1、低压配电设计规范条文说明第二章 电器和导体的选择第一节 电器的选择第 2.1.1 条 国家现行的有关标准是指国家标准、行业标准和企业标准。通常，行业及企业标准都不低于国家标准，一般比国家标准更全面具体。所选电器首先满足国家标准，但若有行业标准，也应当满足其要求。所选电器的额定电压、额定电流、额定频率应与所在回路的标称电压、计算电流及额定频率相适应。只要电器能正常工作就不必要求与所在路标称电压及频率完全一致，因为电器可在偏离标称值或额定值一定范围内正常工作。第 2.1.4 条 在我国，对额定电压 1000v 以上的高压隔离电器，因误操作能引起严重事故时，采用隔离电器与带负荷断开所在回路的电器相连
2、锁。但对低压线路，尚未严格采取此项措施，本条在实际使用中留有一定的灵活性，当考虑到安全、方便及节约投资等诸因素后，可采取连锁措施，也可采取加强监护等其它措施。第 2.1.8 条 操作电器是为完成一定功能而对有负荷电流的回路进行关合、断开或切换的电器，它包括负荷开关、断路器、接触器、半导体电器等，为操作安全，不得利用隔离电器、熔断器及连接片等作为操作电器。第二节 导体的选择第 2.2.3 条 导体长度超过 5m 时，中心区的热量不易沿两端散掉，因此当冷却条件最坏处的长度超过 5m 时，则应按该段条件选择导体。在实际设计与施工中，经常遇到直埋电缆过马路穿管保护，且保护管长度超过 5m，若全路段电缆
3、载流量都按穿管段考虑，势必增大全路段电缆的截面，从而造成投资增加，若经过技术经济比较后，可采用只对该段线增大截面或其它措施。第 2.2.6 条、第 2.2.7 条 在 tn 系统中，中性线可流过不平衡电流及谐波电流，当回路中接有大量的气体放电灯、可控硅用电设备及三相负荷严重不平衡时，中性线中电流的有效值有可能接近或超过相线电流。第 2.2.8 条第 2.2.12 条 为了提高保护线的可靠性，采用国际电工委员会的标准。tn 系统在此系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过 pe 线与该点连接。其定义应符合现行国家标准交流电气装置接地设计规范的规定。tns 系统在 tn
4、 系统中，整个系统的中性线与保护线是分开的，见图 2.2.12-l。tncs 系统 在 tn 系统中，系统中有一部分中性线与保护线是合一的，见图 2.2.12-2。tnc 系统 在 tn 系统中，整个系统的中性线与保护线是合一的，见图 2.2.12-3。图 2.2.12.1 tns 系统，整个系统的中性线与保护线是分开的图 2.2.12-2 tn-c-s 系统， 系统中有一部分中性线与保护线是合一的图 2.2.12-3 tn-c 系统，系统中有一部分中性线与保护线是合一的第三章 配电设备的布置第一节 一般规定第 3.1.5 条 落地式配电箱底部的适当抬高是为了防止水进入配电箱内和便于施工接线。
5、底部抬高后还应将底座四周封严，以防止鼠、蛇类等小动物入箱内裸导体上引起短路事故。例如某大酒店厨房用的落地配电箱底部抬高后未封严，老鼠钻进箱内，爬在母线上造成短路。第 3.1.6 条 本条的规定是作为增强一级负荷配电可靠性的措施之一，当没有一级负荷的母线发生故障引起火灾时，有一级负荷的母线可存有隔断而不直接受到影响或少受影响，隔断可以用防火材料的隔板，也可是隔墙，隔墙是整体时，墙上开通行门洞。第 3.1.7 条 防止电工在柜(屏 )顶进行维修工作时，误跨触到邻近的屏（柜 )顶上的裸带电母线而造成电击事故。第 3.1.8 条 根据过去设计的经验和调查，许多工业企业的供配电系统，由单台变压器供电的低
6、压电屏并排排列的长度一般不超过 6m，屏后的通道只有一个出口，已能满足安全运行的要求，且使于建筑形式的布置，当电屏的长度超过 6m 时，屏后通道宜设两个出口；以便于维修工作和事故时人员逃离事故点。第 3.1.9 条 有的开关在屏后操作，因此屏后的通道要适当加宽，以便于操作和维修工作的进行。由于这种操作不是经常性的，屏后通道不能完全按屏前操作维护通道一样的要求。第二节 配电设备布置中的安全措施第 3.2.1 条 防直接电击事故有许多种保护办法，如采用安全低压配电、限制放电能量、裸导体包绝缘材料、采用遮盖物、将裸导体置于伸臂范围以外的保护等。本节所定的安全保护措施主要是采用遮盖物和外罩以及加大人与
7、裸带电体之间的距离等办法，以防止人无意识地触及带电体。第 3.2.2 条 本条采用国际电工委员会标准 iec3644 的规定，不需直接电击保护的安全电压是交流 25v。根据国标外壳防护等级分类(gb4208-84)的规定，ip2x 级的防护，能防止直径大于12mm 的固体异物进入防护壳内；能防止手指或长度不大于 80mm 的类似物触及壳内带电部分或运动部件。第 3.2.3 条 所谓可靠地固定是指防护物不能随便被移动或被无意识地碰倒，具体做法由设计者定。第 3.2.4 条 本条是采用国际电工委员会标准 iec364-4 的规定，主要是为了使防护物能起到可靠的保护作用 ，加强可靠性 ；具体采用哪一
8、种措施较合适则要依据实际情况而定。第 3.2.6 条 容易接近的遮盖物的顶部防护等级要求较高，因顶部容易掉进异物，如短段金属线，垃圾块及小金属零件等等，故防护等级要求较高。ip4x 级的防护，是能防直径(厚度)大于1mm的固体物进入防护壳内。第 3.2.7 条 阻挡物也是防止人体无意识地接近带电部分或在设备正常运行时无意识地触及带电部分，阻挡物的设置与制作的要求没有遮盖物那样严格，一般是作为简易的防护措施，但也应起到防直接电击的保护作用。第 3.2.8 条 本条采用国际电工委员会标准 iec364-4 的规定。按防护外壳的分级，低于 ip2x 级的有 ip0x 和 ip1x 两级，ip0x 级
9、为无防护级，即没有专门的防护；ip1x 级是防止直径大于 50mm 的固体异物进入带电体的防护壳内。因此，防护等级低于ip2x 级的阻挡物时，计算人的伸臂范围则应从阻挡物算起。第 3.2.9 条 人在工作时，有时手中握有导电的金属工具，因此当计算此种情况的伸臂范围时应加上手执工具的长度。第 3.2.10 条 根据我国情况一般人的举手高度在 2.2m 左右，在屏前通道内，因通行的人后多，且并非全是经过训练的电工，故在举手高度上再加 0.3m 的安全距离，规定屏前裸导体的高度为 2.5m。通行的人少，一般为经过训练的电工，所以安全距离考虑为 0.1m，高度定为 2.3m。第 3.2.11 条 本条
10、规定 2.5m 的安全高度的说明同前所述。阻挡物与裸导体间距定为 0.8m，是考虑人的手臂长一般不大于 0.75m。我国人体平均身高为男 1.631.69m ，女为 1.531.58m，男女不高超过 1.31.4m。为了防止人的身体前倾后伸臂触电，将阻挡物高度定为 1.4m。第三节 对建筑的要求第 3.3.1 条 根据低压配电装置室的性质和防火规范的一般要求而定。由于三级耐火等级的屋顶承重结构为燃烧体不防火，不够安全，条文中规定将屋顶承重结构改为不低于二级耐火等级。第 3.3.2 条 主要是考虑当室内发生事故时，现场人员容易逃离事故地点，同时也便于救护人员接近现场，平时使用也较方便。有的配电室
11、是分楼下和楼上两部分布置的，其内部有楼梯上下相通，楼下部分有通向室外的门，但这还不够，楼上部分也应有通往室外走道或楼梯间的安全门，当楼上或楼下发生火灾或其它事故时，楼上的人员可直接从楼上逃至室外。第 3.3.3 条 配电室的电气设备和元件不是密封的，容易积灰造成事故，另外观察表计也要较明亮的光线，因此要求配电室的环境清洁、明亮，因此土建设计要注意不使用易有灰的装修材料，使室内少积灰和光线明亮。另外，有时为与整个建筑群体协调，配电室内的装修标准宜相应的提高，如高级酒店和高级科研机构的建筑物内的配电室可提高装修标准，如采用水磨石地面，油漆墙面，顶棚加吊顶等。第 3.3.4 条 配电室内的电缆沟距户
12、外较近时和在地下水，位较高的地区，沟内容易渗水，因此土建应采取防止渗水的措施。另外在电缆管道穿过墙基处，若管口及其周围密封不严实，户外地下水也容易由管口处流入地沟。地沟底部应有一定的坡度，当沟内有水进入时，可以使其流至一端设法排出，经常容易进水的电缆沟内，必要时还应做集水坑，以便将水抽出。第 3.3.5 条 有的电气元件，如继电器、熔断器、仪表、导线、照明光源等，对使用的环境温度有一定的要求，否则就会影响正常的工作，因此在严寒地区和炎热地区应考虑合适的室温问题。有人值班的配电室应保证人正常工作的室温和照明，必要时，还需考虑应有的生活设施，如给水、排水，厕所等设施。第 3.3.6 条 在高层建筑
13、内通常将配电室设于地下室或楼层内，且位置较偏僻，因此一定要考虑到安装时和建成后维修时的运输通道问题。设计时要向土建设计提出要求，不能只考虑安装时的运输，还应考虑在建筑物建成后，正常使用时配电设备出故障运出维修的可能，后者常常容易为设计人员所忽略。地下室的通风一般不好，必要时配电室应设机械通风，还应有紧急照明系统，保证事故停电时，有可靠的安全照明。第 3.3.7 条 鼠、蛇类等小动物往往能从密合不严的门缝和通风孔爬入室内，因此配电室的门窗应密合，并应在通风孔上装设遮护网。ip3x 级防护标准是能防止直径大于 2.5mm 的固体异物进入的，如遮护网的网孔较大时，南方地区蛇类较多，蛇容易穿过网孔爬入
14、室内，造成事故。因此规定遮护网的防护等级为 ip3x 较可靠。第四章 配电线路的保护第一节 一般规定第 4.1.1 条 为防止人身电击，应分别采取措施来防止两种情况的电击。一种称为防止直接接触带电体的保护(简称为防直接接触保护或防止直接电击保护）、这是指电气线路和设备在正常工作情况下，人身直接触及其带电体造成的伤亡事故；另一种称为防止间接接触带电体的保护(简称防间接接触保护或防间接电击保护）。这是指电气线路和设备的外露可导电部分，在正常情况下它们是不带电的，在故障情况下，由于绝缘损坏导致电气设备外露可导电部分如外壳带电，当人身触及带电外壳时，会造成伤亡事故。用于防止触及故障情况下带电的电气线路
15、和设备的外壳、套管或其它外露可导电部分引起的伤亡事故的保护就称为防间接电击保护。本章所涉及的就是这种防间接电击保护。第 4.1.2 条 配电系统上下级保护电器的动作应具有选择性。以往由于我国保护电器的性能较差，在低压配电系统中要做到是有困难的。目前低压电器发展较快，熔断器、断路器的更新换代产品的特性已有很大的改善。例如按新标准生产的熔断器（nt 型等)选择比为 1：1：6，具有三段保护的断路器也能大量生产，目前配电系统要做到选择性已具有一定条件。但是考虑到低压配电系统量大面广，低压配电系统要做到完善的选择性还有困难。因此本条规定是保证重点，即保证重要负荷不间断供电，对于一、二级的非重要负荷允许
16、无选择性切断。第 4.1.3 条 供给电动机、电焊机等用电设备的末端线路，除符合本章一般要求外，尚有用电设备的特殊保护要求，应符合国家标准通用用电设备配电设计规范（gb5005594)的规定。第二节 短路保护第 4.2.2 条 公式 4.2.2 是校验芯线温度是否因短路而超过极限温度从而使绝缘软化的基本公式，计算系数 k 考虑了芯线的物理特性，如热容量。（j/mm3)、电阻率、导热能力等，以及短路时的初始温度和最终温度(这两种温度取决于绝缘材料)，此式还考虑了芯线截面、短路电流以及短路电流作用的持续时间等因素。式 4.2.2 中的 k 值依下式计算:k=式中 qc芯线材料的体积热容量。（j/m
17、m3)；b芯线材料在 0时的电阻率温度系数的倒数( )；20芯线材料在 20时的电阻率（.mm)；qi芯线的起始温度( )；qf芯线的最终温度( )。其值如表 4.2.2-1、表 4.2.2-2:k 值常用数据表 表 4.2.2-1芯线的起始、最终数据表 表 4.2.2-2当短路持续时间小于 0.1s 时，短路电流的非周期分量对热作用的影响显著，这种情况应校验k2s2i2t 以保护在电器切断线路前，导体能承受包括非周期分量在内的短路电流的热作用。当短路时间大于 5s 时，部分热量将散到空气中，校验时应计入这一因素。第 4.2.3 条 按低压断路器(jb1284-5)规定，保证断路器脱扣的电流为
18、短路电流整定值的 120%，再考虑计算误差等因素。第三节 过负载保护第 4.3.1 条 电气线路短时间的过负载(如电动机起动) 是难免的，它并不对线路造成损害。长时间不大的过负载将对线路的绝缘、接头、端子造成损害。绝缘因长期超过允许温升将因老化加速缩短线路使用寿命。严重的过负载(例如过负载 100%)将使绝缘在短时间内软化变形，介质损耗增大，耐压水平下降，最后导致短路，引起火灾和其它灾害，过负载保护的目的在于防止后一种情况的发生。第 4.3.2 条 本条中列出了可不装过负载保护的几个例外情况，其中第二款系指不论负载多大，由于受电源本身容量的限制不可能使线路过负载，例如为防人身电击，经小容量隔离
19、变压器引出的线路，自小容量太阳能电源引出的线路等。第 4.3.3 条 被保护线路导体的热承受能力一般呈反时限特性，与之相适应，过负载保护电器的时间一电流特性也宜为反时限特性的。第 4.3.4 条 关于过负载保护的两个条件，式 4.3.4-1 不需解释，式 4.3.4-2 系 iec 试验得出。式中 i2 为规定时间内的最小熔化电流或断路器的最小脱扣电流，此值应小于导体载流量的 1.45倍，此时保护电器能对导体起过载保护作用。这些电流和时间的数值在熔断器和低压断路器标准中均有规定。根据 jbll.1- 85-5.6.3 标准，过电流选择比为 1.6：1 的“g”熔断体( 见 jb4011.1-8
20、5-7.2.7)，其约定时间和约定电流列于表 4.3.4-1。过电流选择比为 221 的“g”熔断体，其约定时间和约定电流由其它部分规定。“g”熔断体的约定时间和约定电流 表 4.3.4-1注: 额定电流小于 16a 的 “g”熔断体的约定时间和约定电流在其它部分规定。“gm”熔断器，in 值为熔断体的额定电流。jb4011.1-85-8.4.3.5 约定的电缆过载保护（仅对“8g”熔断体）验证（见表 4.3.4-2）。为了验证熔断体能保护电缆防止过载，熔断体应经历下面的约定试验，每只熔断体安装在其合适的熔断器支持件或安装在 8.4.1 规定的试验架（设备）上，但提供表 11 规定截面积的铜导
21、线。熔断器及连接的导线应以熔断体的额定电流进行预热，预热的时间等于约定时间，然后将试验电流增加到 1.45iz 值（in 见表 1.1 规定）。熔断体在小于约定时间内熔断，此试验可在降低的电压下进行。注：如果 1.45in 大于约定熔断电流，则不需要进行此试验。约定电缆过载保护试验表 表 4.3.4-2用作直接起动电动机的断路器各极同时通电时的反时限断开动作特性见表 4.3.4-3。用作直接起动电动机的断路器各极同时通电时的反时限断开动作特性表 表 4.3.4-3注：当三极过电流脱扣器仅由二极通电时,y 栏中规定的最大电流值应增加 10%。必须注意此处的保护电器和电线电缆为近年我国采用 iec
22、 标准后的产品，如dw15、me、ah、dz15、dzx19、dz20 、dz25、hb 断路器等和 rt12、rt15、rt14、rt17、rl6 熔断器等。应该说明此二式只适用于大倍数过载的验算，小倍数过载(如 5%或 20%的过载）在国际上尚在研讨中，没有作出规定。此二式中有关的名词定义和技术数据详见附录及有关产品标准。式 4.3.4-2 中的 i2，当为封闭式熔断器时，因熔断器产品的标准测试设备的热容量比实际使用中的热容量大许多，即测试所得的熔断时间较实际使用中的熔断时间为长，这时 i2 乘以 0.9 的系数，如 if=1.6in，则i2=0.9if=0.91.6in=1.44in，而
23、式 4.3.4-2 要求 i21.45iz，得 iniz。我国产品标准中尚未列出半封闭式熔断器(如瓷插式熔断器) 的技术数据，条文中对此种熔断器未作规定。按英国电气装置规程(1981 年第 15 版) 半封闭式熔断器 (bs3036)的 in 与 iz 的 a值取为 0.725，可供参考。第 4.3.5 条 线路的过负载毕竟还未成短路，短时间的过负载并不立即引起灾害，在某些情况下可让导体超过允许温度运行，也即牺牲一些使用寿命以保证对某些负荷的供电不中断，如消防水泵之类的负荷，这时保护可作用于信号。第四节 接地故障保护第 4.4.1 条 接地故障是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，它包括
24、相线与大地、pe线、pen 线、配电和用电设备的金属外壳、敷线管槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、通风等管道以及金属屋面、水面等之间的短路。接地故障是短路的一种，自然需要及时切断电路以保证线路短路时的热稳定，不仅如此，若未切断电路，它还具有更大的危害性，当发生接地短路时在接地故障持续的时间内，与它有关联系的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压，此电压可使人身遭受电击，也可因对地的电弧或火花引起火灾或爆炸，造成严重生命财产损失。由于接地故障电流较小，保护方式还因接地型式和故障回路阻抗不同而异。所以接地故障保护比较复杂，国际电工标准和一些技术先进国家对它都很重视，作
25、出具体规定。条文中电气设备使用特点是指设备是固定式还是手握式、移动式，导体截面在许多情况下决定故障回路阻抗，故列为需协调配合的一个方面。第 4.4.2 条 切断故障电路是防人身间接电击的措施之一，但不是唯一的措施。如技术经济上不可能不合理时，还有其它措施可采用。采用其它措施后仍需切断故障回路，但这仅是为了防电气火灾等其它灾害。第 4.4.3 条 按防电击保护的分级电气设备共分 0、i、四类，详见电气安全名词术语(gb4776-84第 3.3.23.3.5 条规定。人体受电击时安全电压限值 ul 为 50v 系根据国际电工委员会标准 iec4794 的规定。正常环境下当接触电压不超过 50v 时
26、，人体可接触此电压而不受伤害。但为消除火灾危险 iec4791 标准将切断接地故障电路的最大时间值规定为 5s，详见本规范第 4.4.6 条的说明。第 4.4.4 条 单一的切断接地故障保护措施因保护电器产品的质量、电器参数的选择和其使用中的变化以及施工质量、维护管理水平等原因，其动作并非完全可靠。且保护电器尚不能防止由建筑物外进入的故障电压的危害，因此 iec 标准和一些技术先进的国家都规定在采用此种保护措施时，还应采取本条所规定的总等电位联结措施，以降低人体受到电击时的接触电压，提高电气安全水平。条文中第三款对建筑金属构件的联结未作硬性规定，这是由于第二款中的金属管道与此等构件系指楼板钢筋
27、，已有多处的自然接触而连通，而建筑金属构件的人工联结有时比较困难的缘故。图 4.4.4 所示的建筑勃作了等电位联结和重复接地，图中 t 为金属管道、建筑物钢筋等组成的等电位联结，bm 为总等电位联结端子板或接地端子板，zh 及 rs 为人体阻抗及地板、鞋袜电阻，ra 为重复接地电阻。由图可见人体承受的接触电压 uc 仅为故障电流 id 在 a-b 段 pe 线上产生的电压降，与 rs 的分压；b 点至电源的线路电压降都不形成接触电压，所以总等电位联结降低接触电压的效果是很明显的。总等电位联结藉提高地电位和均衡电位来降低接触电压，它不是一项可有可无的电气安全措施。下面规定 tn 系统手握和移动式
28、电气设备供电线路切断故障回路时间限值为 0.4s，即是考虑了总等电位联结的作用而规定的。iec 标准和一些技术先进国家的电气规范都将总等电位联结列为接地故障保护的基本条件。图 4.4.4 总等电位联结作用的分析第 4.4.5 条 总等电位联结固然能大大降低接触电压，如果建筑物离电源较远，建筑物内线路过长，则过电流保护动作时间和接触电压都可能超过规定的限值。这时应在局部范围内作辅助等电位联结，图 4.4.5-1 为其中一例。图中双手承受的接触电压 uc 为电气设备 m 与暖气片 ra 之间的电位差；其值为 a 梑 b 梒 c 段 pe 线上的故障电流 id 产生的电压降,由于此段线路较长,电压降
29、超过 50v,但因离电源远,故障电流不能使过电流保护电器在 5s 内切断故障。为保证人身安全应如图虚线所示作辅助等电位联结。这时接触电压降低为 ab 段 pe 线的电压降,其值小于安全电压限值50v。实际上,由于辅助等电位联结后故障电流的分流使 ra 电位升高 ,接触电压将更降低。也可将图中的 ra 与 m 直接连接,如图 4.4.5-2 虚线所示,这时人体承受的接触电压仅为故障电流的分流在 r 与 m 间等电位联接线 de 上产生的电压降,显然此值将小于 50v。图中 bm 和 bl 分别为总等电位联结和辅助等电位联结端子板。图 4.4.5-1 辅助等电位联结图 4.4.5-2 辅助等电位联
30、结作用的分析之一 作用的分析之二上例说明辅助等电位的目的在于使接触电压降低至安全电压限值 50v 以下,而不是缩短保护电器动作时间。为使接触电压不超过 50v,应使:idr50v此处,r 即公式 4.4.5 中的 r,也即图 4.4.5-1、图 4.4.5-2 中的 a-b 和 d-e 线段电阻,故障电流 id应大于或等于式 4.4.5 中的 ia,故:iar50vr 50/ia第 4.4.6 条 本条按 iec 标准 364-4-41 的规定对两个系统分别作出规定。式 4.4.6 是保证保护电器在规定时间内切断故障的电流。这可作如下说明:接地故障电流 id=u0/zsidiau0/zsiaz
31、siau0zs 包括变压器阻扰和自变压器至接地故障处相线和 pe(pen)线的阻抗。因 tn 系统接地故障电流大,故障点一般被熔焊,故障点阻抗可忽略不计。第 4.4.7 条 对供电给固定式设备的末端线路切断故障的时间规定为不大于 5s,这是因为使用它时设备外露导电部分不是被手抓握住,发生接地故障时不论接触电压为多少它易于挣脱,也不易出现在发生接地故障时人手正好与之接触的情况。5s 这一时间值的规定是考虑了防电气火灾以及电气设备和线路绝缘热稳定的要求,同时也考虑了躲开大电动机起动机起动电流以及当线路长、故障电流小时保护电器动作时间长等因素,因此 5s 值的规定并非十分严格。本条第一款对 5s的规
32、定采用了“宜” 这一严格程度用词。供电给手握式和移动式电气设备的末端配电线路,其情况则不同。当发生接地故障时, 人的手掌肌肉对电流的反应是不由意志的紧握不放,不能迅速脱离带电体,从而长时间承受接触电压。按 iec 标准 479-1 规定的数据如不及时切断故障将导致心室纤颤而死亡。另外,这种设备容易发生接地故障,而且往往在使用中发生故障,这就更增加了危险性。iec 标准 364-41 修改文件规定,各级电压的手握式和移动式设备供电线路切断故障的允许最大时间为一相应的定值。对于220/380v 的电气装置,此时间值为 0.4s,确定此值时已计及了,总等电位联结的作用、pe 线与相线截面自 1：3
33、到 1：1 的变化,以及线路电压偏移等影响。这一修改大大简化了设计工作。第 4.4.8 条 为进一步简化设计,按熔断器产品标准 jb4011 提供的刀型触头式、螺栓连接式、圆筒型帽式、螺旋式熔断器数据规定了接地故障电流 id 与熔体额定电流 in 的最小比值,如规范条文中表 4.4.8-1、表 4.4.8-2 所示。第 4.4.9 条 如果在 tn 系统中 ,一配电盘既供电给固定式设备,又供电给手握式和移动式设备,当固定式设备发生接地故障时,因 tn 系统内 pe 线连通整个电气装置,故障引起的危险对地电压将通过它蔓延到所有手握式和移动式设备的金属外壳,而固定设备切断故障电路的时间允许达 5s
34、,这给正在使用手握和移动设备的人带来很大危险。为保证安全,固定式设备也需按不大于 0.4s 的要求切断电路,其结果是不少线路将放大线芯截面,第 4.4.9 条规定了另外两个解决办法,其一是使自配电盘至总等电位联结回路一段 pe 线的阻抗不大于 50/u0zs。这可用图 4.4.9 来说明。图中固定设备 m 发生接地故障,其故障电压沿 pe 线蔓延至移动式设备上。人体承受的预期接触电压等于图中 pe 线上 mn 段的电压,其值要求不大于 50v。设 zs 为故障回路阻抗,id 为接地故障电流,u0为相线对地电压,zmn 为 pe 线上 mn 线段的阻扰,umn 为 m 梟 n 段电压降,则应使u
35、mn=zmn/zsu050v或 zmn50/u0zs另一措施是将在该局部范围内作局部等电位联结,以消除或降低外露可导电部分的电位,如图中虚线所示。也可将设备外露可导电部分与装置外可导电部分用等电位联结线直接相连。图 4.4.9 pe 线回路阻抗分析第 4.4.10 条 用一般的过电流保护(熔断器、低压断路器) 兼作接地故障保护最为经济简单 ,应优先采用。如过流保护不能满足式 4.4.5 要求时,采用漏电电流保护最为有效,但必须设置专用的pe线,其费用较大,施工麻烦。如果零序保护灵敏度足够,为节约投资,可采用零序保护,其缺点是需躲过不平衡电流,与漏电保护相比灵敏度不够高,且不能用在单相配电线路上
36、,iec 标准已不列入零序保护,但从我国技术水平、经济条件和设计习惯考虑,仍列入规范中。第 4.4.11 条 tt 系统的故障回路阻抗包括变压器相线和接地故障点阻抗以及外露导电体接地电阻和变压器中性点接地电阻。故障回路阻抗大,故障电流小,且其故障点阻抗是难以估计的接触电阻。因此 tt 系统故障回路阻抗和故障电流是难以估算的 ,它不能用 tn 系统的公式（式 4.4.6）来验算保护的有效性。iec 标准 365-4- 41 列出了如式 4.4.11 的验算公式,从式可知保护动作的条件是当外露导电体对地电压达到或超过 50v 时保护电器应动作,这时的故障电流 id 应大于保护电器的动作电流 ia,
37、即:id=50/raia或 raia50v在切断接地故障前,tt 系统外露导电体呈现的对地电压仍然超过 50v,因此仍需按规定时间切断故障,当采用反时限特性过电流保护电器时,应在不超过 5s 的时间内切断故障,但对于手握式和移动式设备应按接触电压来确定切断故障时间,这实际上是难以做到的。所以 tt 系统通常采用漏电电流动作保护。tt 系统接地型式见图 4.4.11。注：tt 系统在此系统内,电源有一点与地直接连接,负荷侧电气装置外露可导电部分连接的接地极和电源的接地极无电气联系.其定义应符合现行的国家标准交流电气装置接地设计规范的规定。第 4.4.12 条 tt 系统内由同一保护电器保护范围内
38、的各设备外露可导电部分应用 pe 线接至共用的接地极上,即通过 pe 线将设备外露导电体分片连通,这样可限制故障电压经 pe 线蔓延的范围,做到这点实际上可能遇到困难,因此本条不作硬性规定。图 4.4.11 tt 系统接地型式第 4.4.13 条 it 系统有两种型式，即电源中性点对地绝缘或经接地阻抗 (约 10000)接地，正常工作的 it 系统如一相发生接地故障(被称作第一次接地故障)，中性点对地绝缘的 it 系统的故障电流决定于另外二相非故障接地相的对地电容值；中性点经接地阻抗接地的 it 系统的故障电流则受接地阻抗的限制。因此这二种接地故障电流和故障电压（式 4.4.13 中的 ra、
39、id）都不超过50v，不需切断故障电路，只作用于信号，以保持供电的不中断。这时运行人员应及时排除第一次接地故障，否则当另一相再发生接地故障时（被称作异相接 地故障或第二次接地故障）将发展成相间短路，导致供电中断。接地故障是配电线路最常见的故障，it 系统第一次接地故障时不切断故障线路，是此系统最大优点，为保证人身安全，它要求发生接地故障时发出信号，装置内的接触电压不大于50v，即如式 4.4.13 所示:raid50v为达到此要求，应减少配电系统的对地电容，例如限制装置线路总长度。注：it 系统在此系统内，电源与地绝缘或一点经阻抗接地，电气装置外露可导电部分则接地.其定义应符合现行的国家标准交
40、流电气装置接地设计规范的规定。it 系统接地型式见图 4.4.13。图 4.4.13 it 系统接地型式第 4.4.14 条 外露可导电部分单独接地的 it 系统,如两次接地故障都发生在同一相 ,对人身并不构成危险,如发生在异相,则故障电流经二个接地极电阻形成回路,其保护要求和 tt 系统相同,如图 4.4.14-1 所示。当外露可导电部分采用共同的接地极时,故障电流不经接地极,而经 pe 线构成回路,其保护要求和 tn 系统相同,如图 4.4.14-2 所示。第 4.4.15 条 异相接地故障保护对动作电流 ia 的要求如式 4.4.15-1 及式 4.4.15-2 所示,式中的两个接地故障
41、系发生在同一配电系统内不同回路的不同相上。图 4.4.13 it 系统接地型式图 4.4.14-2 异相接地故障情况分析之二第 4.4.16 条 it 系统配出 n 线时,如果 n 线对地短路,线路绝缘监察器不能发出信号 ,无法发现故障。因 n 线的接地,此 it 系统将按 tt 系统运行,如图 4.4.16 所示。如再发生相线接地故障,则成为非电容性的接地故障,但线路保护不能切断此故障电路,此时危险故障电压和对地电弧、电火花都可能发生,故 it 系统不宜配出 n 线。图 4.4.16 it 系统 n 线对地故障分析第 4.4.18 条 漏电电流动作保护器保护范围内的用电设备外露可导电部分如果
42、不作接地,则接地故障电流需经人体形成回路,其值主要决定于人体和地面电阻,它可能在很大范围内变化,而漏电电流动作保护器的额定动作电流也可在很大范围内选定。在某些情况下可能因种种原因而不能可靠动作。即便能可靠动作,人体不可避免地将遭受一次电击,即使没有生命危险,也非上策。另外,如发生接地故障,在人体触及外露可导电部分前,对地故障电压将持续存在,成为事故隐患。例如因对地放电,产生电孤、电火花而引起火灾等,所以漏电电流动作保护器所保护的线路及设备的外露导电体应予接地。图 4.4.19-1 漏电电流动作接线之一第 4.4.19 条 tn 系统内安装漏电电流动作保护器如第 4.4.19 条所举的两种方式,
43、图 4.4.19-1 及图4.4.19-2 分别表示第一款和第二款所述的方式。第二款所述的局部 tt 系统的方式显然更为安全可靠,它的外露导电体系用专设的接地极接地,其 pe 线不与局部 tt 系统以外的 pe 线相连通,所以不存在局部 tt 系统以外危险故障电压沿 pe 线窜入的问题。但它需设置单独接地极,在许多情况下常常难以做到。图 4.4.19-2 漏电电流动作接线之二第 4.4.20 条 it 系统采用漏电电流动作保护时,其不动作电流 ino。如不大于第一次接地故障时相线内流过的接地故障电流,则在发生第一次接地故障时就可能误动作。第五节 保护电器的装设位置第 4.5.5 条 tn-s 系统在 tn 系统中,整个系统的中性线与保护线是分开的。第 4.5.6 条 等效采用 iec 标准。tn-c 系统的 pen 线是严禁断开的。
