低压配电系统故障防护和保护电器选择讲义.pptVIP

低压配电系统故障防护和保护电器选择 中国航空规划设计研究总院 任元会 二0一六年五月十二日 ;1、接地故障防护的意义 配电系统的核心问题是保证用电安全、可靠和节能三原则；而故障防护是关系到用电安全、供电可靠的重要因素。 低压配电系统故障有三种：短路、过负荷、接地故障。 前两种统称为过电流，其后果是导致配电线路和电气设备的过热，使其温度急剧上升（或缓慢上升），如没有正确的防护措施，将导致导体的过热，超过其最终温度（极限温度），以致损坏（主要是绝缘损坏），更严重的后果是导致电气火灾。 而接地故障，除了能产生上述后果外，还将使电气装置的外露可导电部分带电，可能使操作人员接触危险电压而触电。此乃我们面临的最值得关注的问题，也是需要研究的重点。 ;历史的回顾——名称的演绎 1983年《低压配电设计规范》(GBJ84-83)称为“单相短路保护”，显然是不恰当的； 1995年《低压配电设计规范》(GB50054-95)改称为“接地故障保护”，是重大进步； 2011年《低压配电设计规范》(GB50054-2011) )改称为“间接接触防护”，按IEC的理念； 2011年后GB16895.21-2011称为“故障防护”，按IEC名词。;2、故障防护的要求 绝缘损坏或失效，使外露导电部分带电，归纳起来，应采用两大措施。 （1）在规定时间内自动切断电源 1）依靠保护电器（断路器或熔断器）的合理设置及正确整定。 2）切断时间不应大于表1的规定(交流)　　　 ;（2）降低故障时外露导电部分的接触电压 1）防电击类别为Ⅰ类的电气设备（实际上绝大多数为Ⅰ类），其外露导电部分应连接PE线而接地。当发生接地故障时，如果不能按表1规定的时间内切断电源时，则故障电流在PE线上产生的电压降，就是外露导电部分对地的接触电压（见图1和图2）通常可达 的1/2 （当 = 时）或1/3 （当 =1/2 时）； =220V的系统，此电压接近110V或147V，远大于安全特低压电路（SELV）。 2）措施是做等电位联接，是降低接触电压的有效办法。 注： 是PE线的截面， 是相线的截面。 除此之外，对于下列情况，???需要增设附加防护措施： 1）电流小于和等于20A的普通插座； 2）电流小于等于32A的户外移动设备。 附加防护采用剩余电流保护器（RCD），其额定剩余动作电流 ≤30mA,而不能代替其他基本防护和故障防护措施。 ;;;3、低压配电系统的接地型式及应用 （1）三种接地型式 1）TN接地型式：按PE和N导体的分合，又可分为TN-C、 TN-S 和TN-C-S三种。 2）TT接地型式：外露导电部分的保护接地和电源的功能接地完全分开。 3）IT接地型式。;（2）特点和故障防护要求 1）TN系统故障电流（ ）大，通常可以通过电流保护电器（断路器、熔断器）保护。但远离变电所，线路截面不大（如道路照明）， 可能较小，过电流保护电器难以满足动作要求，需要采用RCD保护，见图2。 2）TT系统故障电流小，通常不能用过电流保护器，应采用RCD作保护，见图3。 3）IT系统故障电流更小，仅为毫安级，其接触电压也小，可以带故障继续运行，而不切断电源，但应发出报警；万一发生第二次接地故障（异相），则应按TN系统（外露导电部分共同接地时）或TT系统（各用电设备分别接地时）切断电源。;;（3）应用场所 1）建筑物（工业及民用）内一般用TN，并作等电位联结，有变压器的建筑物用TN-S，由建筑物外供电的，用TN-C-S，在等电位作用下，防电击条件等同于TN-S，抗共模电压干扰比TN-S更好。 2）TT系统不像TN系统那样通长的PE导体传导故障电压，TN依靠等电位降低接触电压，所以在难以作等电位联结的户外场所（如道路照明、庭院灯、施工场地）应采用TT系统。 3）要求供电可靠，不能断电的场所，适宜采用IT系统，如医院手术室，消防用电，应急系统，还有矿井、钢铁等重要生产场所。 4）变电所低压侧PE的连接 变电所低压侧中性点不能直接接地；应引出一条导体，实为PEN导体，连接到低压配电屏，该PEN导体必须对地绝缘；对于两台或多台变压器的变电所，各变压器中性点引出的PEN导体应在低压屏上连接后，从PEN导体的一点接地，引出PE导体，该PE导体可以多点接地，见图4。;;（4）同一低压配电系统不同接地型式的应用 1）同一变电所的低压配电系统可以采用多种接地型式。 2）变电所引出馈线可以分别用TN-C、TN-S 、TN-C-S、TT等方式，见图1，但不能直接引出IT系统。 3）低压馈线为TN-C，下面可以接出TN- S，也可接出局部TT，但