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发表人：常熟开关 |
发表时间：2013/3/17 11:52:00 |
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| 本栏论题： |
低压配电线保护的选择性问题 [1151] |
来源：中国航空工业规划设计研究院
1 设计依据
低压配电线路保护依据国家标准GB50054-95《低压配电设计规范》，该规范规定了电路几种故障时的保护要求，设计师的任务是合理选择保护电器的类型，正确整定其技术参数。现在正进行该规范的修订，本文将按GB50054-95 版本，并结合正在修订的内容叙述。
低压保护电器主要使用低压断路器和低压熔断器两类;断路器从选择性分类，则有“非选择型断路器”(具有反时限和瞬时动作两个过电流脱扣器)和“选择型断路器”(另外还具有短延时定时限过电流脱扣器)两类，从名称就知道他们的选择特性很不相同。
2 低压配电线路保护要求
2.1 电路故障时能自动切断故障回路电路故障时能自动切断故障回路电路故障时能自动切断故障回路电路故障时能自动切断故障回路
电路故障包括以下三类：
(1)短路故障：依靠保护电器自动切断。
(2)过负载：依靠保护电器自动切断或发出报警。
以上两类均属过电流保护，目的是防止导体过热，在达到规定的允许最终温度之前切断，以防止导线(电缆)损坏，甚至引起火灾。
(3)接地故障保护：依靠保护电器在规定的时间内切断，除防止电线过热外，更主要是作间接接触电击防护。必须指出的是，间接接触电击防护有多种方式，自动切断电源不是惟一的方式，但是却是最常用的方式。
2.2 要有选择性切断电路
故障时，要求靠近故障点的保护电器动作，而以上各级保护电器不应动作，以保证非故障电路的连续供电，最大限度缩小停电范围。
2.3 正常运行和设备正常起动中保护电器不动作
这是常规要求，在GB50055-93《常用用电设备设计规范》中有规定。
3 保护电器的选型和整定必须处理两对矛盾
(1)设备起动时保护电器不动作与故障时一定要动作的矛盾：前者决定了保护电器的整定电流(即熔断器的熔体额定电流，或断路器的瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流)不能太小，特别是较大功率、直接起动的笼式电动机;而后者则决定了该值不能太大，特别是离配电变压器距离较远的线路，矛盾将会突显。
(2)故障(主要是接地故障)时保护电器要在规定时间内切断和上级保护要有选择性切断。前者要求切断时间要比较快，而后者则要求不能太快，要有等待下级保护电器动作的必要延时;通常是采用反时限保护特性(即熔断器)或上级有短延时脱扣器(即选择型断路器)的电器。
4 保护电器的选择性动作是保证连续供电的重要因素
4.1 连续供电要求连续供电要求
(1)现代社会发展对连续供电要求高，如重要的、安全防护要求高的生产流程和装置，交通枢纽(民航、铁路场站)，供电、供水、供气和通信、信息中心、计算机中心、金融中心及重要比赛的体育场馆等，对连续供电要求很高，高级酒店、办公楼和住宅对供电要求也越来越高，因此，在配电设计中必须充分考虑。
(2)影响连续供电的因素很多，如电网供电的保证，变配电设备的故障几率，自然气象条件(雷击、风灾、冰雪等)的影响，机械外力对线路的损坏等，这是难以完全避免的，甚至是不可抗拒的。而保护电器的非选择性动作、造成的断电，却是从配电设计的合理性能够避免，或得到大大改善。
4.2 保护电器的选型和参数整定
为了保证上下级保护电器有选择性动作、应采用下列选型：
(1)选用熔断器：用符合国家标准GB13539.1的熔断器，其反时限动作特性能很好地保证上下级之间有选择性动作。
(2)上级选用带有短延时过电流脱扣器的选择型断路器，只要合理整定短延时脱扣器的额定电流和延时时间，就能保证其选择性。
4.3 当前配电设计存在的主要问题
(1)选用高级非选择型断路器，是普遍存在的设计不合理因素，当末端发生较大的故障电流时，可能导致一级或多级断路器非选择性切断，这是急待解决的问题。
(2)过多地选用了选择型断路器，甚至仅有几十或百多安培电流的线路，也使用了价格很贵的选择型断路器。
(3)选用了选择型断路器，但其参数整定不正确，如上级短延时过电流脱扣器额定电流太小，甚至小于下级断路器之瞬时过电流脱扣器额定电流，或上级瞬时过电流脱扣器额定电流太小，都可能破坏选择性动作。
4.4 解决方案
(1)电流较大的馈线首端应选用选择型断路器，其整定要求如下：
①短延时过电流脱扣器电流Iset2不应小于下级最大的断路器的短延时或瞬时过电流脱扣器电流之1.2~1.3 倍，其延时时间不宜小于0.3~0.4s。
②瞬时过电流脱扣器电流宜尽量选大。
(2)中间级保护电器宜采用使用安全、分断能力高、选择性好和维护简单方便的熔断器，上下级的熔体电流比不小于其过电流选择比，即1.6：1。
(3)末端回路的保护电器没有选择性要求，可采用非选择型断路器或熔断器，但应满足接地故障能按规定时间内切断之要求。
(4)研究开发断路器新品种，具有选择性特点，期望能达到下列要求：
①对普通断路器的瞬时过电流脱扣器进行改造，将瞬时脱扣改变为具有毫秒级的延时特性。
②如可能 |
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