供配電系統進行設計應力求系統簡單、保護級數和配電級數設置合理,做到保障人身安全、供電可靠、技術先進和經濟合理。
《供配電系統設計規範》GB50052-2009 第4.0.6“供配電系統應簡單可靠,同一電壓等級的配電級數高壓不宜多于兩級;低壓不宜多于三級。”這裡所講配電級數與保護級數不同,保護級數是指上下級保護開關的個數,将一個回路通過配電裝置分配成幾個回路稱為一次配電。
對于配電裝置而言,将總進線開關和饋出開關合起來稱為一次配電,不因開關是斷路器、熔斷器還是隔離開關而改變配電級數。
如果供配電系統配電級數過多,不僅管理不便、操作頻繁,而且由于串聯元件過多,因元件故障和操作錯誤而産生事故的可能性也随之增加。
高壓配電系統同一電壓的配電級數為兩級,例如由10kV總變電所或地區變電所配電至10kV配電所,再從該配電所以10kV配電給配電變壓器,則認為10kV配電級數為兩級。
低壓配電系統的配電級數為三級,例如從低壓側為380V的變電所低壓配電屏至配電室分配電屏,由分配電屏至動力配電箱,由動力配電箱至終端用電設備,則認為380V配電級數為三級。
保護級數也不宜過多,保護級數過多會造成上下級選擇性難以實現。所以配電級數和保護級數應該根據配電系數的供電可靠性、管理要求及運行維護方便等方面設置,各級保護電器之間的選擇性應該滿足系統對供電可靠性的要求。
以低壓配電系統為例進行說明配電級數和保護級數,該低壓配電系統圖如下圖所示。圖中AL1、AL2(AL3)、AL4(AL5)配電箱分别為380V某建築總配電箱、分配電箱、終端配電箱,A1開關與B1、B2、B3、B4開關構成了第一級配電,同理可知該低壓配電系統為三級配電系統。
在AL1配電箱中,A1開關與B1、B2、B3、B4開關為上下級開關,如果開關為斷路器需要考慮上下級斷路器之間的選擇性。B1開關與C1開關屬于同級開關,如果B1開關與C1開關為斷路器,則B1與C1為同級斷路器不需要考慮二者之間的選擇性,因為無論B1還是C1跳閘造成的停電範圍都一樣,故不需要考慮兩者之間的選擇性。
同理,C1與E1也是同級開關。當F1開關的末端線路發生短路或者過負荷時,最希望的是F1在約定時間内跳閘,其上級開關E1、D1、C1、B1、A1等不跳閘,如果F1故障或者不滿足選擇性,造成上級開關跳閘,或者F1與上級開關同時跳閘這種現象叫做越級跳閘,使停電範圍擴大,造成不必要的經濟損失。
《低壓配電設計規範》GB50054-2011第6.1.2“配電線路裝設的上下級保護電器,其動作特性應具有選擇性,且各級之間應能協調配合。非重要負荷的保護電器,可采用部分選擇性或無選擇性切斷。”可知對于重要負荷必須考慮選擇性,非重要負荷可以考慮部分選擇性或者無選擇性。
上下級斷路器之間的選擇性一般可以通過電流整定值、時間、能量和ZSI(區域選擇性聯鎖)實現。同時為了更好實現上下級斷路器之間的選擇性,可以減小保護級數,使斷路器整定更加方便,系統更加簡潔,比如上圖系統圖中的C1、C2、E1、E2可以采用隔離開關。選擇性是在一定程度上實現的,很難保證整個建築内斷路器100%都可以實現選擇性。
各級配電箱裡面的配置标準是什麼?
分析一:
一級箱:總空氣開關和總漏電開關一個,一定要三相四線 保護零線(即地線),按實際用電量選用開關的大小,起碼80A以上;
二級箱:60A空氣開關和60A漏電開關各3~4個,
三級箱:32A空氣開關和32A漏電開關各2~3個,活動型的三級箱可以安裝空氣和漏電開關各1個,然後在箱裡裝2~3個二三插座。
注意:所有電線、電纜等一定要有保護零線(地線),不可貪便宜省了,出了事故就麻煩。
分析二:
從低壓電源引入的總配電裝置開始,到末端的照明支路配電箱,配電級數一般不多于三級,每一級配電線路不超過30米.如果從變電所的低壓配電裝置算起,配電級數一般不多于4級,總的配電線路的長度一般不宜超過200米,每路幹線的負荷計算電流一般不宜超過200A.
臨時用電安全技術措施包括兩個方面的内容:
一是安全用電在技術上所采取的措施;
二是為了保證安全用電和供電的可靠性在組織上所采取的各種措施,它包括各種制度的建立、組織管理等一系列内容。
安全用電措施應包括下列内容:
1、安全用電技術措施
(1)保護接地
是指将電氣設備不帶電的金屬外殼與接地極之間做可靠的電氣連接。它的作用是當電氣設備的金屬外殼帶電時,如果人體觸及此外殼時,由于人體的電阻遠大于接地體電阻,則大部分電流經接地體流人大地,而流經人體的電流很小。這時隻要适當控制接地電阻(一般不大于4Ω),就可減少觸電事故發生。但是在TT供電系統中,這種保護方式的設備外殼電壓對人體來說還是相當危險的。因此這種保護方式隻适用于TT供電系統的施工現場,按規定保護接地的電阻不大于4Ω。(TT 方式供電系統是指将電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統,稱為保護接地系統,也稱 TT 系統。第一個符号 T 表示電力系統中性點直接接地;第二個符号 T 表示負載設備外露不與帶電體相接的金屬導電部分與大地直接聯接,而與系統如何接地無關。在 TT 系統中負載的所有接地均稱為保護接地)
(2)保護接零
在電源中性點直接接地的低壓電力系統中,将用電設備的金屬外殼與供電系統中的零線或專用零線直接做電氣連接,稱為保護接零。它的作用是當電氣設備的金屬外殼帶電時,短路電流經零線而成閉合電路,使其變成單相短路故障,因零線的阻抗很小,所以短路電流很大,一般大于額定電流的幾倍甚至幾十倍,這樣大的單相短路将使保護裝置迅速而準确的動作,切斷事故電源,保證人身安全。其供電系統為接零保護系統,即TN系統。(TN 方式供電系統是将電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統,稱作接零保護系統,用 TN 表示。)
保護零線是否與工作零線分開,可将TN供電系統劃分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種供電系統。
1)TN-C供電系統。它的工作零線兼做接零保護線。這種供電系統就是平常所說的三相四線制。但是如果三相負荷不平衡時,零線上有不平衡電流,所以保護線所連接的電氣設備金屬外殼有一定電位。如果中性線斷線,則保護接零的漏電設備外殼帶電。因此這種供電系統存在着一定缺點。
2)TN-S供電系統。它是把工作零線N和專用保護線Pe.在供電電源處嚴格分開的供電系統,也稱三相五線制。它的優點是專用保護線上無電流,此線專門承接故障電流,确保其保護裝置動作。應該特别指出,PE線不許斷線。在供電末端應将PE線做重複接地。
3)TN-C-S供電系統。在建築施工現場如果與外單位共用一台變壓器或本施工現場變壓器中性點沒有接出PE線,是三相四線制供電,而施工現場必須采用專用保護線PE時,可在施工現場總箱中零線做重複接地後引出一根專用PE線,這種系統就稱為TN-C-S供電系統。
施工時應注意:除了總箱處外,其他各處均不得把N線和PE線連接,PE線上不許安裝開關和熔斷器,也不得把大地兼做PE線。Pe線也不得進入漏電保護器,因為線路末端的漏電保護器動作,會使前級漏電保護器動作。不管采用保護接地還是保護接零,必須注意:在同一系統中不允許對一部分設備采取接地,對另一部分采取接零。因為在同一系統中,如果有的設備采取接地,有的設備采取接零,則當采取接地的設備發生碰殼時,零線電位将升高,而使所有接零的設備外殼都帶上危險的電壓。
設置漏電保護器:
1)施工現場的總配電箱和開關箱應至少設置兩級漏電保護器,而且兩級漏電保護器的額定漏電動作電流和額定漏電動作時間應作合理配合,使之具有分級保護的功能。
2)開關箱中必須設置漏電保護器,施工現場所有用電設備,除作保護接零外,必須在設備負荷線的首端處安裝漏電保護器。
3)漏電保護器應裝設在配電箱電源隔離開關的負荷側和開關箱電源隔離開關的負荷側;
4)漏電保護器的選擇應符合國标GB6829—86《漏電電流動作保護器(剩餘電流動作保護器)》的要求,開關箱内的漏電保護器其額定漏電動作電流應不大于30mA,額定漏電動作時間應小于0.1s。使用潮濕和有腐蝕介質場所的漏電保護器應采用防濺型産品。其額定漏電動作電流應不大于15mA,額定漏電動作時間應小于0.1s。
安全電壓
安全電壓指不戴任何防護設備,接觸時對人體各部位不造成任何損害的電壓。
我國國家标準GB3805--83《安全電壓》中規定,安全電壓值的等級有42、36、24、12、6V五種。同時還規定:當電氣設備采用了超過24V時,必須采取防直接接觸帶電體的保護措施。
對下列特殊場所應使用安全電壓照明器:
1)隧道、人防工程、有高溫、導電灰塵或燈具離地面高度低于2.m等場所的照明,電源電壓應不大于36
2)在潮濕和易觸及帶電體場所的照明電源電壓不得大于24V。
3)在特别潮濕的場所,導電良好的地面、鍋爐或金屬容器内工作的照明電源電壓不得大于12V。
分析三
1)配電系統應設置室内總配電屏和室外分配電箱或設置室外總配電箱和分配電箱,實行分級配電。
2)動力配電箱與照明配電箱宜分别設置,如合置在同一配電箱内,動力和照明線路應分路設置,照明線路接線宜接在動力開關的上側。
3)開關箱應由末級分配電箱配電。開關箱内應一機一閘,每台用電設備應有自己的開關箱,嚴禁用一個開關電器直接控制兩台及以上的用電設備。
4)總配電箱應設在靠近電源的地方,分配電箱應裝設在用電設備或負荷相對集中的地區。分配電箱與開關箱的距離不得超過30m,開關箱與其控制的固定式用電設備的水平距離不宜超過3m。
5)配電箱、開關箱應裝設在幹燥、通風及常溫場所。不得裝設在有嚴重損傷作用的瓦斯、煙氣、蒸汽、液體及其他有害介質中。也不得裝設在易受外來固體物撞擊、強烈振動、液體浸濺及熱源烘烤的場所。配電箱、開關箱周圍應有足夠兩人同時工作的空間,其周圍不得堆放任何有礙操作、 維修的物品。
6)配電箱、開關箱安裝要端正、牢固,移動式的箱體應裝設在堅固的支架上。固定式配電箱、開關箱的下皮與地面的垂直距離應大于1.3m,小于1.5m。移動式分配電箱、開關箱的下皮與地面的垂直距離為0.6~1.5m。配電箱、開關箱采用鐵闆或優質絕緣材料制作,鐵闆的厚度應大于重0.5mm。
7)配電箱、開關箱中導線的進線口和出線口應設在箱體下底面,嚴禁設在箱體的上頂面、側面、後面或箱門處。
電氣設備的安裝
1)配電箱内的電器應首先安裝在金屬或非木質的絕緣電器安裝闆上,然後整體緊固在配電箱箱體内,金屬闆與配電箱體應作電氣連接。
2)配電箱、開關箱内的各種電器應按規定的位置緊固在安裝闆上,不得歪斜和松動。并且電器設備之間、設備與闆四周的距離應符合有關工藝标準的要求。
3)配電箱、開關箱内的工作零線應通過接線端子闆連接,并應與保護零線接線端子闆分設.
4)配電箱、開關箱内的連接線應采用絕緣導線,導線的型号及截面應嚴格執行臨電圖紙的标示截面。各種儀表之間的連接線應使用截面不小于2.5mm2的絕緣銅芯導線,導線接頭不得松動,不得有外露帶電部分。
5)各種箱體的金屬構架、金屬箱體,金屬電器安裝闆以及箱内電器的正常不帶電的金屬底座、外殼等必須做保護接零,保護零線應經過接線端子闆連接。
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