注册电气考试系列讲座---低压配电设计(2)

配电线路的保护

（1）一般规定

1、配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。

2、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。

（2） 短路保护

1、配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。对热作用需进行热稳定校验；对机械作用需进行短路容量校验。

2、绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定：
①当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：
      S>=I*√t /K  
式中：S——绝缘导体的线芯截面（ｍｍ^２）；
      I——短路电流有效值（均方根值Ａ）；
      t——在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间（ｓ）；
      K——不同绝缘的计算系数。
②不同绝缘、不同线芯材料的Ｋ值，聚氯乙烯绝缘铜芯Ｋ=115, 铝芯Ｋ=76。
③短路持续时间小于0.1s时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s时应计入散热的影响。

3、选用的低压断路器，短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。

4、在线芯截面减小处、分支处或导体类型、敷设方式或环境条件改变后载流量减小处的线路，当越级切断电路不引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断，且符合下列情况之一时，可不装设短路保护：
①配电线路被前段线路短路保护电器有效的保护，且此线路和其过负载保护电器能承受通过的短路能量；
②配电线路电源侧装有额定电流为20A及以下的保护电器；

（3）过负载保护

1、配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流。

2、过负载保护电器宜采用反时限特性的保护电器，其分断能力可低于电器安装处的短路电流值，但应能承受通过的短路能量。

3、过负载保护电器的动作特性应同时满足下列条件：
      I_B≤I_n≤I_Z     I₂≤1.45I_Z
式中：I_B——线路计算负载电流（A）；
      I_n——熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（A）；
      I_z——导体允许持续载流量（A）；
      I₂——保证保护电器可靠动作的电流（A）。当保护电器为低压断路器时，I_z为约定时间内的约定动作电流；当为熔断器时，I_z为约定时间内的约定熔断电流。

4、突然断电比过负载造成的损失更大的线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。

注册电气考试系列讲座---低压配电设计(3)

接地故障保护

（1）一般规定

1、接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地型式，移动式、手握式或固定式电气设备的区别，以及导体截面等因素经技术经济比较确定。

2、本节接地故障保护措施所保护的电气设备，只适用于防电击保护分类为Ⅰ类的电气设备。设备所在的环境为正常环境，人身电击安全电压限值（UL）为50V。

3、防止人身间接电击的保护采用下列措施之一时，可不采用本节规定的接地故障保护。
a、采用双重绝缘或加强绝缘的电气设备（Ⅱ类设备）；
b、采取电气隔离措施；
c、采用安全超低压；
d、将电气设备安装在非导电场所内；
e、设置不接地的等电位联结。

4、采用接地故障保护时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结：
a、PE、PEN干线；
b、电气装置接地极的接地干线；
c、建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；
d、条件许可的建筑物金属构件等导电体。
上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位联结端子。等电位联结中金属管道连接处应可靠地连通导电。

5、当电气装置或电气装置某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时，尚应在局部范围内作辅助等电位联结。辅助等电位联结的有效性时校验公式为：
      R≤50/I_a
式中：R——可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段的电阻（Ω）；
      I_a——切断故障回路时间不超过５ｓ的保护电器动作电流（Ａ）。当保护电器为瞬时或短延时动作的低压断路器时，I_a值应取低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。
（2）ＴＮ系统的接地故障保护

1、TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式要求：
      Z_s×I_a≤U₀ （4.4.6）
式中：Z_s——接地故障回路的阻抗（Ω）；
      I_a——保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流（Ａ）；
      U₀——相线对地标称电压（Ｖ）。

2、相线对地标称电压为220V的TN系统配电线路的接地故障保护，其切断故障回路的时间应符合下列规定：
a、配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不宜大于5s；
b、供电给手握式电气设备和移动式电气设备的末端线路或插座回路，不应大于0.4s。

3、当采用熔断器作接地故障保护，应满足下列要求。
a、当要求切断故障回路的时间小于或等于5s时，短路电流（I_d）与熔断器熔体额定电流（I_n）的比值不应小于下表的规定；

b、当要求切断故障回路的时间小于或等于0.4s时，短路电流（I_d）与熔断器熔体额定电流（I_n）的比值不应小于表4.4.8-2的规定。

4、当配电箱同时有固定式电气设备用电和移动式电气设备用电的两种末端线路引出时，应满足下列条件之一：
a、自配电箱引出的全部线路，其切断故障回路的时间不应大于0.4s；
b、使配电箱至总等电位联结回路之间的一段PE线的阻抗不大于 ，或作辅助等电位联结。其中Ｕ_Ｌ：安全电压限值为50V。

5、TN系统配电线路应采用下列的接地故障保护：
a、当过电流保护能满足第2条要求时，宜采用过电流保护兼作接地故障保护；
b、在三相四线制配电线路中，当过电流保护不能满足第2的要求且零序电流保护能满足时，宜采用零序电流保护，此时保护整定值应大于配电线路最大不平衡电流；
c、当上述a、b款的保护不能满足要求时，应采用漏电电流动作保护。
（3）ＴＴ系统的接地故障保护

1、TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式要求：
      Ｒ_Ａ·Ｉ_ａ≤５０Ｖ
式中：R_A——外露可导电部分的接地电阻和ＰＥ线电阻（Ω）；
      I_a——保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)。当采用过电流保护电器时，反时限特性过电流保护电器的I_a为保证在5s内切断的电流；采用瞬时动作特性过电流保护电器的I_a为保证瞬时动作最小电流。当采用漏电电流动作保护器时，I_a为其额定动作电流Ｉ_Δｎ。

2、TT系统配电线路内由同一接地故障保护电器保护的外露可导电部分，应用PE线连接至共用的接地极上。当有多级保护时，各级宜有各自的接地极。
（4）ＩＴ系统的接地故障保护

1、在IT系统的配电线路中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘监视电器发出音响或灯光信号，其动作电流应符合下式要求：
      R_A×I_d≤50V
式中：R_A——外露可可导电部分的接地极电阻（Ω）；
      I_d——相线和外露可导电部分间第一次短路故障的故障电流(A)，它计及泄漏电流和电气装置全部接地阻抗值的影响。

2、IT系统的外露可导电部分可用共同的接地极接地，亦可个别地或成组地用单独的接地极接地。当外露可导电部分为单独接地，发生第二次异相接地故障时，故障回路的切断应符合ＴＴ系统接地故障保护的要求。当外露可导电部分为共同接地，则发生第二次异相接地故障时，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。
（5）接地故障采用漏电电流动作保护

1、PE或PEN线严禁穿过漏电电流动作保护器中电流互感器的磁回路。

2、漏电电流动作保护器所保护的线路及设备外露可导电部分应接地。

3、TN系统配电线路采用漏电电流动作保护时，可将被保护的外露可导电部分与漏电电流动作保护器电源侧的PE线相连接，并应符合规范规定的Z_s×I_a≤U₀的要求；

4、为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，其额定动作电流不应超过0.5A。

5、多级装设的漏电电流动作保护器，应在时限上有选择性配合。

注册电气考试系列讲座---低压配电设计(4)

保护电器的装设位置

1、  保护电器应装设在被保护线路与电源线路的连接处，但为了操作与维护方便可设置在离开连接点的地方，并应符合下列规定：
a、线路长度不超过3m；
b、采取将短路危险减至最小的措施；
c、不靠近可燃物。

2、当将从高处的干线向下引接分支线路的保护电器装设在距连接点的线路长度大于3m的地方时，应满足下列要求：
a、该段分支线应敷设于不燃或难燃材料的管、槽内。
b、在分支线装设保护电器前的那一段线路发生短路或故障时，离短路点最近的上一级保护电器应能保证符合规范规定的要求。

3、短路保护电器应装设在低压配电线路不接地的各相（或极）上，但对于中性点不接地且N线不引出的三三线配电系统，可只在二相（或极）上装设保护电器。

4、在TT或TN-S系统中，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，N线上可不装设保护；当N线不能被相线保护电器所保护时，应另在N线上装设保护电器保护，将相应相线电路断开，但不必断开N线。

5、在TT或TN-S系统中，N线上不宜装设电器将N线断开，当需要断开Ｎ线时，应装设相线和N线一起切断的保护电器。当装设漏电电流动作的保护电器时，应能将其所保护的回路所有带电导线断开。

6、在TN系统中，当能可靠地保持N线为地电位时，N线可不需断开。
7、在TN-C系统中，严禁断开PEN线，不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线装设电器时，只能相应断开相线回路。