工廠供電系統低壓配電保護電器的選擇

郇曉彤

【摘要】低壓配電保護器作為主要設備，為工廠電網的正常運行提供支持。在實際運行過程中，各種工況對低壓配電保護器的影響不可避免。為了保證供電過程的安全可靠，對于保護電器的選擇必須采取科學的措施以促進電網的正常運行。

【關鍵詞】低壓配電系統;故障防護;選擇保護電器【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、低壓配電系統中保護電器的類型及選擇

1.1低壓配電系統中保護電器的主要類型

1.1.1熔斷器

熔斷器是低壓配電系統中使用率最高的電氣設備，可以為低壓配電系統的安全保護提供堅實的保障，現階段，熔斷器對于電網保護及用電設備保護有著不可替代的優勢。因為低壓熔斷器一般都處在電氣設備的電器回路環境中，所以當電氣設備發生故障情況時，其能夠在第一時間內切斷電路，以免出現故障蔓延的重大事故，給人們的生命財產帶來不必要的損失。

1.1.2斷路器

斷路器是低壓配電系統中的一種開關設備，可以進行過壓電流、分段正常負荷電流及過負荷電流的傳輸工作，主要借助分斷短路電流來確保電氣設備的運行質量，使其安全性及穩定性都能獲得進一步提升。一般情況下，斷路器設備可分為開啟式和塑殼式兩種類型，其中開啟式斷路器具備安裝簡便、檢驗效果極佳的優勢，可在氣壓較大的環境中應用。而塑殼式斷路器則對斷路器自身有著明顯的保護作用，只需利用模壓材料制成的外殼就可以實現良好的保護功效，其應用環境必須在特定的電力系統環境中才能正常使用。

1.2低壓配電系統中保護電器的選擇

低壓配電系統中，保護電器的選擇是一項嚴謹而又科學的工作，必須根據低壓配電系統的故障特點來進行，也可以結合以下幾方面原則來選擇：其一，選擇低壓主開關柜內的低壓保護電器時，應盡量選用選擇型的斷路器，因為選擇型斷路器可為整體電路提供多種保障渠道，對于配電系統中保護電器的應用有著十分重要的保護作用。其二，在任何電氣設備中，其配電柜內的保護電器都應具備高效的限流性，并要保持最低的投入成本，這樣當供電設備少且發生停電的情況下，保護電器依然可以維持人們的正常供電需求，從而體現非選擇型斷路器的時效性和經濟性。

2、低壓配電系統中保護電器的應用現狀

應用相關的電器保護對工廠低壓配電系統的安全性提高具有重要意義。在低壓配電線路發生故障時，相應的保護電器能提供強有力的保護，從根本上防止故障的發生和傳播。目前，在低壓保護電器的應用中，很多工廠采用具有電力系統保護和控制的智能遠動合閘斷路器作為主保護電器，并選擇低壓主開關柜和終端用電設備的接線方式，充分保證各級斷路器的正常運行。但這種保護在運行時會涉及到各種配電設備和長距離敷設線路，會增加工廠的運行成本。另外，在配電網中，故障因素大多存在于終端電路或插座電路中，而保護電器的故障因素則是過載引起的安全事故，基本不會對終端配電箱內的保護電器造成影響。

3、低壓配電系統中保護電器的具體應用要點

3.1短路故障的保護要點

在配電網絡發生短路故障時，技術人員需要第一時間切斷故障線路。確保故障線路在線路允許極限溫度內切斷，以免給工人造成不必要的安全事故。此外，在實際短路過程中，工作人員應特別注意安全防護要點，并遵循以下原則。一是故障線路的熱穩定性試驗應滿足科學的保護標準，即絕緣導體芯的截面積、預期短路電流、電流工作溫度和動作持續時間應滿足相應的工作參數。二是由于熔體的反應時間較長，熔體電流的參考參數應根據導體的截面積和敷設線路的方向來確定，以保證短路故障時的電氣保護質量。此外，在斷路器的使用過程中，短路保護應采用二次計時和二次延時兩種方式，從根本上提高低壓保護電器的使用效果。

3.2接地故障的保護要點

接地故障保護可以主要通過TN接地系統或在以下條件下順利進行：一是接地電路的阻抗和電流小于相線相對的低標準電壓。二是通過延遲釋放整定電流，選擇符合接地故障要求的斷路器;在TN-C、TN-S等接地系統中盡量采用零序電流保護，TN-S接地系統設置剩余電流保護。

3.3線路故障的保護要點

低壓配電系統發生線路故障時，必須保證系統的可靠性，保護工作應盡可能在最小范圍內進行。因此，需要結合科學合理的配電網設計方案，選擇合適的保護方式，使線路保障數據的計算達到一定的準確性和嚴密性。此外，還應選擇相應的保護電器，使其額定電流、動作時間和動作電流均滿足線路保護的基準要求。

3.4配電線路的保護要點

對于配電線路，由于每條線路都具有精密的保護裝置，因此在低壓配電系統中必須設置保護裝置。首先，在設計過程中，每一條線都要從上到下進行調整和改進。其次，通過過載保護、接地故障保護、短路保護等技術手段，制定合理的線路設計方案，提高工廠配電線路的保護質量。

4、保護電器的選擇要求

4.1短路保護和保護電器的選擇

工廠用電設備多，線路復雜，很多線路使用時間長，甚至老化，容易發生短路事故。據不完全統計，短路故障是工廠電力安全的重要組成部分。因此，工廠必須徹底清潔所有電線、電器、開關等。清理各種舊線路，查找短路原因，制定相應的保護措施。短路故障的主要原因是各種供電線路絕緣老化和一段時間內電流過載。頻繁的短路事故不僅影響電氣設備，還會造成線路火災等危險情況。長期短路，熱效應積累，容易起火。短路時，保護電器起著關鍵作用，可以第一時間切斷短路電流，將可能發生的危險降到最低。因此，在選擇防護用品時，必須滿足以下條件：（1）具有較強的破斷能力。供電線路一旦發生故障，保護電器需要充分利用其斷電能力，在最短時間內做出保護響應，并斷開短路電流，避免短路故障對其他正常供電線路的影響。需要將短路電流控制在可控范圍內，對電氣設備進行保護，使電氣設備的基本性能達到保護的目的。（2）及時切斷。每個導體都有自己特定的溫度極限。如果短時間內超過極限溫度，很容易對導線造成不同程度的損傷。短路時，理論上溫度會急劇上升，這就要求保護電器及時識別超高溫現象，做出快速判斷，并在溫度達到臨界極限時及時進行保護，避免各種故障的發生。

4.2接地故障保護及保護電器的選擇

除短路外，接地裝置對配電系統的安全也至關重要。工廠實際生產過程中產生的多余電力可以送至地面，保證工人的安全，大大減少火災發生的可能性，保證工廠的經濟效益。所以，為了保證接地工作的質量，盡可能避免誤操作，就必須選擇一種接地裝置，使其最大限度地發揮其作用，有效地滿足低壓配電保護電器安全運行的實際需要。配電網系統一般說來，工廠供電系統中低壓配電設備在選擇保護電器時，應根據工廠的實際情況來確定保護電器的種類，最適當的保護電器能最大限度地發揮作用，保證電力系統的正常運行選擇，維持安全可靠的運行狀態。

4.3過負載電流的保護及保護電器的選擇

顧名思義，過載是指電流超過導體或電器的基本負載。過載會導致導體溫度在短時間內急劇上升，超過臨界值。如果溫度上升過快或超過臨界值，容易對設備本身造成損壞，絕緣和電氣接口最容易損壞。過載保護裝置在高溫對電氣設備造成嚴重損壞之前切斷過載電流。研究表明，在電力系統突發故障時，對電器的損害是非常大的，往往大于負荷造成的損害。這時，很大程度上就要靠保護裝置來發揮作用。

4.4工廠供電系統配電線路的選擇

在低壓配電系統中，每條線路都需要配備保護電器。因此，在安裝設計過程中，需要從上到下逐行檢查調整。主要有三種保護方式：過載保護、短路保護和接收保護。配電網本身具有保護功能，當配電網發生電流故障時，應根據原設定的相關動作選擇配電保護器，避免越權動作，最大限度地減小事故造成的斷電范圍，有效保證線路與質檢部門的良好配合。配電網可分為兩種類型：放射型與樹干型。根據配電網的實際情況和重要性，低壓保護電器可以分為三種類型：主開關柜、主配電柜和終端配電柜。

5、低壓配電保護電器的日常管理工作分析

5.1加強低壓配電保護電器的日常檢修工作

為了確保所選用的低壓配電保護設備的正常運行，對低壓配電保護設備的日常維護工作應從以下幾個方面進行：一是需要相關人員參與。針對低壓配電保護工作環境和具體設備運行情況，制訂維護保養計劃，確保低壓配電保護設備正常運行。在低壓配電保護裝置的管理過程中，有關人員要做好維護工作，反復維護低壓配電保護裝置，確保和提高低壓配電保護裝置的正常運行和低電壓、配電保護電器的工作效率。二是有關人員應根據實際使用情況，配置一套完整的低壓配電保護電器維修保護系統，并對后續低壓配電電器產品的維修保護時間作詳細記錄。

5.2加強對低壓配電保護電器管理人員的培訓

要加強對低壓配電保護電器維修人員的培訓，要做好以下幾方面的工作：一是工廠要加強和提高低壓配電電氣維修人員的專業技能和知識培訓。提高低壓配電保護裝置的維修工作效率，提高低壓配電保護裝置的使用效率，保證低壓配電保護電器的正常運行。二是廠領導要組織電力知識和行業政策法規方面的培訓，了解低壓配電設備的維護，了解工作中存在的問題，以提高管理水平。三是低壓配電保護電器產品維修工應加強對低壓配電保護電器產品的檢查，詳細記錄工作中遇到的問題。

結語：

綜上所述，目前我國工廠配置的低壓配電保護電器還存在很多問題，不能從根本上滿足電器保護的要求。如果出現故障，將直接影響整個工廠配電系統，給后續的維護工作帶來一定的困難。因此，必須保證電力系統在運行中的安全穩定，選擇合理的低壓配電保護電器。

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