工廠供電系統低壓配電保護電器的選擇研究

張永柏

【摘要】：介紹接地故障防護的意義及要求、低壓配電系統的接地型式及應用、TN系統和TT系統的故障防護、等電位聯結的實施及與接地的關系、保護電器的選擇與整定等方面內容，指出應從低壓配電系統的設計、施工安裝、電器產品質量和運行維護管理方面保證用電安全和供電可靠。

【關鍵詞】：工廠供電系統；低壓配；電保護電器；選擇

1、故障防護的要求

絕緣損壞或失效，使外露可導電部分帶電，歸納起來，應采取兩大措施。

1.1在規定時間內自動切斷電源

依靠保護電器（斷路器或熔斷器）的合理設置及正確整定。

1.2降低接地故障時外露可導電部分的接觸電壓

防電擊類別為Ⅰ類的電氣設備（實際上絕大多數為Ⅰ類），其外露可導電部分應連接PE線而接地。當發生接地故障時，如果不能在表1規定的時間內切斷電源，則故障電流在PE線上產生的電壓降，就是外露可導電部分對地的接觸電壓（見圖1），通常可達U0的 1/2 （當SPE=Sph時）或2/3 （當SPE= Sph時）；U0=220V的系統，此電壓接近110V或147V，遠遠大于安全特低電壓（SELV）。

注：SPE是PE線的截面；Sph是相線的截面。

措施是作等電位聯結，等電位聯結是降低接觸電壓的有效辦法。除此之外，對于下列情況，還需要增設附加防護措施：電流小于或等于20A的普通插座；電流小于或等于32A的戶外移動設備。附加防護采用剩余電流保護器（RCD），其額定剩余動作電流IΔn≤30mA，而且不能代替其他基本防護和故障防護措施。

2、低壓配電系統的接地型式及應用

2.1三種接地型式

TN接地型式：按PE和N導體的分合，又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種；TT接地型式：外露可導電部分的保護接地和電源的功能接地完全分開；IT接地型式。

2.2特點和故障防護要求

TN系統故障電流（Id）大，通常可用過電流保護電器（斷路器、熔斷器）保護。但遠離變電所，線路截面不大（如道路照明），Id可能較小，過電流保護電器難以滿足動作要求，需要采用RCD保護；TT系統故障電流小，通常不能用過電流保護電器，應采用RCD作保護；IT系統故障電流更小，僅為毫安級，其接觸電壓也小，可以帶故障繼續運行，而不切斷電源，但應發出報警；萬一發生第二次接地故障（異相），則應按TN系統（外露可導電部分共同接地時）或TT系統（各用電設備分別接地時）切斷電源。

2.3應用場所

建筑物（工業及民用）內一般用TN，并作等電位聯結；有變電所的建筑用TN-S；由建筑物外供電的，用TN-C-S，在等電位作用下，防電擊條件等同于TN-S，抗共模電壓干擾比TN-S更好；TT系統不像TN系統那樣通長的PE導體傳導故障電壓，TN依靠等電位降低接觸電壓，所以在難以作等電位聯結的戶外場所（如道路照明、庭院燈、施工場地）應采用TT系統；要求供電可靠，不能斷電的場所，適宜采用IT系統，如醫院手術室、消防用電、應急系統，還有礦井、鋼鐵等重要生產場所。

2.4應用場所

建筑物（工業及民用）內一般用TN，并作等電位聯結；有變電所的建筑用TN-S；由建筑物外供電的，用TN-C-S，在等電位作用下，防電擊條件等同于TN-S，抗共模電壓干擾比TN-S更好；TT系統不像TN系統那樣通長的PE導體傳導故障電壓，TN依靠等電位降低接觸電壓，所以在難以作等電位聯結的戶外場所（如道路照明、庭院燈、施工場地）應采用TT系統；要求供電可靠，不能斷電的場所，適宜采用IT系統，如醫院手術室、消防用電、應急系統，還有礦井、鋼鐵等重要生產場所。

2.5變電所低壓側PE的連接

變電所低壓側中性點不能直接接地；應引出一條導體，實為PEN導體，連接到低壓配電屏，該PEN導體必須對地絕緣；對于兩臺或多臺變壓器的變電所，各變壓器中性點引出的PEN導體應在低壓屏上連接后，從PEN導體的一點接地，引出PE導體，該PE導體可以多點接地。

結語

只有始終保持充足的電力供應，工廠才能進行日常的生產活動，選擇合適的低壓配電保護電器能夠為工程提供穩定的電力供應，降低了事故發生的可能，進一步提升工廠的經濟效益，促進工廠的發展。

【參考文獻】：

[1]唐韜.工廠供電系統低壓配電保護電器的選擇[J].安徽科技，2014（4）：52-54.

[2]謝海涵.工廠供電系統低壓配電保護電器的選擇[J].中國新技術新產品，2015（9）：54-56.

[3]中國機械工業聯合會.GB50055-2011通用用電設備配電設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2012（14）：66-68.