三级配电两级保护设计

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三级配电两级保护要求,配电箱应作分级设置，即在总配电箱下设分配电箱，分配电箱以下设开关箱，开关箱以下就是用电设备，形成三级配电。
1、“三级配电两级保护”
(1)《施工现场临时用电安全技术规范》（以下简称《规范》）要求,配电箱应作分级设置，即在总配电箱下设分配电箱，分配电箱以下设开关箱，开关箱以下就是用电设备，形成三级配电。这样配电层次清楚，既便于管理又便于查找故障。同时要求，照明配电与动力配电最好分别设置，自成独立系统，不致因动力停电影响照明。
(2)“两级保护”主要指采用漏电保护措施,除在末级开关箱内加装漏电保护器外,还要在上一级分配电箱或总配电箱中再加装一级漏电保护器，总体上形成两级保护。
2、关于加装漏电保护器
《规范》规定：“施工现场所有用电设备,除作保护接零外,必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护装置”。
施工现场虽然改TN-C为TN-S后,提高了供电安全,但由于仍然存在着保护灵敏度有限问题,对于大容量设备的碰壳故障不能迅速切断保险,对于较小电流的漏电故障又不能切断保险,而这种漏电电流对作业人员仍然有触电的危险,所以还必须加装漏电保护器进行保护。在加装漏电保护器时,不得拆除原有的保护接零(接地)措施。
3、关于漏电保护器的主要参数
(1)额定漏电动作电流。当漏电电流达到此值时,保护器动作。
(2)额定漏电动作时间。指从达到漏电动作电流时起,到电路切断为止的时间。
(3)额定漏电不动作电流。漏电电流在此值和此值以下时,保护器不应动作,其值为漏电动作电流的1/2。
(4)额定电压及额定电流。与被保护线路和负载相适应。
4.参数的选择与匹配
(1)两级漏电保护器应匹配:
《规范》规定:“总、配电箱和开关箱中两级漏电保护器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应合理配合,使之具有分级分段保护功能”。
“两级保护”是指将电网的干线与分支线路作为第一级,线路末端作为第二级。第一级漏电保护区域较大,停电后影响也大,漏电保护器灵敏度不要求太高,其漏电动作电流和动作时间应大于后面的第二级保护,这一级保护主要提供间接保护和防止漏电火灾,如果选用参数过小就会导致误动作影响正常生产。
漏电保护器的漏电不动作电流应大于供电线路和用电设备的总泄漏电流值2倍以上,在电路末端安装漏电动作电流小于30mA的高速动作型漏电保护器,这样形成分级分段保护,使每台用电设备均有两级保护措施。
分级保护时,各级保护范围之间应相互配合,应在末端发生事故时,保护器不会越级动作和当下级漏电保护器发生故障时,上级漏电保护器动作以补救下级失灵的意外情况。
(2)总分配电箱(第一级保护):
总分配电箱一般不宜采用漏电掉闸型,总电箱电源一经切断将影响整个低压电网用电,使生产和生活遭受影响,漏电保护器灵敏度不要求太高,可选用中灵敏度漏电报警和延时型保护器。
漏电动作电流应按干线实测泄漏电流2倍选用,一般可选漏电动作电流值为300～1000mA。
(3)分配电箱(第二级保护):
分配电箱装设漏电保护器不但对线路和用电设备有监视作用,同时还可以对开关箱起补充保护作用。分配电箱漏电保护器主要提供间接保护作用,参数选择不能过于接近开关箱,应形成分级分段保护功能,当选择参数太大会影响保护效果,但选择参数太小会形成越级跳闸,分配电箱先于开关箱跳闸。
人体对电击的承受能力,除了和通过人体的电流大小有关外,还与电流在人体中持续的时间有关。根据这一理论,国际上把设计漏电保护器的安全限值定为30mA.s,即使电流达到100mA,只要漏电保护器在0.3s之内动作切断电源,人体尚不会引起致命的危险。这个值也是提供间接接触保护的依据。
分配电箱漏电保护器主要提供间接保护,其参数按支线上实测泄漏电流值的2.5倍选用,一般可选漏电动作电流值为100～200mA(不应超过30mA.s限值)。
(4)开关箱(第三级保护):
《规范》规定:“开关箱内的漏电保护器其额定漏电动作电流应不大于30mA,额定漏电动作时间应小于O.1s。
使用于潮湿和有腐蚀介质场所的漏电保护器应采用防溅型产品,其额定漏电动作电流应不大于15mA,额定漏电动作时间应小于O.1s”。
开关箱是分级配电的末级,使用频繁危险性大,应提供间接接触防护和直接接触防护,主要用来对有致命危险的人身触电防护。
虽然设计漏电保护器的安全界限值为30mA·s,但当人体和相线直接接触时,通过人体的触电电流与所选择的漏电保护器的动作电流无关,它完全由人体的触电电压和人体在触电时的人体电阻所决定(人体阻抗随接触电压的变化而变化),由于这种触电的危险程度往往比间接触电盼晴况严重,所以临电规范及国标都规定:“用于直接接触电击防护时,应选用高灵敏度、快速动作型的漏电保护器,动作电流不超过30mA”。所指快速动作型即动作时间小于O.1s。由此用于直接接触防护漏电保护器的参数选择即为30mA×0.1s=3mA·s。这是在发生直接接触触电事故时,从电流值考虑应不大于摆脱电流;从通过人体电流的持续时间上,小于一个心博周期,而不会导致心室颤动。当在潮湿条件下,由于人体电阻的降低,所以又规定了漏电动作电流不应大于15mA。
5.漏电保护器的测试
测试内容分两项,第一项测试联锁机构的灵敏度,其测试方法为按动漏电保护器的试验按钮三次；带负荷分、合开关三次,均不应有误动作；第二项测试特性参数,测试内容为:漏电动作电流、漏电不动作电流和分断时间,其测试方法应用专用的漏电保护器测试仪进行。以上测试应该在安装后和使用前进行,漏电保护器投人运行后定期(每月)进行,雷雨季节应增加次数。
6.隔离开关
(1)隔离开关一般多用于高压变配电装置中。《规范》考虑了施工现场实际情况,强调电箱内设置电源隔离开关,其主要用途,是在检修中保证电气设备与其他正在运行的电气设备隔离,并给工作人员有可以看见的在空气中有一定间隔的断路点,保证检修工作的安全。隔离开关没有灭孤能力,绝对不可以带负荷拉闸或合闸,否则触头间所形成的电孤,不仅会烧毁隔离开关和其他邻近的电气设备,而且也可能引起相间或对地孤光造成事故,因此必须在负荷开关切断以后,才能拉开隔离开关,只有先合上隔离开关后,再合负荷开关。
(2)《规范》规定,总配电箱、分配电箱以及开关箱中,都要装设隔离开关,满足”能在任何情况下都可以使用电设备实行电源隔离"的规定。
(3)空气开关不能用作隔离开关:
自动空气断路器简称空气开关或自动开关,是一种自动切断线路故障用的保护电器,可用在电动机主电路上作为短路、过载和欠压保护作用,但不能用作电源隔离开关。主要由于空气开关没有明显可见的断开点、断开点距离小易击穿,难以保障可靠的绝缘以及触点有时发生粘合现象,鉴于以上惰况,一般可将刀开关、刀形转换开关和熔断器用作电源隔离开关。刀开关和刀形转换开关可用于空载接通和分断电路的电源隔离开关,也可用于直接控制照明和不大于5.5kW的动力电路。熔断器主要用作电路的短路保护,也可作为电源隔离开关使用。

王栋春

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