1、淺談對(duì)低壓配電線路保護(hù)的研究引 言近幾年來，隨著低壓配電線路的飛速發(fā)展，它已深入到千家萬戶。如果低壓配電線路設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)，將直接導(dǎo)致電氣設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生火災(zāi)或人身觸電，從而嚴(yán)重危及人身安全。因此，我們?cè)诘蛪号潆娋€路設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范中的各項(xiàng)規(guī)定，做好低壓配電線路保護(hù)，正確整定保護(hù)電器各項(xiàng)參數(shù)，保證當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)切斷電源，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)的安全。1 低壓配電線路保護(hù)要求低壓配電線路的保護(hù)要求主要有以下三個(gè)方面：第一，當(dāng)?shù)蛪号潆婋娐钒l(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路。常見的低壓配電電路故障主要有：短路故障、過負(fù)載、接地故障。其中，短路故障和過負(fù)載屬于過電流保護(hù)的范疇，目的是防

2、止導(dǎo)體過熱，在達(dá)到規(guī)定的溫升之前自動(dòng)切斷電路，從而避免危險(xiǎn)的發(fā)生。第二，要有選擇性切斷電路。當(dāng)?shù)蛪号潆娋€路發(fā)生故障時(shí)，要求靠近故障點(diǎn)附近的保護(hù)電器迅速動(dòng)作，而以上各級(jí)保護(hù)電器不應(yīng)動(dòng)作，來保證非故障電路的連續(xù)供電，從而最大限度的縮小因故障而造成的停電范圍。第三，由低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范中的基本要求可知，正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)電器不動(dòng)作。2 低壓配電線路保護(hù)特點(diǎn)2.1 低壓配電線路特點(diǎn)低壓配電線路分為主干線、分干線和末端線路三種。主干線是從變電所低壓配電屏引出的饋電線。末端線路是直接連接用電設(shè)備，當(dāng)線路發(fā)生短路或接地故障時(shí)，要求瞬時(shí)切斷電路，無選擇性要求。2.2 低壓配電線路故障特點(diǎn)短路和接地故障大多發(fā)生在末端

3、回路，大約占到90%以上，特別是插座回路更是如此，因?yàn)槭遣孱^、插座和移動(dòng)電器及其導(dǎo)線和接頭等較容易出現(xiàn)故障。就故障類型而言，接地故障多，相間短路少，前者約占80%-90%。3 低壓配電線路保護(hù)的選擇性所謂低壓配電線路保護(hù)的選擇性是指當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)中某一點(diǎn)發(fā)生過電流故障時(shí)，低壓配電保護(hù)電器會(huì)按照預(yù)先規(guī)定好的動(dòng)作次序有選擇性的動(dòng)作，不允許越級(jí)動(dòng)作，從而把由配電故障造成的停電范圍限制在最小范圍內(nèi)。我們由低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求可知，低壓配電線路采用的上下級(jí)保護(hù)電器動(dòng)作應(yīng)具有選擇性，各級(jí)之間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合。目前，低壓保護(hù)電器主要使用低壓斷路器和低壓熔斷器兩類。斷路器從選擇性來分，有非選擇型斷路器和選擇型斷路

4、器兩種。3.1 低壓配電線路對(duì)保護(hù)電器的選擇根據(jù)低壓配電線路的故障特點(diǎn)和低壓保護(hù)電器級(jí)間選擇性的配合情況，按照“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，對(duì)低壓保護(hù)電器的選擇要求如下：低壓主開關(guān)柜內(nèi)保護(hù)電器應(yīng)選用選擇型短路器；對(duì)于一般設(shè)備，一般配電柜內(nèi)保護(hù)電器宜采用熔斷器，因?yàn)槿蹟嗥飨蘖魈匦院茫瑑r(jià)格便宜，容易滿足選擇性要求。但如果供用電設(shè)備不多且偶然停電影響不太大時(shí)，也可選用非選擇型斷路器；終端配電箱內(nèi)保護(hù)電器通常選用非選擇型斷路器或漏電斷路器，以提高保護(hù)電器的靈敏度；對(duì)于重要設(shè)備，各級(jí)均宜采用智能型斷路器來確保級(jí)間選擇性的配合，提高供電可靠性。引起低壓配電線路過電流的原因是短路或過載（即過負(fù)荷）。短路大多

5、起因是線路的絕緣破壞而引起，過載則主要因用電負(fù)荷的盲目增加而引起。因此，低壓配電線路的保護(hù)一般分為短路保護(hù)和過載保護(hù)兩種。通常照明線路按過載保護(hù)要求選定保護(hù)裝置，而動(dòng)力線路則按短路保護(hù)要求選定保護(hù)裝置。下面簡要介紹熔斷器和斷路器的選型及參數(shù)整定。3.1.1 熔斷器的選擇熔斷器的選擇：熔斷器主要是選擇熔體的額定電流，并按短路電流檢驗(yàn)其動(dòng)作靈敏度和分?jǐn)嗄芰Α?. 熔體額定電流的整定對(duì)于照明線路，熔體的額定電流應(yīng)滿足下面關(guān)系： (1)式中，為線路的計(jì)算電流，為照明線路熔體可靠系數(shù)，取決于電光源起動(dòng)狀況和熔斷器特性。對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)回路，熔體額定電流應(yīng)滿足下面關(guān)系： (2)式中，為電動(dòng)機(jī)電流，為電動(dòng)機(jī)回

6、路熔體可靠系數(shù)，取決于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)狀況和熔斷器特性。的值在0.250.60之間。2.按短路電流檢驗(yàn)分?jǐn)嗄芰σ驗(yàn)橐话闳蹟嗥鹘?jīng)受四路達(dá)到?jīng)_擊電流時(shí)在0.01S熔斷，故應(yīng)滿足下式 (3)式中，為熔斷器的最大開斷電流，為回路的沖擊短路電流有效值。通常制造商提供熔斷器極限分?jǐn)嗄芰榻涣髦芷诜至坑行е担瑒t，為與回路功率因數(shù)有關(guān)的短路電流輻值系數(shù)。3.1.2 斷路器的選擇斷路器的選擇：斷路器是選擇其脫扣器的整定電流，選取的步驟與熔斷器大體相同。1.脫扣器整定電流的確定對(duì)于照明線路，脫扣整定電流，按下列公式確定： (4) (5)式中，、分別是長延時(shí)、瞬時(shí)脫扣器整定電流，而、是相應(yīng)這兩種脫扣器的可靠系數(shù)，通常取

7、1，取6。因?yàn)槊摽燮鞯念~定電流是按大于等于線路計(jì)算電流來確定的，所以其整定電流有可能大于額定電流。通常，斷路器的長延時(shí)過電流脫扣器做單臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)時(shí)，整定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇（或取其1.1倍）。如果采用瞬時(shí)（或短延時(shí)）保護(hù)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，脫扣器整定電流應(yīng)滿足下面關(guān)系: (6)式中，為相應(yīng)于瞬時(shí)（或短延時(shí)）脫扣器的可靠系數(shù)。2.按短路電流檢驗(yàn)分?jǐn)嗄芰?duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02S以上的斷路器（如DW型）必須滿足 (7)式中，為斷路器開斷電流（周期分量有效值），為被保護(hù)線路的三相短路電流周期有效值。對(duì)于動(dòng)作時(shí)間在0.02S以內(nèi)的斷路器（DZ型），必須滿足 （8）式中，為斷路器開斷電流(沖擊電流有效

8、值)，為短路開始第一周期電流有效值。3.2 低壓保護(hù)電器的靈敏性低壓保護(hù)電器的靈敏性是指保護(hù)電器在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時(shí)能可靠動(dòng)作。它直接決定了低壓保護(hù)電器動(dòng)作的可靠性，是反映低壓配電線路安全措施有效性的重要指標(biāo)。3.2.1 熔斷器的靈敏度根據(jù)低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求，在TN接地系統(tǒng)中，熔斷器切斷故障回路應(yīng)符合以下要求：第一，低壓配電線路或供給固定式電氣設(shè)備用電的末端線路不宜大于5s。第二，供給手握式電氣設(shè)備和移動(dòng)式電氣設(shè)備的末端線路或插座回路，不應(yīng)大于0.4s。1.按短路電流檢驗(yàn)動(dòng)作靈敏度為了使熔斷器動(dòng)作可靠，應(yīng)按下列檢驗(yàn)其靈敏性，即應(yīng)滿足 (9)式中，為被

9、保護(hù)線路段最小短路電流。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中為單相接地短路電流，在中性點(diǎn)不接地中為兩相短路電流。為熔斷器動(dòng)作系數(shù)（又稱靈敏系數(shù)），一般取4，有爆炸危險(xiǎn)均取5。 2. 按短路電流與熔斷器額定電流的比值整定當(dāng)短路電流與熔斷器額定電流比值滿足表一和表二要求時(shí)，即可認(rèn)為熔斷器靈敏度符合要求。熔體額定電流(A)4-1012-6380-200250-5004.5567表一 切斷故障回來時(shí)間不大于5s的最小比值熔體額定電流(A)4-1016-3240-6380-200891011表二 切斷故障回路時(shí)間不大于0.4s的最小比值3.2.2 斷路器的靈敏度1.按低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范整定低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定低壓斷路器保護(hù)

10、的靈敏度不小于1.3。在選用低壓斷路器時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)靈敏度的檢驗(yàn)，只需要檢驗(yàn)其短延時(shí)過電流脫扣器的動(dòng)作靈敏度即可。2.按短路電流檢驗(yàn)動(dòng)作靈敏度為了使斷路器可靠動(dòng)作，必須檢驗(yàn)其靈敏性，即應(yīng)滿足下式： (10)式中，為斷路器脫扣器的短延時(shí)或瞬時(shí)整定電流；為斷路器的動(dòng)作系數(shù)，取1.5。綜上所述，我們?cè)跈z驗(yàn)熔斷器和斷路器的動(dòng)作靈敏度時(shí)，采用了不同的動(dòng)作系數(shù)。熔斷器的動(dòng)作系數(shù)大而斷路器的動(dòng)作系數(shù)較小。這是因?yàn)槿蹟嗥骶哂蟹磿r(shí)限特性，過電流倍數(shù)越大，熔斷時(shí)間越短；而斷路器只要通過的電流大于瞬時(shí)或短延時(shí)脫扣器的整定電流，就會(huì)瞬時(shí)或短延時(shí)動(dòng)作，即動(dòng)作時(shí)間取決于斷路器本身的特性，而不取決于過電流的倍數(shù)，根據(jù)低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范要求斷路器的動(dòng)作系數(shù)大于1.3，只是考慮到可能出現(xiàn)的誤差而提出的可靠性系數(shù)。