低压配电线路保护的几个问题

关键词：负载低压配电三相线路

低压配电线路保护的几个问题（共9篇）

篇1：低压配电线路保护的几个问题

低压配电线路保护的几个问题

中国航空工业规划设计研究院

任元会

[摘要]本文系统地分析了低压配电线路保护的要求和实施方法，叙述了熔断器和断路器的选型，及其参数的整定；提出处理好正常运行不动作和故障时应按规定时间动作的关系，以及动作灵敏性和选择性的关系，指出全面理解和执行线路保护的技术要求和注意点。

[关键词]短路保护过负载保护接地故障保护保护电器熔断器断路器选择性动作

一．概述

低压配电线路遍布工业、农业、服务业的各个角落，同时也深入千家万户；不仅专业人员接触，也有众多非专业人员，一直普通老百姓都会触及，线路发生故障的几率大大增加。如设计、施工不当，将容易导致人身触电（间接接触），或线路损坏，甚至引起电气火灾。为此，在配电线路设计中，应严格按照《低压配电设计规范》（GB50054-95）的各项规定，包括加强绝缘，妥善接地，做好等电位联结，但最根本和广泛应用的是做好配电线路保护，正确整定保护电器各项参数，保证在故障时能按要求切断电源，以策安全。

二．全面实施低压配电线路保护规范要求

《低压配电设计规范》（本文简称《规范》）实施已几十年，为广大电气设计时所熟知，并获得认真积极贯彻执行。但据知，仍有部分设计师和使用运行单位电气工程师对低压配电线路保护的要求缺乏完整系统的理解，难以全面、准确地把握。为此，本文拟对此作一较系统的叙述和分析，阐述各项要求的内在联系。

配电线路设计中，至少要考虑以下和保护相关的要求。

1．《规范》第四章规定配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，而且每段配电线路都应满足这三项保护要求（特别规定者除外）。

2．《规范》还规定上下级保护电器的动作应具有选择性，使故障时只切断该故障线路，而上级保护电器不应动作，力求缩短停电范围。

3．电路发生故障时，保护电器应能在规定时间内动作；另一方面，在正常工作和用电设备正常起动时，保护电器均不应动作。

4．《规范》规定导体截面应满足动、热稳定要求，要和保护电器能协调配合，也就是选择的导体类型和截面，应该和保护电器类型和整定值相关联。

5．作为分断短路电流的保护电器，还应具有足够的分断能力。

以上各项要求紧密关联，决定了保护电器的选型和参数整定，具有一定的复杂性，每一段线路和相应的每组保护电器，都应按以上条件一一计算、校验，确定各项参数。

为了全面实施《规范》的各项要求，特将规定的主要条件以及实施的方法和（或）计算式列于表1，以便全面理解和执行。

表1中的保护电器按《规范》规定编列了熔断器和断路器两类；而断路器按保护特性不同，又分为非选择性和选择性两类，由于其保护特性，实现选择性要求区别很大，应予特别关注。

表1中的接地故障保护按TN接地系统（包括TN-C、TN-S、TN-C-S）而编制，工程中TN系统仍应用最多，实施接地保护要求也较复杂。

设计时，在初定配电系统后，应从末端回路开始，自用电端到配电变压器低压侧，逐一对每段线路和保护电器按表1各项要求进行计算，以确定导体截面和保护电器参数。

三．实施配电线路保护要着重把握的几个问题

1．做好三项计算

线路负荷计算、短路电流计算，另加电压损失计算，是配电线路设计的基础。

（1）线路负荷计算：按照该线路所接负荷安装功率，逐段计算出线路计算电流（Ijs），是确定导体截面（S）和熔断器的熔体电流（Ir）或断路器的长延时脱扣器整定电流（Izd1）的主要依据（不是唯一的）。

（2）短路电流计算：包括计算三相短路电流（I）和接地故障电流（Ikd1）两种，前者用以校验保护电器分断能力是否足够；后者是确定接地故障时保护电器动作灵敏性的重要依据。

（3）电压损失计算：对离配电变压器较远的线路，将对导体截面大小有很大影响，从而也间接关系到线路保护电器参数。

2．处理好两对矛盾

（1）正确处理保护电器在正常工作（含设备起动）时不应动作，而在故障时要可靠动作的矛盾。

前者是常规要求，规定了保护电器整定电流的最低限值，低于此值就不能正常工作或起动；后者按《规范》规定的保护要求，规定了保护电器整定电流的最高限值，若高于此值就不能保证故障时可靠动作。因此，设计时，只能在高低两限值之间确定整定电流。

有时，两者要求互相矛盾，后者要求的整定电流最高限值比前者的最低限值还小，使你无法同时满足两者的要求。此时，设计者就要采取措施，如加大相线和PE线截面，调整配电系统接线方式，或改变保护电器类型等，解决矛盾，务求同时满足两者要求。

（2）正确处理故障时保护电器可靠动作和有选择性动作的矛盾

故障时保护电器可靠动作和有关选择性动作是一对矛盾，前者要求的动作快，后者则不宜太快，要合理调整和处理。对于末端回路，故障时保护电器应尽快动作（《规范》规定时间以内），不存在选择性问题；而对于上级和以上各级保护电器，尤其是馈点回路首端的保护电器，应满足故障时可靠动作，还应该有选择性动作，即在下级保护电器后面任一点发生故障时，只应由最近的保护电器动作，而上级不应动作。

为达到这个要求，配电干线各级保护电器（除末级外）不应选用非选择型断路器，而应选择具有反时限保护特性的熔断器；对于额定电流较大的首端主馈电线保护，应选择带有短延时脱扣器的选择型断路器，并且合理整定其各项参数，才能更好保证选择性。

3．把握好几个要点

（1）配电箱（盘）的进线处不宜装设保护电器，宜装隔离开关。

配电箱的每回路出线都装设了保护电器，进线处再装保护电器就增加了保护的级数，是不妥当的。其实只需要装设具有隔离功能和开关功能的电器，最好就是隔离开关。装保护电器不仅没有必要，如果选型不好，反而产生不良后果。现在不少设计师常使用带长延时脱扣和瞬时脱扣的断路器作为进线开关，一旦发生接地或短路故障，瞬时脱扣器快速动作，容易破坏保护的选择性，这种方案不可取。如果一定要使用这类断路器，则建议选用只带长延时脱扣器，而不带瞬时脱扣器的断路器，主要作为一般切断负载电流的开关使用，也可具有过载保护功能。

（2）变电所低压屏接出小容量馈线要注重导体热稳定和保护电器的分断能力校验。配电变压器容量大的变电所，其低压侧的短路电流很大，如变压器容量为1000kVA时，低压屏出线处的三相短路电流可达23~25kA（按S9型变压器），变压器高压侧为三角形接线时，该处的接地故障电流也可达20 kA以上。

如果从低压屏直接引出小容量馈线，如变配电所用电、小功率电动机等，其计算电流仅几个至几十安培。若按计算电流选择馈线的导体截面和保护电器，其值都比较小，因此应注意作以下两相校验：

1）校验保护电器的分断能力

额定电流为几十安培的保护电器，如果选用熔断器，一般用刀形触头、圆筒帽等结构形

式，全封闭有填料的产品，如NT系列，其分断能力至少在50kA以上，能满足大容量变压器条件下的要求；如使用断路器，一般为非选择型断路器，其分断能力则有一般型、较高分断型和高分断型的不同产品，应选择分断能力大于该处最大短路电流的断路器，一般说，这种条件下，不应选用微型断路器，因其分断能力一般只有6~8kA，不能适应这种条件。

2）校验导体的热稳定

这种计算电流很小的馈线，若只按载流量和允许电压损失选择，截面很小，所以特别要校验短路时的热稳定，往往需要加大截面；或者采取特别措施，使发生短路和接地故障的可能性降到最小。这些措施包括选用双层绝缘线或交联聚乙烯线，电器连接处应作特殊处理。

（3）远离配电变压器的线路应特别校验保护电器动作灵敏性

离变电所远，特别是变压器容量较小时，远端接地故障电流很小，而保护电器的整定电流又很大是，往往难以满足在规定时间内可靠断开的要求，应予特别关注。如不能满足要求，应采取相关措施，或采用其他保护方式或接地方式。

（4）选用选择型断路器应正确整定其参数，才能保证其选择性

配电干线容量较大时，常常选用选择型断路器作保护。选择型断路器除有长延时和瞬时脱扣器外，还带有短延时脱扣器，使故障时能经过短延时动作，从而保护选择性。

为此，应正确整定各项参数，特别是短延时脱扣器的整定电流和延时时间，才能保证起动作选择性。短延时脱扣器整定电流（Izd2）和动作时间（t2）应符合以下要求：

1）当选择型断路器不带接地故障保护时，短延时脱扣器应满足接地故障保护要求，即要求Id1≧1.3Izd2。

2）下一级装有非选择型断路器时，Izd2应大于或等于下一级最大一台熔断器之瞬时脱扣器整定值Izd3的1.2~1.3倍，以保证其选择性。

3）当下一级装有熔断器时，短延时脱扣器的延时时间t2应着重检查和下一级熔断器相配合，要求在下一级熔断器后发生的故障电流大于Izd2时，下一级最大一台熔断器的熔体电流的全熔断时间（汗灭弧时间）应比t2小一个级差，即小0.1~0.15S，以保证下一级熔断器先熔断，而短延时脱扣器不会动作。

此外，为保证选择性，选择型断路器的瞬时脱扣器整定电流，在满足短路动作条件下应尽量整定得大些。

（5）配电线路的截面足够大时，可不作热稳定校验

根据经验，当保护电器额定电流不很大，如断路器或熔断器不超过400A，配电线路的绝缘导体或铜芯电缆在70mm2以上时，其热稳定一般能满足规范要求，可不进行校验。

四．简单的总结

综前所述，要做好低压配电设计，应该全面、准确理解《规范的要求，特别是配电线路保护的各项要求；重视配电线路保护对人身安全和线路安全、用电可靠性的重要意义；做好各项基本计算，把握基础参数；合理选择保护电器类型，正确整定各个参数；处理好保护电器整定的两对矛盾；完整、系统地执行《规范》的各项规定，才能保证《规范》的全面实施，确保用电的安全、可靠。

篇2：低压配电线路保护的几个问题

【关键词】配电线路;短路;负荷断路器;接地故障

低压配电如果在设计、施工中存在不当，将容易导致人身触电或线路损坏，甚至引起电气火灾。为此，要求在低压配电线路设计中，应严格执行《低压配电设计规范》( GB50054-95)及国家有关标准、规范的规定，使之从根本上做好低压配电线路保护，并能正确选择保护电器的各项参数，保证在故障时能按要求切断电源，以保安全。

低压配电系统中各个相关的低压电器之间应有良好的特性配合，以正确的发挥各个低压电器的功能。比如，在《低压配电设计规范)中要求“配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性”。

随着制造技术的不断发展，低压断路器的性能及功能也越来越先进和完善。目前，在民用建筑的低压配电系统中，已广泛地应用低压断路器来实现低压配电系统的各种保护功能。所以，如何正确地选用低压断路器对低压配电的设计至关重要。

1.短路保护

低压配电线路装设短路保护，应在短路电流对被保护对象产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。在民用建筑的低压配电系统中，大多数的短路保护，可以采用断路器来实现。

我们一般用断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流三个指标来表示其分断能力;在某些场合，我们希望一台断路器在分断线路最大的短路电流后不维护还可以继续承载额定电流，那么，我们可以按断路器的运行分断能力不小于线路的预期最大短路电流的条件来选择断路器。

否则，可以按断路器的极限分断能力来选择断路器。

从短路发生到短路保护电器动作并分断短路电流需要一定的时间，一般要求配电系统在承受这段时间的短路电流后不会被破坏，这就必须对配电系统中的各种电器、导体及相关连接件进行热稳定的校验;绝缘导体的热稳定校验应符合《低压配电设计规范》第4.2.2条规定。

在设计中，应特别注意那些距离供电变压器较近，计算负荷较小的线路，往往按计算电流选择的导线截面是无法满足热稳定要求。

2.过负载保护

低压配电线路装设过负载保护，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。过负荷保护电器的动作特性应同时满足以下两个条件：

2.1 IB≤In≤IZ

2.2 12≤1.45IZ

式中：IB被保护线路计算电流。

In保护电器的额定电流(对于可调的保护电器，额定电流In是给定的整定电流)。

IZ被保护导体的允许持续载流量。

12保证保护电器在约定时间内可靠动作的电流。

对于突然断电会导致比因过负荷而造成的损失更大的配电线路，不应装设切断电路的过负荷保护电器(如消防水泵的配电线路等)，但应装设过负荷报警电器。还有对于多个低压断路器同时装入密闭箱体内的过负荷保护，应根据环境温度、散热条件及断路器的数量、特性等因素考虑降容使用。

另外，过负荷保护电器的整定电流应躲过正常的短时尖峰负荷电流(如用电设备启动电流)。

3.接地故障保护

低压配电线路装设接地故障保护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形式(TN、TT、IT系统)，移动式、手握式或固定式电气设备的使用情况，以及电气回路中导体截面等因素的确定。

接地故障是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，它包括相线与大地、PE线、PEN线、配电和用电设备的金属外壳、敷线管槽、建筑物金属构件、采暖和通风等管道等之间的短路。

接地故障是短路的一种，自然需要及时切断电路以保证线路短路时的热稳定，不仅如此，若未切断电路，它还具有更大的危害性，当发生接地短路时在接地故障持续的时间内，与它有关联的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压，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。

而在低压配电系统中按接地形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地);TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。

我们可以根据这三种系统接地形式来分析一下它们各自的特点：

3.1 TN系统的接地故障保护

TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式：

Zs.1a≤U0

式中Za接地故障回路阻抗。

la保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流。

U0相线对地标称电压(v)。

系统切断故障回路的时间应符合：配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不应大于5s;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0.4a。

TN系统的接地故障多为金属性接地故障，故障电流较大，可利用作过负荷保护和短路保护的过电流保护电器，兼作接地故障保护。但在某些情况下，如线路长、导线截面小时，过电流保护电器常不能满足系统切断故障回路的时间要求，则应采用漏电保护器作接地故障保护。

3.2 TT系统的接地故障保护

TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式：

Ra.1a≤50V

式中Ra/F露可导电部分的.接地电阻和PE线电阻之和。

la保证保护电器切断故障回路的动作电流。

由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护1a值实际上难以确定，而TT系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。

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，并接至共用的接地极上。当有多极保护时，各级宜有各自的接地极。

3.3 IT系统的接地故障保护

IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的向量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50v及以下，不构成对人体的危害，不需要中断供电，应由绝缘监视电器进行声光报警，以便尽快排除故障。第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式：

Ra.1d≤50V

式中R外露可导电部分的接地极电阻。

1d相线和外露可导电部分间第一次短路故障的故障电流。

当发生第二次接地故障时，如IT系统外露导电部分为单独接地，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求如外露导电部分为共同接地，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。

由此看来短路故障、过负载均属过电流保护，目的是防止导体过热，在达到规定的允许最终温度之前切断，以防止导线(电缆损坏，甚至引起火灾。接地故障保护：依靠保护电器在规定的时间内切断，除防止电线过热外，更主要是作间接接触电击防护。但必须指出的是，间接接触电击防护有多种方式，自动切断电源不是惟一的方式，但是却是最常用的方式。

综上所述，作为设计人员要做好低压配电线路的保护，就应全面准确的理解、执行《低压配电设计规范》，并要求在设计过程中精心考虑，从安全、可靠、经济及节能等方面进行综合分析;只有这样才能更好地保证大家用电安全、用电可靠。

【参考文献】

[1]民用建筑电气设计规范.JG16.

篇3：低压配电线路的雷电过电压保护

供电回路或回路负荷的突然变化, 特别是感性负荷的频繁操作, 在电源线路上产生很强的反电动势, 叠加到电源电压上, 形成脉冲过电压;负荷 (特别是大容量的负荷) 电源插头座间的接触不良也会产生火花放电, 形成脉冲过电压;积累大量静电荷的金属导体放电也会产生脉冲过电压;雷电产生的脉冲过电压, 上述方式都将在电源线路上产生过电压。其中雷电以如下方式产生脉冲过电压[1]:

1) 当雷击发生在电源、信号线路或附近时, 在线路上会产生很强的雷电流, 以波的形式沿线路快速传输, 使线路和大地间形成很高的电位差, 也可能产生很强的脉冲雷电流流过负载;2) 静电感应:雷云形成时, 受云中电荷吸引, 在下方导线上产生异性电荷。接闪时空中雷云电荷中和, 瞬间消失, 线路上的感应电荷来不及释放, 线地间产生很强的静电感应电压;3) 雷电感应:雷电接闪时会向周围空中发射很强的电磁波, 频带可达几百KZ以上, 幅度随着频率降低, 电磁波传播距离可达几百公里以上。雷电波不仅干扰通信设备和其它电子设备的工作, 而且在周围导体上会产生很强的感应电动势, 在电源、信号线路上产生感应电压。

电源、信号线路上产生脉冲过电压的原因很多, 当其超过设备的承受能力, 设备就会损坏。随着科学技术的快速发展, 以电子计算机为核心的电子产品日益广泛应用, 雷电通过电源、信号线路对设备的危害越来越严重, 为此, 各种对应的防护办法相继产生。在常用的方法中有等电位连接、屏蔽、将线路埋地引入等方法, 在这里讲的是最常用的方法, 即采用电涌保护器[2]。

2 低压变压器两端的脉冲过电压保护

对于设置在建筑物内或在建筑物附近的Yyn0 (高压端为三角形连接, 低压端为星形连接, 如图1所示) 和Dyn II (高低压两侧均为星形连接, 如图2所示) 连接方式的电源变压器, 由于其高压、低压端的中心点、变压器外壳都要接地, 且与建筑物共用接地网时, 高、低压各相均要并接避雷器。

当变压器附近建筑物避雷装置遭到接闪时, 接地装置电位上升, 变压器外壳电位也上升而高压侧各相绕组是相连的, 对变压器外壳来说, 其电位差增大, 高压绕组绝缘有击穿的危险。在高压侧线圈上安装避雷器, 在高电位作用下击穿放电得到保护。另一方面, 低压中心点电位上升, 该电位叠加到底压线圈上, 产生电流流经线圈, 通过电磁耦合, 使高压侧产生危险的高电位, 当低压侧安装电涌保护器后, 保护器动作放电, 大部分雷电流通过它泄放, 保护了高压侧绕组。

当接闪器接闪时, 产生的雷电流使共用接地网的电位上升很高, 要求低压侧安装的电涌保护器电压保护水平≤2.5 k V, 当线路有引出本建筑或附近有独立接地装置的配电装置时, 应在低压配电柜上安装Ⅰ级试验的电涌保护器。这是因为Ⅰ级试验的电涌保护器不仅通流量大, 而且导通后残余压降小, 保护性能好。

3 电涌保护器设计应注意的几个问题

3.1 建筑物防雷等级与电子信息设备等级划分不能混淆

建筑物防雷等级是根据建筑物的预计年雷击次数、遭雷击后对建筑物的危害影响程度等因素划分的, 而电子信息系统设备防雷等级不仅要考虑建筑物预计年雷击次数、入户设施的预计年雷击次数与设施的可接受的年雷击次数, 也要综合考虑电子信息设备在建筑物中的位置、重要性、设备的抗冲击过电压、耐冲击的类型等多种因素。建筑物防雷等级在3类以下外部防雷设施可不考虑安装, 但并不等于电子信息设备不需采取其他防雷措施, 而是要根据与其有关的多种因素确定。

3.2 电涌保护器的参数选择应严格按需要确定

所有电涌保护器都采用同一参数。

通流量和电压保护水平是电涌保护器多项技术参数中必须考虑的2项, 在实际使用中应根据SPD所处的位置、保护对象、前后级间能量的配合来合理选择。根据多种因素在对其进行雷击风险评估后, 确定其防雷等级, 按设备要求和所需的级数, 进一步确定各级通流量。电子信息设备一般需要2~3级过电压保护, 如表1所示, 根据配电系统中设备的绝缘耐冲击电压和SPD的所在位置, 选择各级SPD的电压保护水平。

注:1) Ⅰ类通常指含计算机及有程序控制的电子设备;2) Ⅱ类包括家用电器和类似设备;3) Ⅲ类包括配电、布线系统、应用于工业的设备固定安装的电动机等;4) Ⅳ类包括电气计量、一次线过流保护设备等, 由于其耐冲击电压很高, 一般在输入端直接安装B级SPD。

4 结语

电涌保护器的设置、级数、参数选择等都要严格按规范要求, 根据当地雷电活动情况、使用条件、设备的重要性、抗冲击过电压的能力等多种因素确定, 既要考虑到设备的安全, 也要考虑是否经济合理, 该设置的必须设置, 不该设置的不要设置, 造成不必要的浪费。在工程初步设计出来后进行雷电风险评估, 为设计提供科学合理的依据。目前虽然工作实施有一定难度, 但事在人为, 相信以后工作一定会开展起来, 而且一定要开展起来。

参考文献

[1]HasseP.低压系统过电压保护[M].北京:中国电力出版社, 2004.

篇4：浅析低压配电线路的保护

【关键词】配电线路；短路；过负荷；断路器；接地故障

低压配电如果在设计、施工中存在不当，将容易导致人身触电或线路损坏，甚至引起电气火灾。为此，要求在低压配电线路设计中，应严格执行《低压配电设计规范》（GB50054-95）及国家有关标准、规范的规定，使之从根本上做好低压配电线路保护，并能正确选择保护电器的各项参数，保证在故障时能按要求切断电源，以保安全。

低压配电系统中各个相关的低压电器之间应有良好的特性配合，以正确的发挥各个低压电器的功能。比如，在《低压配电设计规范》中要求“配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性”。随着制造技术的不断发展，低压断路器的性能及功能也越来越先进和完善。目前，在民用建筑的低压配电系统中，已广泛地应用低压断路器来实现低压配电系统的各种保护功能。所以，如何正确地选用低压断路器对低压配电的设计至关重要。

1.短路保护

低压配电线路装设短路保护，应在短路电流对被保护对象产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。在民用建筑的低压配电系统中，大多数的短路保护，可以采用断路器来实现。我们一般用断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受。电流三个指标来表示其分断能力；在某些场合，我们希望一台断路器在分断线路最大的短路电流后不维护还可以继续承载额定电流，那么，我们可以按断路器的运行分断能力不小于线路的预期最大短路电流的条件来选择断路器。否则，可以按断路器的极限分断能力来选择断路器。

从短路发生到短路保护电器动作并分断短路电流需要一定的时间，一般要求配电系统在承受这段时间的短路电流后不会被破坏，这就必须对配电系统中的各种电器、导体及相关连接件进行热稳定的校验；绝缘导体的热稳定校验应符合《低压配电设计规范》第4.2.2条规定。在设计中，应特别注意那些距离供电变压器较近，计算负荷较小的线路，往往按计算电流选择的导线截面是无法满足热稳定要求。

2.过负载保护

（1）IB≤In≤IZ

（2）I2≤1.45IZ

式中：IB被保护线路计算电流；

In保护电器的额定电流（对于可调的保护电器，额定电流In是给定的整定电流）；

IZ被保护导体的允许持续载流量；

I2保证保护电器在约定时间内可靠动作的电流。

对于突然断电会导致比因骸负荷而造成的损失更大的配电线路，不应装设切断电路的过负荷保护电器（如消防水泵的配电线路等），但应装设过负荷报警电器。还有对于多个低压断路器同时装入密闭箱体内的过负荷保护，应根据环境温度、散热条件及断路器的数量、特性等因素考虑降容使用。另外，过负荷保护电器的整定电流应躲过正常的短时尖峰负荷电流（如用电设备启动电流）。

3.接地故障保护

低压配电线路装设接地故障保护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形式（TN、TT、IT系统），移动式、手握式或固定式电气设备的使用情况，以及电气回路中导体截面等因素的确定。接地故障是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，它包括相线与大地、PE线、PEN线、配电和用电设备的金属外壳、敷线管槽、建筑物金属构件、采暖和通风等管道等之间的短路。接地故障是短路的一种，自然需要及时切断电路以保证线路短路时的热稳定，不仅如此，若未切断电路，它还具有更大的危害性，当发生接地短路时在接地故障持续的时间内，与它有关联的电气设备和管道的外霹可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压，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。

而在低压配电系统中按接地形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地（过去称为保护接地）；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接（过去称为接零保护）。我们可以根据这三种系统接地形式来分析一下它们各自的特点：

3.1 TN系统的接地故障保护

TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式：

Zs·Ia≤Uo

式中Zs接地故障回路阻抗；

Ia保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流；

Uo相线对地标称电压（V）。

系统切断故障回路的时间应符合：配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不应大于5s；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。

3.2 TT系统的接地故障保护

竹系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式：

Ra·Ia≤50V

式中Ra外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻之和；

Ia保证保护电器切断故障回路的动作电流。

由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护Ia值实际上难以确定，而竹系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此，TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。

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，并接至共用的接地极上。当有多极保护时，各级宜有各自的接地板。

3.3 IT系统的接地故障保护

IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的向量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50V及以下，不构成对人体的危害，不需要中断供电，应由绝缘监视电器进行声光报警，以便尽快排除故障。第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式：

Ra·Id≤50V

式中Ra外露可导电部分的接地极电阻；

Id相线和外露可导电部分间第一次短路故障的故障电流。

当发生第二次接地故障时，如IT系统外露导电部分为单独接地，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求；如外霹导电部分为共同接地，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。

由此看来短路故障、过负载均属过电流保护，目的是防止导体过热，在达到规定的允许最终温度之前切断，以防止导线（电缆）坏，甚至引起火灾。接地故障保护：依靠保护电器在规定的时间内切断，除防止电线过热外，更主要是作间接接触电击防护。但必须指出的是，间接接触电击防护有多种方式，自动切断电源不是惟一的方式，但是却是最常用的方式。

作为设计人员除了理解、执行好规范外，还要做好线路负荷计算、短路电流计算、电压损失计算，这也是配电线路设计的基础；线路负荷计算：按照该线路所接负荷安装功率，逐段计算出线路的计算电流，是确定导体截面和熔断器的熔体电流或断路器的长延时脱扣器整定电流的主要依据，但不是唯一的。

短路电流计算：包括计算三相短路电流和接地故障电流两种，前者用以校验保护电器分断能力是否足够，后者是确定接地故障时保护电器动作灵敏性的重要依据。

电压损失计算：对距离配电变压器较远的线路，不仅影响导体截面大小的选择，也间接关系到线路保护电器参数的选择。

篇5：低压配电线路保护的几个问题

（1）手握式及移动式用电设备，

（2）建筑施工工地的用电设备，

（3）环境特别恶劣或潮湿场所（如锅炉房、食堂、地下室及浴室）的电气设备。

（4）住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路。

（5）由TT系统供电的用电设备。

篇6：低压配电线路保护的几个问题

低压配电线路常见故障的防护方法论文

一、导致低压线路常见故障的原因分析

1、线路自身的原因造成的运行故障

随着社会经济的不断发展，人们日常生活、生产以及工作中的用电量也在逐渐的增加，与此同时，低压线路的故障率也频繁发生，造成这方面的主要原因是出在线路的运行上，主要是线路负荷造成的。另外，很多线路长期处在过负荷运行的过程中，会减少线路的使用寿命，导致线路老化，经常会因为线路的接点处出现发热的现象而造成线路断线的故障。此外，还有很多用户设备的线路设计未经过细致的规划，低压线路主要与用户供电建立直接的联系，如果用户线路设计过长、截面过小的话，就会造成在供电过程中出现过负荷，极易造成低压线路的运行故障。

2、雷击原因造成的低压线路运行故障

低压线路的雷击故障在线路运行的过程中常有发生，尤其是在多雨季节、多雨地区、空旷地区等，有很多空旷地区的低压线路是以架空线路的方式存在，而且，线路的沿途比较长，周边也没有高大的建筑物，一旦出现雷雨天气极易对线路造成损坏，会造成低压线路的绝缘子爆裂、断线、避雷器爆裂、配变烧毁等现象，严重影响了低压线路的正常运行。

3、设备原因造成的低压线路运行故障

低压线路主要是为居民提供用电的主要线路，而且，在线路运行的沿途上包括多种类型的电气设备，各个设备的功能也有所不同，通过这些设备的各项功能来实现供电的安全性和可靠性。但是，如果线路上设备出现故障的话，就会造成低压线路运行的故障，例如，绝缘子破裂，会出现绝缘电阻降低、跳线、放电、脏污出现的闪络等现象；配变自身故障或工作人员操作不当而引起的弧光短路的现象；避雷器超出了使用寿命、质量不合格等未及时得到更换等，这些设备故障都会引起低压线路的运行故障。

4、管理原因造成的低压线路运行故障

运行管理是低压线路正常运行的安全保障，而在当今低压线路运行的过程中，有很多管理环节做不到位，尤其是工作人员责任心以及技术能力的低下，使得低压线路的运行管理水平较低，不能及时的发现低压线路中的断线股、磨损等缺陷，使得线路的故障不断的扩大，对低压线路运行的安全性、稳定性造成极大的影响。另外，在管理流程上存在一定的缺陷，尤其是对低压线路的运行管理存在一定的模糊性，使得管理质量较低，再加上管理责任落实不到位，最终造成低压线路故障的频繁发生。

5、技术方面的原因

低压配电线路存在同一根电杆上有较多线路穿插交错的现象，一旦发生故障，很难找到发生故障的线路，不仅浪费维修时间而且可能造成停电区域扩大的后果；由于城市建设快速发展以及用户迁移等原因造成的变电所不合理分配也是目前存在的问题，变电所的不合理分配使一些线路过长，既浪费材料又增加了线路分支，加大了电能运输过程中的损耗，导致供电电压降低，影响电能质量。当前配电线路建设取得了明显的成果，但还是存在设备陈旧、落后的现象，使用陈旧的配电设备不仅增大线路耗能、降低电能质量而且还存在着严重的安全隐患，危害人们生命财产安全。

二、低压线路常见故障的运行维护管理措施

1、完善的管理制度

首先根据实际情况在制度上对配电线路巡查、维护、检修等方面制定条例，使配电线路管理做到有法可依、有章可循。对配电线路管理进行正规监督，严格检测作业质量，使配电网形成良好的运行模式，发现问题及时解决，不断完善监管体系。还要根据规模大小和配电网覆盖面的.范围，制定包括值班巡查制度、线路运行管理制度、设备缺陷管理、施工质量管理以及设备检修等在内部管理制度，结合实际情况，将制度规定的岗位职责、绩效考核、奖惩办法、权力分配等进行详细论述，为管理者更好地对员工工作和设备运行的管理提供可以参照的法规。

2、对网架结构进行科学的规划

首先，要对低压线路进行科学的规划，要确保建立在与负荷水平相互适应的网架结构，这样才能确保线路以及设备不会出现过负荷的运行现象，可以采用低压线路区域的供电模式，根据实际的电源位置对线路上的负荷进行科学的分布，将线路分为若干个供电区域，这样可以减少过负荷运行情况的发生，而且，还降低了跨区域供电的现象，降低低压线路的维护量，有效的提高供电的质量。其次，要熟悉低压线路的运行情况，尤其是在长期处在输送电的线路，要加强对这些线路的维护，是否经常出现过负荷运行，是否有线路出现老化的现象，一旦发现线路存在老化的问题，要及时对其进行更换，避免线路老化引起的故障而影响低压线路的供电质量。最后，要根据地区的用电情况对线路进行有效的维修，在我国社会经济的不断发展下，家用电器的数量不断的增加，用电量也不断的增大，因此，要根据地区的实际用电需求适当的更换低压线路，要保证线路供电能够满足供电的高峰期，避免用电量过大对线路造成影响。

3、提高低压线路的防雷措施

首先，要提高低压线路绝缘子的耐雷水平，雷击事件一般多发生在线路的绝缘子上，如果绝缘子的耐雷水平偏低的话，在雷击的影响下就会发生闪络的现象，从而引起线路的故障，因此，为了降低雷击对线路的影响，必须要提高低压线路绝缘子的耐雷水平。其次，要加强对低压线路接地网的检测和维护，要根据季节、气候、区域来制定合理的检测维修计划，定期对接地网进行检测，确保接地网的电阻值在规定范围内。再次，要加强与地区气象部门之间的联系，要及时获取气象信息，一旦得知将有恶劣天气，可以在来临之前做好防范措施，最大限度的降低低压线路受到气象灾害而产生的损失，而且，在一定程度上还可以避免雷击事件对人身造成的伤害，进一步提高低压线路运行的可靠性，降低故障的发生率。最后，针对低压线路的防雷技术来说，可以引进国内外高新技术、高端设备来提高线路的防雷水平，降低雷击对低压线路运行造成的影响。例如，针对低压线路的防雷措施可以引进自动化控制系统，能够有效的防止低压线路出现雷击故障。

4、加强对线路的巡视工作

低压线路上包括多种多样的电力设备，电力设备会受到环境、天气等因素的影响而引起故障，对线路运行的安全性、可靠性也会带来一定的影响，因此，要加强对线路的巡视工作。首先，要严格按照低压线路巡视的规范流程要求，定期对线路进行巡视，要及时对线路上设备的运行情况进行及时的了解，一旦发现设备存在运行问题或潜在的运行风险，要及时对其进行有效的处理，避免设备的故障对线路运行造成一定的影响。其次，对低压线路巡视的过程中，要严格检查线路上设备的运行环境是否存在障碍物，如果有障碍的话，要及时清除障碍，避免影响低压线路的正常运行，而且，还要巡视设备运行状态、环境，是否受到污染，如果设备周围存在杂物或被污染的话，要及时清理，将这些潜在的安全隐患消除掉。最后，加强对线路设备的投入，如果在巡视的过程中发现设备出现老化或已经存在潜在的故障现状，要及时更换设备，另外，要根据低压线路运行的具体情况来引进先进的设备，提高低压线路运行的安全性和可靠性。

5、运行检修管理

电力系统设备一般为成本高昂的大型设备，所以要在日常使用中合理使用，定期维护保养，减少设备故障发生率，延长设备的使用时间。对配电线路和设备制定定期检测维修制度，加强设备运行管理，保证电力设备安全可靠运行。对于设备的检修工作要遵循“以检为主，以修为辅”的原则，加强设备的检修、维护工作，减少设备大修次数，确保供电稳定。在检修时要采用现代化的先进维修设备和工艺，确保检修工作的质量，延长供电线路设备的使用寿命。

结束语

篇7：低压配电线路保护的几个问题

摘要：长期以来，农村电网，特别是农村低压电网，网架结构薄弱，年久失修，倒杆断线、烧配电变压器事故频发，供电的安全、经济、可靠性很差，人身触电伤亡事件也时有发生。

关键词：漏电开关配电网络应用

1、前言

漏电保护开关在我国是从80年代新兴发展的一种保护电器。由于该保护开关体积小、造价低、便于维护和安装，能有效地保护人身及设备的安全等特点，引起了广大电力同行和用户的关注和青睐，掀起了一场低压配电网络安全保护的技术革命。本文试图通过我局在农网改造过程中对漏电保护开关的应用分析，探讨漏电保护开关的正确安装、维护和使用方法，以供同行及用户参考。

2、漏电保护开关在农网改造中的推广应用

长期以来，农村电网，特别是农村低压电网，网架结构薄弱，年久失修，倒杆断线、烧配电变压器事故频发，供电的安全、经济、可靠性很差，人身触电伤亡事件也时有发生。3月以来，延安市一区两县(宝塔区、洛川县、黄陵县)农村电网建设改造工程被列为国家、陕西省电力公司的示范工程，半年时间里完成全部工程投资1.7亿元。这次改造中，安装配电台区低压漏电保护开关2138台，家用漏电保护开关99058台，达到了台区有总保、户户有家保，健全了低压网络的防护体系，基本上杜绝了人身触电伤亡及设备损坏等事故的`发生。例如：延安市宝塔区南泥湾乡桃宝峪村村民常宝玉，在给牛棚接灯时，不慎触及带电导线，事后他发现家中新安装的家保器动作跳闸，断开了电源，保全了性命，他逢人便说：“是家保器救了咱的命。”像类似事件，在我市广大农村不胜枚举，不少农民把漏电保护器视作“保命器”，据不完全统计：我局所辖一区两县从19下半年未发生人身触电伤亡及烧配电变压器等事故，年减少直接经济损失达100万元以上。

由此可见，漏电保护开关的安装应用既有可观的经济效益，又有其广泛的社会效益，这是因为：

(1)建立了一个确保人身触电伤亡的保护屏障，基本上杜绝了人身触电伤亡事故的发生。

(2)能有效地切断漏电电流、短路电流等引起的火灾，烧配电变压器等设备事故的发生。

(3)促进了农村电气化水平的发展和提高。漏电保护开关的应用对线路及家户室内布线提出了较高的要求，经过改造的户内、外低压线路更有利于家用电器的使用和农村电力市场的发展壮大。

(4)减少了私拉乱接、违章用电等现象引起的不明损失电量，提高了经济效益。

(5)促进了农村用电管理水平的提高。

3、漏电保护开关在低压网络中的配置方式初探

我市农村低压电网线长、点多、面广，受复杂地理位置限制，低压电网布局极为困难，针对农村低压电网事故多发生在低压分支线、下户线及室内配线这一特点，笔者认为，农村低压电网宜采用三级保护，即：

(1)一级低压总保。该保护安装于配电变压器出线侧，主要保护低压主干线，并作为二、三级保护的后备保护。

(2)二级低压分保。该保护介于一、三级保护中间，主要保护低压各分支线、下户线，并作为三级保护的后备保护。

(3)三级低压家保。该保护安装于电表出线侧，主要用于室内配线及家用电器的保护。

以上三级漏电保护的动作电流及动作时间应协调配合，合理计算。

漏电保护开关的选择主要由所保护的范围及人体安全电流来决定，一级保护一般漏电动作电流宜选择在100mA以上，动作时间0.5s以上。

二级保护一般选择动作电流在50～100mA，动作时间0.3～0.5s.

三级保护一般选择动作电流在10～30mA，动作时间为0.1s左右。

目前我局所辖范围大多采用一、三两级保护，其缺点主要是一组家保越级，造成总保动作，使低压主干线停电频繁。

4、存在的问题及建议

综上所述，漏电保护开关在人身安全、设备安全、电气火灾等多方面起到了积极的保障作用，同时在安装、使用的过程中仍存在不少问题及误区。

误区一：把漏电保护开关当作万能的“保命器”。在农村，一些人一旦安装了保护开关，认为不论怎么摆弄电器，总不会有性命之忧，可以随意私拉乱接了，其实这是十分危险的想法。现运行的漏电开关有一定的保护死区，一是由于触电保护与漏电保护混合运行，在灵敏度及保护范围上难以顾全;二是漏电器生产厂家众多，鱼目混杂，个别生产厂家产品质量低劣，使不少漏电器不能正确可靠动作;三是不少漏电器(如鉴相式)，不能作相与相、相与零之间的触电保护。

误区二：有了漏电保护开关可以不进行接地保护。

误区三：为了省事，索性退出保护开关。在农村不少地方仍存在私拉乱接现象，户外线路虽经改造，而户内配线则混乱不堪，加之鼠害等影响，导致了漏电开关频繁动作。一些人为了图方便，私自退出漏电开关，其实这也是非常危险的做法。

问题一：由于总、分、家保之间的配置方式不当，导致低压线路频繁跳闸，不少地方的低压网络时常处于停电状态，不得不退出保护。

问题二：大多数漏电保护器属无法调整的一次性产品，加之目前还没有对此进行安装前、运行中的检测。即便试验，也只能是进行按钮式的简单动作试验，因此，大大影响了保护的可靠动作率。

问题三：接线错误时有发生，由于个别安装人员业务素质低而导致错误接线，轻则保护投不上，重则烧毁保护器或使保护造成假运行状态，危及安全。

对此，笔者建议对漏电保护开关的安装使用应加强以下管理：

(1)广泛深入地开展农村安全用电宣传教育活动，普及漏电保护开关有关知识，让广大用户正确认识和使用漏电保护器。

(2)加强线路和设备的运行管理，提高线路及设备的绝缘水平。

(3)科学合理的进行各级保护配置，力求各级保护在其保护范围内可靠动作。

(4)研制并配置保护器现场校验装置，坚持对保护器作定期试验。

(5)推广应用漏电保护开关方面的新技术、新产品，力求在一个区域内使用统一产品。

(6)以台区为单位建立漏电保护器运行台帐。

(7)在县一级供电部门应有专人负责此项工作的推广应用及安装检修培训等技术工作，建立必要的工作制度。

(8)漏电开关在保护范围内发生电击伤亡事故，应迅速找电工处理以免扩大事故范围，同时，应检查漏电保护器动作情况，保护现场、分析原因、配合保险、供电、司法等部门作进一步的调查和勘察。

篇8：低压配电线路保护的几个问题

我国民用建筑低压配电线路广泛选用TN-S方式,其特点是中性线N与PE保护接地线严格分开,构成“三相五线制”供电方式。随着我国单相220V家电数量的增多和相应用电量的增大,在住户相对集中的居民小区,每相负载会随时间动态变化,使得三相负载始终处于不对称运行状态。在这种情况下,一旦变压器中性线断线,产生的过电压就会导致家电损坏,因此需考虑在TN-S低压配电线路中设置中性线断线保护装置。

1 三相负载不对称时中性线的作用

以图1为例,中性线完好且电源电压对称时,各相负载相电压为:

式中,IO为流过中性线的电流,A;ZO为中性线的阻抗,Ω。

若中性线阻抗ZO=0,则变压器中性点O与负载中性点O'两点间的电压为:

此时,三相负载相电压为:

所以,中性线完好时,三相负载相电压是对称的。

由负载中线点O'经中性线流向变压器中性点O的电流为:

由此可知,三相负载对称时中性线电流为零;三相负载不对称时,中性线电流的大小与负载不对称度相关。

设民用照明为纯电阻性负载,其电流与电压同相位。负载不对称时的电流、电压矢量图如图2所示,虽然各相电流大小不等,但相位互差120°。

以为参考量,计算中性线电流。

通过分析可知,中性线电流是负载最小相(A相负载最小)的倍,相位超前该相150°,由此可知,中性线为流过不对称电流的通道。因此在TN-S低压配电线路中,中性线截面不宜小于相线截面。

2 中性线断线过电压分析

负载不对称时,中性线一旦断线,变压器中性点O与负载中性点O'间的电压一将不再为零,而中性线电流仍为零。为维持三相负载电流矢量和为零,负载中性点必将产生偏移。现按图3所示的负载情况计算负载中性点偏移量。设三相负载阻抗为:

Za=R

ZB=R/2

Zc=R/3,

则三相负载导纳为:

将三相负载导纳代入节点电压法公式得到中性点偏移电压为:

中性线断线后各相电压偏移矢量图如图4所示。

用同样方法计算出:

由计算结果可知,在不对称的三相照明电路中,一旦中性线断线,负载的中性点就向负载大的那相偏移,各相负载相电压相应发生变化。负载最大的C相电压最低,其次是B相,而负载最小的A相电压升高25%,达到275V,将导致该相负载(照明灯或电器)因过电压而烧毁。三相负载不对称度越大,过电压值就越大。

3 中性线断线保护装置原理

下面利用TN-S供电系统在负载不对称情况下,中性线断线后负载相电压、零序电流和零序电压变化规律,探讨4种中性线断线保护装置保护原理和实现方法。

3.1 中性线断线零序电流差动保护装置

中性线断线零序电流差动保护装置原理如图5所示。TA1、TA2为2个参数完全相同(变流比相同)的电流互感器,分别装在中性线和三相线路。中性线完好时,TA1和TA2二次侧电流大小相等、相位相反,流过电流继电器的电流为:

因流过继电器的电流为零,故继电器不动作。中性线断线后,,流过继电器的电流为:

电流继电器KA动作,其常开接点闭合,接通断路器TQ脱扣线圈回路,断路器跳闸,迅速切断负载电源,达到保护的目的。根据中性线断线零序电流差动保护原理,该装置可安装在变压器二次侧总开关处,也可分别安装在各入户干线总开关处。

3.2 中性线断线过电压保护装置

中性线断线过电压保护装置原理如图6所示。中性线完好时,过电压继电器KV1、KV2、KV3的电压等于负载相电压,且为电网额定相电压,电压继电器不动作。一旦中性线断线,任何一相出现过电压,继电器动作,其常开接点闭合,接通断路器TQ脱扣线圈回路,断路器QF跳闸,迅速切断电源,实现过电压保护。

电压继电器的整定电压为:

式中,UΦ为电网额定相电压,V。

3.3 中性线断线压敏电阻过电压保护装置

氧化锌压敏电阻是一种具有优良限压特性(压敏特性)的非线性电阻,被广泛用作电气系统过电压保护元件。其典型伏安特性曲线如图7所示,在预击穿区,施加于压敏电阻两端的电压小于其压敏电压,此时通过压敏电阻的电流为微安级,可视为开路,该区域是电路正常运行时压敏电阻器所处的状态;在击穿区,施加于压敏电阻两端的电压大于压敏电压,引起电流急剧变化,压敏电阻正是利用这一特性来抑制过电压幅度;在上升区,施加于压敏电阻两端的电压很大,压敏电阻失去了抑制过电压的特性。由于压敏电阻对过电压的响应速度小于25ns,因此只要选择和使用得当,它可抑制线路中出现的瞬时过电压。

在380V/220V的TN-S系统中,可选择MYN1-10/220组成如图8所示的中性线断线压敏电阻过电压保护装置。中性线完好时,负载电压正常,流过电流继电器的电流很小,继电器不动作。一旦中性线断线出现故障,任何一相电压升高,该相压敏电阻值就迅速下降,电流增大,电流继电器KA动作,其常开接点接通断路器TQ脱扣线圈回路,断路器跳闸。即使无电流继电器,该保护装置仍对过电压有良好的抑制作用。

3.4 中性线断线零序电压保护装置

中性线断线零序电压保护装置原理如图9所示,电压互感器一次侧接成星形,二次侧接成开口三角形。中性线完好时,三相负载相电压相等,电压互感器二次侧三相绕组相电压也相等且相位互差120°。此时,二次侧开口处电压为:

由于电压互感器二次绕组开口电压,因此电压继电器不动作。一旦中性线断线,电压互感器二次绕组开口处就会出现零序电压,其值与负载的不对称度有关。在此电压的作用下,电压继电器KV动作,其常开接点闭合,接通断路器QF脱扣线圈TQ回路,断路器跳闸,切断电源,实现中性线断线零序电压过电压保护。

4 结束语

在TN-S低压配电线路中,以三相不对称负载为条件,利用中性线断线前后中性线电流和负载相电压的变化规律,设计出多种中性线断线保护装置。然而,要使这些保护装置作为产品推广应用,就须与现有的过流保护装置配合,以满足保护装置动作选择性和可靠性的要求。

摘要：分析民用建筑TN-S低压配电线路中性线断线故障,指出在TN-S低压配电线路中设置中性线断线保护装置具有重要意义,并对4种中性线断线保护装置的实现方法进行探讨。

关键词：TN-S配电线路,中性线,断线,保护装置

参考文献

[1]王勇,李志勇,王永忠,等.实现三相四制供电系统中性线断线保护智能装置研究[J].低压电器,2011(5):30,31

[2]邱光源.电路[M].北京:人民教育出版社,1987

[3]张玉良.中性线断线与单相电压偏差保护[J].电气应用. 2006,25(8):26,27

[4]朱雪凌,王云年,周国安,等.三相四线制低压配电系统中零线断线过电压保护[J].华北水利水电学院学报,2004,25 (1):33-35

[5]燕金刚,周长新.三相四线制供电系统中中性线断线原因和危害分析及预防措施[J].电工技术,2005(7):26,27

[6]JGJ/T16—92民用建筑电气设计规范[S]

篇9：配电低压线路保护的相关措施探究

【关键词】配电；低压线路保护

0.前言

低压配电线路，为了防护在发生故障(如过载、短路和接地故障)时危及人身安全(间接接触导致的电击)，或是线路过热而导致损坏甚至引起电气火灾，配电线路应有必要的防护措施，以保护线路安全和用电安全。由于低压配电线路遍布各种建筑以至户外各处，发生故障的机率大，而且有大量非专业人员可能接触，更显得这种防护特别重要。最主要的防护措施就是在各级配电线路装设保护电器，以保证在电路发生故障时，能有效地断开故障电路。这些保护应符合GB50054—95《低压配电设计规范》的有关规定。

1.设计依据

低压配电线路保护依据国家标准GB50054—95《低压配电设计规范》，该规范规定了电路几种故障时的保护要求。低压保护电器主要使用低压断路器和低压熔断器两类；断路器从选择性分类，则有“选择型断路器”(另外还具有短延时定时限过电流脱扣器)和“非选择型断路器”(具有反时限和瞬时动作两个过电流脱扣器)两类。为此，各级线路不仅要设置保护电器，还必须要正确整定其参数，以保证在规定的时间内可靠切断故障；还要求应有选择地切断电路，即要求最靠近故障点的保护电器动作，而其上级的保护电器不动作，以使得切断电路的范围最小。

2.低压配电线路保护要求

2.1电路故障时能自动切断故障回路

电路故障包括以下三类：(1)短路故障：依靠保护电器自动切断。(2)过负载：依靠保护电器自动切断或发出报警。以上两类均属过电流保护，目的是防止导体过热，在达到规定的允许最终温度之前切断，以防止导线(电缆)损坏，甚至引起火灾。(3)接地故障保护：依靠保护电器在规定的时间内切断，除防止电线过热外，更主要是作间接接触电击防护。

2.2要有选择性切断电路

故障时，要求靠近故障点的保护电器动作，而以上各级保护电器不应动作，以保证非故障电路的连续供电，最大限度缩小停电范围。这也是配电低压系统最易发生的误动问题，也是重要保供电工作易忽视的问题。

2.3正常运行和设备正常起动中保护电器不动作

这是常规要求，在GB50055—93(常用用电设备设计规范》中有规定。

3.保护电器的选型和整定必须处理两个问题

设备起动时保护电器不动作与故障时一定要动作的问题：前者决定了保护电器的整定电流(即熔断器的熔体额定电流，或断路器的瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流)不能太小，特别是较大功率、直接起动的笼式电动机；而后者则决定了该值不能太大，特别是离配电变压器距离较远的线路，矛盾将会突显。

故障(主要是接地故障)时保护电器要在规定时间内切断和上级保护要有选择性切断。前者要求切断时间要比较快，而后者则要求不能太快，要有等待下级保护电器动作的必要延时；通常是采用反时限保护特性(即熔断器)或上级有短延时脱扣器(即选择型断路器)的电器。

4.保护电器的选择性动作是保证连续供电的重要因素

4.1连续供电要求

(1)现代社会发展对连续供电要求高。如特殊的大型保供电任务(奥运会、亚运会、世博会等)，重要的、安全防护要求高的生产流程和装置，交通枢纽(民航、铁路场站)，供电、供水、供气和通信、信息中心、计算机中心、金融中心等，对连续供电要求很高，因此，在配电设计中必须充分考虑。

(2)影响连续供电的因素很多，如主网供电的保证，变配电设备的故障，自然氣象条件(雷击、风灾、冰雪等)的影响，外力破坏等，很多是难以完全避免的，甚至是不可抗拒的。而保护电器的非选择性动作、造成的断电，却是从配电设计的合理性能够避免，或得到大大改善。

4.2保护电器的选型和参数整定

为了保证上下级保护电器有选择性动作、应采用下列选型：

(1)选用熔断器：用符合国家标准GB13539.1的熔断器，其反时限动作特性能很好地保证上下级之间有选择性动作。

(2)上级选用带有短延时过电流脱扣器的选择型断路器，只要合理整定短延时脱扣器的额定电流和延时时间，就能保证其选择性。

4.3当前配电设计存在的主要问题

(1)选用高级非选择型断路器，是普遍存在的设计不合理因素，当末端发生较大的故障电流时，可能导致一级或多级断路器非选择性切断，这是急待解决的问题。

(2)选用了选择型断路器，但其参数整定不正确，如上级短延时过电流脱扣器额定电流太小，甚至小于下级断路器之瞬时过电流脱扣器额定电流，或上级瞬时过电流脱扣器额定电流太小，都可能破坏选择性动作。

5.解决方案

5.1电流较大的馈线首端应选用选择型断路器，其整定要求如下：

(1)短延时过电流脱扣器电流Iset2不应小于下级最大的断路器的短延时或瞬时过电流脱扣器电流之1.2—1.3倍，其延时时间不宜小于0.3— 0.4s。

(2)瞬时过电流脱扣器电流宜尽量选大。

5.2中间级保护电器宜采用使用安全、分断能力高、选择性好和维护简单方便的熔断器，上下级的熔体电流比不小于其过电流选择比，即1.6:1。

5.3末端回路的保护电器没有选择性要求，可采用非选择型断路器或熔断器，但应满足接地故障能按规定时间内切断之要求。

5.4研究开发断路器新品种，具有选择性特点，期望能达到下列要求。

对普通断路器的瞬时过电流脱扣器进行改造，将瞬时脱扣改变为具有毫秒级的延时特性。

如可能，最好能具有两级选择性延时，上下级脱扣器额定电流比最好能达到不大于1.6:1，最多不应2:1。

断路器壳架额定电流能达到63～400A范围，分断能力达到15～30kA左右，能满足一般配电线路的大多数需要。

希望能做到物美价廉，便于推广应用，如果能达到和同容量非选择型断路器的价格的1.5～ 2.0倍左右，电气设计师和用户是可以接受的。

5．5 配电低压线路保护的配合方案

5．5．1 上下级均为熔断器的选择性配合

熔断器之间的选择性在国标GB13539.1—2002中已有规定，也就是说，产品本身已经给予了保证。标准规定额定电流16A及以上的串联熔断体的过电流选择比不小于1.6:1即满足选择性要求。

5.5.2上级为熔断器，下级为非选择型断路器的选择性配合

由于熔断器的反时限特性和断路器的长延时脱扣器的反时限特性能较好配合，在整定电流值合理的条件下，具有良好的选择性动作，条件是熔断体的额定电流Ir比断路器长延时脱扣器的整定电流lzdl配合比应大于3。当故障电流超过断路器的瞬时脱扣器整定电流Izd3(通常整定为lzdl的6～10倍)时，则下级瞬时脱扣，而上级熔断器不会熔断。

5.5.3上级为非选择型断路器，下级为熔断器的选择性配合

当故障电流大于非选择型断路器的Izd3时，则上级断路器瞬时脱扣，因此，只有当故障电流小于Izd3时，下级熔断器才先熔断，具有部分选择性，整体来说没有选择性，这种方案不可取。

5.5.4上级为选择型断路器，下级为熔断器的选择性配合

由于上级断路器具有短延时功能，一般能实现选择性动作，但必须整定正确，不仅短延时脱扣整定电流Izd2及延时时间要合适，还要正确整定lzd3。确定这些参数的原则是：

①熔断器Ir不宜太大；

②断路器Izd2值不宜太小，在满足《规范》要求Id≥1.3Izd2的前提下宜整定大些；

③短延时时间应整定长一些，如0.4～0.8s；

④Izd3在满足动作灵敏度条件下尽量整定大一些，以免破坏选择性；

⑤当短延时脱扣器的延时不大于0.5s时，断路器Izd2不宜小于下级熔断器Ir的12倍。

5.5.5 上级为选择型断路器，下级为断路器的选择性配合

此时只要正确整定各项参数，一般可获得较好的选择性。上下级断路器选择性配合一般应考虑以下原则：

①上级断路器的短延时动作时间至少比下级断路器的短延时动作时间长0.1s；