探討如何設計低壓配電線路的保護系統

摘要：現在科學技術的進步，意味著無論是哪一行的施工技術都存在著逐漸地更新與提升的空間。那么對于工廠而言，工廠的供電設計，必須緊密結合各工廠的特點進行，尤其是低壓配電系統，應該充分考慮工藝流程和環境特點等諸多因素。本文主要就低壓配電設計有關規范中對于保護及選擇性的規定進行闡述，并分析了關于低壓保護電器的整定以及選型工作，找出了目前配電低壓線路在設計過程中常見的問題。

關鍵詞：配電系統 設計 低壓配電 線路 保護

雖然人們所研究出的科學技術在不斷地進步，但是對于低壓配電線路來說，若其間一步出現任何的差錯，都有可能引發巨大故障，同時也會對人身安全構成一定的威脅，或者由于線路發熱而造成損毀電氣設備甚至引發火災事故，必須對配電線路采取防范手段，以確保安全用電和線路的安全。因為低壓配電線路在建筑物及其附近到處都有，非常容易出現故障，并且很多非專業人員會接觸到，所以這種防范措施就顯得尤為關鍵。最基本的防范措施便是通過在各級配電線路安裝設置保護電器，以確保在電路出現故障時，可以及時將故障電路斷開。這種保護應當滿足低壓配電設計的有關規范的要求。

1.設計的有關依據

目前為止，我們的低壓配電線路的保護所依據的技術規范是《低壓配電設計規范》（GB50054—95），該技術規范對電路在出現幾種主要類型的故障時的保護作出了規定。低壓保護電器通常選用低壓熔斷器以及斷路器兩種類型；斷路器的分類有選擇型斷路器（包括短延時脫扣器與定時限脫扣器）與非選擇型斷路器（包括瞬時脫扣器與反時限脫扣器）兩種類型。所以各級配電線路不但應當設置安裝保護電器，而且整定參數必須正確，以確保在要求的時間之內能夠將故障電路斷開；同時應當有選擇性地將電路斷開，也就是要求保護電器動作必須在與故障點最靠近的位置，但是它的上級保護電器并不動作，從而確保切斷電路影響的范圍降到最低。

2.保護低壓配電線路的有關要求

（1）電路出現故障的時候可以自行將故障電路切斷，其故障的類型包括如下三種。其一，因短路造成的故障：保護電器自行斷開。其二，超過額定負載：保護電器自行斷開或者報警。上面兩種類型都是過電流保護，主要是為了預防導體過熱，在升高到最高規定溫度以前將其斷開，以預防電纜（導線）損毀，甚至引發火災。其三，出現接地故障：保護電器能夠在規定要求的時間內斷開，除了能夠預防電線過熱之外，更關鍵的是能夠預防間接接觸電擊。（2）應當選擇性將電路斷開。出現故障的時候，希望與故障點靠近的位置實施保護電器的動作，但是各個上級的保護電器并未動作，以確保非故障的電路能夠連續供電，盡量減少停電的影響范圍。這是保證供電工作過程中最容易忽視的，同時也是配電低壓保護系統最容易出現誤操作的問題。（3）通用用電設備的有關設計規范中的規定要求：系統正常運行以及設備正常開動過程中保護電器不能動作。

3.保護電器整定以及選型務必處置的兩大問題

設備出現故障的時候保護電器必須動作以及起動的時候不能動作。前者說明該值不允許過高，尤其是距離配電電力變壓器比較長的線路，問題將會更加凸顯。后者說明保護電器的整定電流不允許過低，尤其是對于那些功率比較大、直接開動的鼠籠式的電動機。

出現接地故障的時候保護電器必須在規定的時間之內斷開以及對上級的保護必須選擇性的斷開。前者規定必須在極短的時間斷開，而后者規定斷開的時間不能太短，應當留夠等待下級保護電器實施動作的時間；一般采取反時限保護或者上一級有短延時脫扣器的電器設備。

4.保護電器具有選擇性的動作能夠確保供電的連續性

4.1供電的連續性要求

（1）當前社會的快速發展對于供電的連續性要求非常高。一些特殊的保供電任務，比如奧林匹克運動會、世界博覽會等，一些對于安全防護要求嚴格的生產工藝流程和重要裝置，鐵輪場站以及民航等重要的交通樞紐，水、電、氣的供應與信息通信中心、計算機網絡中心、金融貿易中心等，這些對于供電的連續性要求非常高，所以，在配電設計過程中務必進行考慮充分。（2）對供電的連續性產生影響的原因比較多，比如主電網供電的穩定，變配電系統設備的故障問題，天氣狀況的影響，遭受外力破壞等，許多因素是很難避免的，有些甚至是無法抗拒的因素。但是針對保護電器由于非選擇性動作導致的斷電，通過科學合理的配電設計是可以規避的，或者得到有效的改進。

4.2保護電器的合理選型與參數整定的方法

為確保上下級保護電器的動作具有選擇性，應當采取如下選型。

（1）選擇熔斷器。選擇的熔斷器應當滿足國標（GB13539.1）的要求，其反時限電流保護動作特性可以較好地確保上下級之間的動作具有選擇性。

（2）上級選擇的選擇型斷路器帶有短延時脫扣器，只需對短延時脫扣器的延時時間以及額定電流進行合理整定，就可以確保其具有選擇性。

4.3目前配電設計過程中常見的問題

（1）目前設計過程中普遍存在的不合理因素是選擇高級別的非選擇型斷路器，一旦末端出現比較高的故障電流的時候，容易造成一級或者多級斷路器不能選擇性斷開，這是亟需加以解決的問題。

（2）選擇的選擇型斷路器太多，甚至在線路的電流只有數十安電流的情況下，也選擇了價格十分昂貴的選擇型斷路器。

（3）選擇的選擇型斷路器的參數整定錯誤，比如上級短延時脫扣器的額定電流過低，甚至比下級斷路器的瞬時脫扣器的額定電流還要低，或者上級瞬時脫扣器的額定電流過低，這些均會對選擇性動作造成破壞。

5.結語

結合以上所述種種，任何工廠的配電設計，都有其自身的特點，我們不僅僅是需要參照有關設計手冊，遵循相應的規程規范，而且在細則問題上，還必須面對各類工廠的特殊情況，具體問題具體分析。只有在實踐中不斷加以總結、分析、歸納、提高，得出一些具體的指導原則，才能使我們在今后的工作中運用自如，效率倍增。而當前在各種工業設計過程中對于各級別的保護電器大部分選擇斷路器，而各級別保護電器的選擇性配合情況以及靈敏度規定卻很容易被忽略，造成低壓配電線路的可安全穩定性大大下降。這些問題應當引起高度重視，以保證配電低壓供電的安全穩定性。