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为在发生电气故障时,防止人身间接电击、电气线路损坏和电气火灾,低压配电线路应按要求装设短路保护、过负载保护和接地故障保护,保护电器应能在故障造成危害之前切断供电电源。配电线路采用的上下级保护电器,其动作应具有选择性;各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器,可采用无选择性切断。
低压配电线路的保护设置及要求
(一)短路保护
1.对短路保护电器动作特性的要求
(1)保护电器的动作应及时可靠,以保证绝缘导线或电缆的热稳定满足要求。
(2)保护电器一般采用断路器或熔断器,其分断能力应大于安装处的预期最大短路电流。
(3)保护电器应有足够的灵敏度,应能切除线路末端发生的最小形式的短路故障。
2.短路保护电器的装设
(1)保护电器应装设在每回线路的电源侧、线路的分支处和线路载流量减小处(包括导线截面减小或导体类型、敷设方式和环境条件改变等导致的载流量减小)。
(2)保护电器应装设在低压配电线路的各相上。当N线的截面与相线相同,或虽小于相线但已能为相线上的保护电器所保护时,不需为N线设置保护;当N线不能被相线保护电器所保护时,则应为N线设置保护。
对N线的保护要求如下:
①一般不需将N线断开;
②若需要断开N线时,则应装设能同时切断相线和N线的保护电器;
③装设剩余电流动作的保护电器时,应将其所保护回路的所有带电导线断开。
④在TN系统中,严禁断开PEN线,不得装设断开PEN线的任何电器。当需要为PEN线设置保护时,只能断开有关的相线回路。
(二)过负载保护
配电线路短时间的过负载(如电动机起动)并不对线路造成损害。长时间不大的过负载将对线路的绝缘、接头、端子造成损坏。严重的过负载(例如过负载%)将使绝缘在短时间内软化变形,介质损耗增大,耐压水平下降,最后导致短路。过负载保护的目的在于防止后一种情况的发生。
1.对过负载保护电器动作特性的要求
(1)过负载保护电器应采用反时限特性的保护电器,如g类熔断器、断路器的长延时脱扣器等。
(2)如果过负载保护电器不用于切断短路故障,而电源侧已有短路保护电器时,则分断能力可低于电器安装处的预期短路电流值,但短时耐受电流应大于预期短路电流,即应具有足够的热稳定性。
(3)突然断电将导致比因过载而造成的损失更大的线路时,如消防水泵、消防电梯等线路,其过负载保护应作用于信号,而不应作用于切断电路。
附录表38配电用低压断路器过电流脱扣器的反时限动作特性
2.过负载保护电器的装设
一般配电线路均应装设过负载保护电器,装设位置与要求与短路保护电器相同。但对不可能发生过负载的线路,可不装设过负载保护。
(三)接地故障保护
接地故障是指低压配电系统中的相线对地或与地有联系的导电体之间的短路,包括相线与大地、PE线、PEN线、电气装置的外露可导电部分、装置外可导电部分(如建筑物金属构件、金属管道、结构钢筋等)之间的短路。接地电阻
兆欧表选型
接地故障的危害很大。接地故障会产生故障电流,且其大小又与低压配电系统的接地型式和故障回路的阻抗有关,比较复杂;不仅如此,故障设备的外露可导电部分对地和装置外可导电部分之间存在故障电压,此电压可使人身遭受电击,也可因对地的电弧或火花引起火灾或爆炸,造成严重生命财产损失。因此,配电线路应设置接地故障保护电器,同时还应采取保护接地和等电位联结等措施。
TN系统配电线路接地故障保护电器的动作特性应符合下式要求:
ZsIa≤U0
式中,Zs是接地故障回路的阻抗(Ω);Ia是保证保护电器在规定的时间内(见下表)自动切断故障回路的电流(A);U0是相线对地标称电压(V)。
表TN系统允许最大切断接地故障回路时间
注:1.5s的切断时间考虑了防电气火灾以及电气设备和线路的热稳定要求,也考虑了躲开大电动机起动时间和故障电流小时保护电器动作时间长等因素。
2.0.4s的切断时间考虑了总等电位联结的作用、相线与保护线不同截面以及电源电压±10%偏差变化等因素。
TN系统配电线路的接地故障电流一般较大(有时接近单相短路电流),因此宜先采用过电流保护电器(如熔断器、断路器)兼作接地故障保护,但其动作特性及动作时间必须符合上述要求。