工厂供电系统低压配电保护电器的选择研究

张永柏

【摘要】：介绍接地故障防护的意义及要求、低压配电系统的接地型式及应用、TN系统和TT系统的故障防护、等电位联结的实施及与接地的关系、保护电器的选择与整定等方面内容，指出应从低压配电系统的设计、施工安装、电器产品质量和运行维护管理方面保证用电安全和供电可靠。

【关键词】：工厂供电系统；低压配；电保护电器；选择

1、故障防护的要求

绝缘损坏或失效，使外露可导电部分带电，归纳起来，应采取两大措施。

1.1在规定时间内自动切断电源

依靠保护电器（断路器或熔断器）的合理设置及正确整定。

1.2降低接地故障时外露可导电部分的接触电压

防电击类别为Ⅰ类的电气设备（实际上绝大多数为Ⅰ类），其外露可导电部分应连接PE线而接地。当发生接地故障时，如果不能在表1规定的时间内切断电源，则故障电流在PE线上产生的电压降，就是外露可导电部分对地的接触电压（见图1），通常可达U0的 1/2 （当SPE=Sph时）或2/3 （当SPE= Sph时）；U0=220V的系统，此电压接近110V或147V，远远大于安全特低电压（SELV）。

注：SPE是PE线的截面；Sph是相线的截面。

措施是作等电位联结，等电位联结是降低接触电压的有效办法。除此之外，对于下列情况，还需要增设附加防护措施：电流小于或等于20A的普通插座；电流小于或等于32A的户外移动设备。附加防護采用剩余电流保护器（RCD），其额定剩余动作电流IΔn≤30mA，而且不能代替其他基本防护和故障防护措施。

2、低压配电系统的接地型式及应用

2.1三种接地型式

TN接地型式：按PE和N导体的分合，又分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种；TT接地型式：外露可导电部分的保护接地和电源的功能接地完全分开；IT接地型式。

2.2特点和故障防护要求

TN系统故障电流（Id）大，通常可用过电流保护电器（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），Id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；TT系统故障电流小，通常不能用过电流保护电器，应采用RCD作保护；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（外露可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。

2.3应用场所

建筑物（工业及民用）内一般用TN，并作等电位联结；有变电所的建筑用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；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；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。

2.4应用场所

建筑物（工业及民用）内一般用TN，并作等电位联结；有变电所的建筑用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；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；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。

2.5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。

结语

只有始终保持充足的电力供应，工厂才能进行日常的生产活动，选择合适的低压配电保护电器能够为工程提供稳定的电力供应，降低了事故发生的可能，进一步提升工厂的经济效益，促进工厂的发展。

【参考文献】：

[1]唐韬.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].安徽科技，2014（4）：52-54.

[2]谢海涵.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].中国新技术新产品，2015（9）：54-56.

[3]中国机械工业联合会.GB50055-2011通用用电设备配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012（14）：66-68.