擇保護(hù)電器時，應(yīng)根據(jù)工廠的實際情況來確定保護(hù)電器的種類，最適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)電器能最大限度地發(fā)揮作用，保證電力系統(tǒng)的正常運行選擇，維持安全可靠的運行狀態(tài)。

4.3過負(fù)載電流的保護(hù)及保護(hù)電器的選擇

顧名思義，過載是指電流超過導(dǎo)體或電器的基本負(fù)載。過載會導(dǎo)致導(dǎo)體溫度在短時間內(nèi)急劇上升，超過臨界值。如果溫度上升過快或超過臨界值，容易對設(shè)備本身造成損壞，絕緣和電氣接口最容易損壞。過載保護(hù)裝置在高溫對電氣設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞之前切斷過載電流。研究表明，在電力系統(tǒng)突發(fā)故障時，對電器的損害是非常大的，往往大于負(fù)荷造成的損害。這時，很大程度上就要靠保護(hù)裝置來發(fā)揮作用。

4.4工廠供電系統(tǒng)配電線路的選擇

在低壓配電系統(tǒng)中，每條線路都需要配備保護(hù)電器。因此，在安裝設(shè)計過程中，需要從上到下逐行檢查調(diào)整。主要有三種保護(hù)方式：過載保護(hù)、短路保護(hù)和接收保護(hù)。配電網(wǎng)本身具有保護(hù)功能，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生電流故障時，應(yīng)根據(jù)原設(shè)定的相關(guān)動作選擇配電保護(hù)器，避免越權(quán)動作，最大限度地減小事故造成的斷電范圍，有效保證線路與質(zhì)檢部門的良好配合。配電網(wǎng)可分為兩種類型：放射型與樹干型。根據(jù)配電網(wǎng)的實際情況和重要性，低壓保護(hù)電器可以分為三種類型：主開關(guān)柜、主配電柜和終端配電柜。

5、低壓配電保護(hù)電器的日常管理工作分析

5.1加強(qiáng)低壓配電保護(hù)電器的日常檢修工作

為了確保所選用的低壓配電保護(hù)設(shè)備的正常運行，對低壓配電保護(hù)設(shè)備的日常維護(hù)工作應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行：一是需要相關(guān)人員參與。針對低壓配電保護(hù)工作環(huán)境和具體設(shè)備運行情況，制訂維護(hù)保養(yǎng)計劃，確保低壓配電保護(hù)設(shè)備正常運行。在低壓配電保護(hù)裝置的管理過程中，有關(guān)人員要做好維護(hù)工作，反復(fù)維護(hù)低壓配電保護(hù)裝置，確保和提高低壓配電保護(hù)裝置的正常運行和低電壓、配電保護(hù)電器的工作效率。二是有關(guān)人員應(yīng)根據(jù)實際使用情況，配置一套完整的低壓配電保護(hù)電器維修保護(hù)系統(tǒng)，并對后續(xù)低壓配電電器產(chǎn)品的維修保護(hù)時間作詳細(xì)記錄。

5.2加強(qiáng)對低壓配電保護(hù)電器管理人員的培訓(xùn)

要加強(qiáng)對低壓配電保護(hù)電器維修人員的培訓(xùn)，要做好以下幾方面的工作：一是工廠要加強(qiáng)和提高低壓配電電氣維修人員的專業(yè)技能和知識培訓(xùn)。提高低壓配電保護(hù)裝置的維修工作效率，提高低壓配電保護(hù)裝置的使用效率，保證低壓配電保護(hù)電器的正常運行。二是廠領(lǐng)導(dǎo)要組織電力知識和行業(yè)政策法規(guī)方面的培訓(xùn)，了解低壓配電設(shè)備的維護(hù)，了解工作中存在的問題，以提高管理水平。三是低壓配電保護(hù)電器產(chǎn)品維修工應(yīng)加強(qiáng)對低壓配電保護(hù)電器產(chǎn)品的檢查，詳細(xì)記錄工作中遇到的問題。

結(jié)語：

綜上所述，目前我國工廠配置的低壓配電保護(hù)電器還存在很多問題，不能從根本上滿足電器保護(hù)的要求。如果出現(xiàn)故障，將直接影響整個工廠配電系統(tǒng)，給后續(xù)的維護(hù)工作帶來一定的困難。因此，必須保證電力系統(tǒng)在運行中的安全穩(wěn)定，選擇合理的低壓配電保護(hù)電器。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐娟，秦緒武.工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇[J].電子測試，2018（3）：139，138.

[2]葉秀峰.工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇[J].電力系統(tǒng)裝備，2018（7）：57-58.

[3]陳永召，張春峰.工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的合理選擇[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（29）：690.

[4]鄒東潮.工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇研究[J].商品與質(zhì)量，2019（9）：254.