桂林市城市照明控制箱改造方案分析

1、桂林市城市照明控制箱改造方案一、工程概況根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看的路燈控制箱，有以下幾點(diǎn)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范：1、 控制配電箱無(wú)地線（PE線），布線雜亂不規(guī)范；2、 出線開(kāi)關(guān)無(wú)漏電保護(hù)，發(fā)生觸電時(shí)，電源可能不容易被切除；3、 進(jìn)線端用熔斷器做總開(kāi)關(guān)，維修不方便；4、城市照明供電系統(tǒng)采用的是TT系統(tǒng)，漏電開(kāi)關(guān)容易誤動(dòng)作；二、解決方案方案一：一、問(wèn)題TT系統(tǒng)作為我國(guó)低壓供電系統(tǒng)三大運(yùn)行方式之一，TT系統(tǒng)運(yùn)行中目前存在的主要問(wèn)題：一是饋電用電源回路總開(kāi)關(guān)或中級(jí)保護(hù)用的漏電電流保護(hù)器不能保證正常供電，如一合閘就跳閘等；二是末級(jí)用戶產(chǎn)生故障時(shí)越級(jí)跳閘而末級(jí)漏電電流保護(hù)器卻拒盡動(dòng)作，擴(kuò)大停電范圍，影響用電生產(chǎn)、照明等；三是

2、在保證安全供電的條件下用電設(shè)備容量受到限制。二、解決辦法1、電源系統(tǒng)接地與電氣設(shè)備接地在TT系統(tǒng)內(nèi)電源有一點(diǎn)與地直接連接，負(fù)荷側(cè)電氣設(shè)備包括低壓配電屏、開(kāi)關(guān)箱在內(nèi)的所有電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源接地點(diǎn)無(wú)電氣聯(lián)系，故障電流只能流經(jīng)大地才能返回電源。這是TT系統(tǒng)所獨(dú)具的特點(diǎn)，與IT、TN系統(tǒng)的主要區(qū)別之一。比如一個(gè)變電所或柱上變電站，變壓器與低壓配電屏或開(kāi)關(guān)(儀表)箱之間，固然都緊靠安裝，但是都必須各自設(shè)置互無(wú)電氣連接的獨(dú)立的接地極。這樣做才能消除故障時(shí)接地點(diǎn)電位竄動(dòng)，有效防止越級(jí)跳閘等異?，F(xiàn)象出現(xiàn)。2、選擇性保護(hù)固然非重要負(fù)荷可采用無(wú)選擇性切斷，但在TT系統(tǒng)采用漏電電流保護(hù)器時(shí)，應(yīng)采用上、中(

3、假如有)、下級(jí)選擇性保護(hù)。為使上、下級(jí)公道配合，必須綜合考慮電氣設(shè)備容量、用途、停電后果及損失等情況。一般有以下三種配合方式：2.1、級(jí)差上級(jí)In1下級(jí)n2，級(jí)差一般一到二級(jí)。末端只對(duì)一個(gè)設(shè)備或一戶民宅等小設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。2.2、延時(shí)動(dòng)作末端安裝固有動(dòng)作時(shí)間為0.1s高靈敏度的漏電電流保護(hù)器，而在分支線上安裝帶有延時(shí)特性的中等靈敏度的漏電電流保護(hù)器，雖有延時(shí)但系統(tǒng)具有良好的選擇性保護(hù)。電源側(cè)保護(hù)器分?jǐn)鄷r(shí)間最長(zhǎng)不宜超過(guò)1s。這種配合方式在TT系統(tǒng)中被普遍采用，發(fā)揮很好的作用。2.3、綜合保護(hù)為線路更加安全可靠運(yùn)行，采用選擇性保護(hù)時(shí)采取綜合保護(hù)形式，即漏電電流保護(hù)器既具有級(jí)差又有延時(shí)動(dòng)作的保護(hù)器。故

4、障頻率較高的地區(qū)應(yīng)該都采用這種保護(hù)形式，以確保供電可靠性。3、供電范圍供電范圍不僅取決于供電半徑，而且還要延伸到一個(gè)回路分接幾個(gè)分支回路或一個(gè)末端漏電電流保護(hù)器接有幾個(gè)分支回路的題目，即供電范圍還要考慮供電回路覆蓋面積。3.1、漏電電流保護(hù)器經(jīng)常動(dòng)作的原因(1)路燈照明漏電電流較大，其原因如下：1)電纜(線)制造質(zhì)量差；2)施工質(zhì)量差；3)家用電器和日用電器質(zhì)量差；4)隨意性和臨時(shí)用電較多；5)錯(cuò)誤接線，TT系統(tǒng)內(nèi)嚴(yán)禁N線和設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地端子相連，以防系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)電壓，損壞電氣設(shè)備。(2)分支線數(shù)過(guò)多：我們可以相象到，產(chǎn)生如此大的漏電流的幾十個(gè)燈或百來(lái)個(gè)燈作為一個(gè)回路供電，對(duì)饋電或分支

5、電源回路的漏電流將相對(duì)增大，保護(hù)電器都將處于動(dòng)作值的臨界狀態(tài)，或者達(dá)到動(dòng)作值，不能正常供電。(3)三相不平衡也是漏電保護(hù)器誤動(dòng)作的因素之一。3.2克服這些問(wèn)題的辦法(1)降低負(fù)載漏電流：已投運(yùn)的路燈，凡漏電流大者應(yīng)逐一檢查找出原因并加以處理。新建的路燈在投運(yùn)前需經(jīng)供電部分檢測(cè)和驗(yàn)收，凡漏電流大者需整改后再行供電。對(duì)路燈來(lái)說(shuō)，這一步工作非常必要，將問(wèn)題處理在末端，減輕對(duì)系統(tǒng)保護(hù)的壓力。(2)縮小供電范圍：縮小供電范圍，減少分支與末端并聯(lián)回路數(shù)。最好能做到一個(gè)燈桿配一個(gè)漏電電流保護(hù)器，一個(gè)分支回路(或中級(jí))漏電電流保護(hù)器保護(hù)的照明燈不宜超過(guò)10個(gè)，如6個(gè)或9個(gè)，而一個(gè)饋電回路所保護(hù)的中級(jí)保護(hù)器數(shù)目

6、宜少于5處等。(3)降低線路漏電流的措施：1)電纜應(yīng)采用全絕緣防腐防水的電線等；2)加強(qiáng)線路的絕緣覆轍，地埋必須要穿管敷設(shè)；3)規(guī)范引下線和分支線處的處理等等。(4)加強(qiáng)維護(hù)，定期檢測(cè)和監(jiān)視：供電部分各級(jí)職能機(jī)構(gòu)作為能源供給主要服務(wù)窗口，以拓展電力市場(chǎng)為宗旨，加強(qiáng)服務(wù)。不能只忙于搶修，而應(yīng)強(qiáng)化維護(hù)防止故障發(fā)生，尤其事故多發(fā)季前加強(qiáng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)，將事故隱患消除在事發(fā)前。4、探討接地電阻在TT系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地與保護(hù)接地電阻均為4時(shí)，單相接地故障時(shí)，能自動(dòng)切斷供電電源的斷路器脫扣電流要20A，而熔斷器熔體電流只有6A。假如電氣設(shè)備稍大則就不能自動(dòng)切斷供電電源，且在外殼上長(zhǎng)期存在110V(50V)的電

7、壓，是對(duì)人體十分危險(xiǎn)的。利用現(xiàn)代接地技術(shù)，在大多數(shù)地區(qū)不難做到或得到不小于0.5阻值的接地電阻。假如保護(hù)接地電阻在0.51時(shí)，滿足安全電壓的短路電流1050A，斷路器或熔斷器整定電流在7532A或2010A，可進(jìn)步TT系統(tǒng)受電設(shè)備容量，即斷路器保護(hù)的電機(jī)容量可達(dá)50kW左右。這種進(jìn)步是我們?nèi)斯そㄔ炝穗娫磦?cè)中性點(diǎn)接地電阻和保護(hù)接地電阻比3.4(或3.6)1取得的。由于產(chǎn)生漏電電流保護(hù)器動(dòng)作電流n的短路電流遠(yuǎn)比熔體和斷路器動(dòng)作電流小，前者以毫安而后者以安或千安計(jì)量。漏電電流保護(hù)器對(duì)電氣設(shè)備保護(hù)接地電阻值要求不高，當(dāng)n為30100mA時(shí)滿足安全電壓的電阻為1660500之間。因此受電設(shè)備容量也不受限

8、制。這就是TT系統(tǒng)采用漏電電流保護(hù)器的根本原因。但是接地電阻值的配置宜為倒寶塔形，以利于防止越級(jí)跳閘擴(kuò)大停電范圍。5、關(guān)于斷路器瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流問(wèn)題當(dāng)單相對(duì)地短路時(shí)TT系統(tǒng)，短路電流需經(jīng)大地返回電源，故有效制約了接地故障電流。但其保護(hù)接地電阻值不可能做得很小，接目前接地技術(shù)，較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到0.5左右，但還要滿足dR50V及5s或0.4s內(nèi)切斷電源。這就要求，當(dāng)線路或設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，在斷路器瞬動(dòng)電流倍數(shù)設(shè)有1.25、1.5、1.75、2倍等，但目前100A及以下的斷路器只有10倍，個(gè)別的有3倍或5倍整定值，滿足不了要求。當(dāng)斷路器用具有低倍數(shù)瞬動(dòng)值，且滿足切斷電源要求時(shí)，不都使用漏電電流保護(hù)

9、器，亦可使用斷路器，也可使用斷路器和漏電電流保護(hù)器相互配合使用的新格式，TT系統(tǒng)將發(fā)揮出更大的作用。6、漏電電流斷路器漏電保護(hù)器是漏電電活動(dòng)作保護(hù)器的簡(jiǎn)稱，按其脫扣器來(lái)分，可分為電磁式、電子式兩種。按其保護(hù)功能分為漏電開(kāi)關(guān)、漏電斷路器、漏電保護(hù)插座等。漏電開(kāi)關(guān)是由零序電流互感器、漏電脫扣器和主開(kāi)關(guān)的組合，具有漏電保護(hù)和手動(dòng)通斷電路的功能。漏電斷路器又稱漏電自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是由漏電開(kāi)關(guān)和帶有過(guò)負(fù)荷保護(hù)及短路保護(hù)的主斷路器組成，下面對(duì)漏電電流斷路器的選擇說(shuō)明兩個(gè)問(wèn)題。6.1漏電保護(hù)器功能選擇根據(jù)有關(guān)規(guī)范和規(guī)定，配電線路與用電設(shè)備、日用電器保護(hù)均應(yīng)設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)和接地故障保護(hù)，作用于切斷供電電源或

10、發(fā)出報(bào)警信號(hào)。因此在系統(tǒng)中，總、中、末級(jí)保護(hù)應(yīng)根據(jù)規(guī)定和要求，選用帶有短路、過(guò)載、接地故障保護(hù)功能的漏電斷路器，而不應(yīng)選用只作為線路和設(shè)備漏電、觸電保護(hù)用漏電開(kāi)關(guān)。6.2末端保護(hù)器選擇漏電電流保護(hù)器可檢測(cè)、判定線路和設(shè)備是否漏電，通過(guò)電源輸進(jìn)的電流和返回電網(wǎng)的電流相量是否平衡來(lái)判定。尤其適用于對(duì)單相接地故障檢測(cè)和判定?？墒撬鼘?duì)于相零、相間短路以及過(guò)載故障或其他異?，F(xiàn)象無(wú)檢測(cè)和判定有力。帶有短路、過(guò)載脫扣器的漏電斷路器才能承擔(dān)起保護(hù)配電線路和設(shè)備的短路、過(guò)載以及單相接地故障保護(hù)。末端保護(hù)器是這一保護(hù)的最重要環(huán)節(jié)。中級(jí)或總保護(hù)器是它的后備保護(hù)。漏電保護(hù)器中有過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、漏電流保護(hù)，還有過(guò)載

11、保護(hù)、短路保護(hù)及延時(shí)動(dòng)作型等多種功能的保護(hù)器。設(shè)計(jì)和選用時(shí)根據(jù)實(shí)際要求，依據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書公道選用滿足要求的所需保護(hù)器。有些用戶錯(cuò)誤的選用了保護(hù)器，安裝了只帶有漏電保護(hù)功能的漏電開(kāi)關(guān)。當(dāng)過(guò)載和短路時(shí)不能及時(shí)切斷電源導(dǎo)致了火災(zāi)，誤以為保護(hù)器質(zhì)量有題目，這種案例不少見(jiàn)。我們千萬(wàn)要注重，漏電保護(hù)器也有功能選擇和配合問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)一定要按照規(guī)定設(shè)置所需要的保護(hù)，選用滿足要求的保護(hù)器。7等電位連接輔助等電位和總等電位連接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)企業(yè)和民用建筑。該技術(shù)也能適用于TT系統(tǒng)供電的村莊和民宅。我們將等電位連接技術(shù)延伸到設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的保護(hù)接地技術(shù)上，充分利用自然條件，較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)和得到阻值較低的保護(hù)接

12、地電阻，從而增加TT系統(tǒng)只能靠漏電電流保護(hù)器一統(tǒng)天下的局面，重新開(kāi)拓?cái)嗦菲?、熔斷器保護(hù)的TT供電系統(tǒng)。7.1保護(hù)接地新建村莊可同一規(guī)劃、設(shè)計(jì)保護(hù)接地系統(tǒng)。沿村寨邊沿或內(nèi)環(huán)路邊設(shè)計(jì)施工一閉合的接地極，用面積法(R0.5g/()，(g為大地電阻率公式估算接地電阻)，最后實(shí)測(cè)確定R值。實(shí)踐證實(shí)，接地體所包圍的面積大于100m2就很有效，假如某村寨為100戶，可設(shè)適量接地井，每戶將保護(hù)接地線引至接地井即可。接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命為2530年。埋地接地線年均勻最大腐蝕厚度，圓鋼為0.20.3mm、扁鋼為0.10.3mm、鍍鋅扁鋼為0.065mm。當(dāng)土壤電阻率大于300·m干燥土壤內(nèi)年均勻最大腐蝕厚度

13、，圓鋼為0.070.2mm、扁鋼為0.070.1mm、鍍鋅扁鋼為0.065mm，故45mm厚扁鋼就能滿足設(shè)計(jì)要求。7.2水下接地極很多山莊依河兩岸布陣，我們可利用人類賴以生存的河水作水下接地極。由于水的電阻率很低，輕易得到低電阻值，水越深其電阻值越低。水下接地極電阻按0.245w()(w為水的電阻率)計(jì)算。為水深系數(shù)，可從有關(guān)資料查到，w也可由測(cè)試或當(dāng)?shù)丨h(huán)保部分水文資料中查得。8結(jié)論綜上所述，從TT系統(tǒng)存在的三個(gè)題目進(jìn)手作了具體的分析、探討，并分七個(gè)題目分別提出了解決辦法。漏電斷路器原理 漏電保護(hù)器的主要部件是個(gè)磁環(huán)感應(yīng)器,火線和零線采用并列繞法在磁環(huán)上纏繞幾圈,在磁環(huán)上還有個(gè)次級(jí)線圈.當(dāng)同一

14、相的火線和零線在正常工作時(shí),電流產(chǎn)生的磁通正好抵銷,在次級(jí)線圈不會(huì)感應(yīng)出電壓.如果某一線有漏電,或未接零線,在磁環(huán)中通過(guò)的火線和零線的電流就會(huì)不平衡,而產(chǎn)生穿過(guò)磁環(huán)的磁通,在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓,通過(guò)電磁鐵使脫扣器動(dòng)作跳閘. 加張圖：三相漏電保護(hù)器的原理 廣泛應(yīng)用的漏電保護(hù)器都是電流動(dòng)作型。工作原理如圖所示。作為TAN的一次線圈的相線L1、L2、L3和零線N均通過(guò)零序電流互感器TAN。 根據(jù)基爾霍夫第一定律：I=O。 正常情況下， 當(dāng)設(shè)備三相負(fù)荷平衡，其一次電流的矢量和為零，即Iu十Iv十Iw=O；TAN二次線圈無(wú)電流輸出，脫扣器YA不動(dòng)作， RCD正常合閘運(yùn)行。 當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電或人身觸電時(shí)，

15、則故障電流Id經(jīng)大地回到電源變壓器TM而中性點(diǎn)構(gòu)成回路。由于對(duì)地出現(xiàn)漏電電流Id，則流經(jīng)TAN的矢量和不等于零，即通過(guò)TAN的Iu十Iv十Iw+In0， TAN的二次側(cè)有剩余電流流過(guò)，電磁脫扣器YA中有電流流過(guò)，當(dāng)電流達(dá)到整定值時(shí)，脫扣器YA動(dòng)作，漏電保護(hù)器RCD掉閘，切斷故障電路，從而起到保護(hù)作用。三極與四極漏電保護(hù)器的簡(jiǎn)單分析 低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器是防止人身觸電的有效措施，也可以防止因漏電而引發(fā)的電氣火災(zāi)及設(shè)備損壞事故。漏電保護(hù)器一般分為一極、二極、三極、四極。其中一極、二極漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理圖，它們的主要區(qū)別在于當(dāng)漏電事故發(fā)生時(shí)是否斷開(kāi)零線。其工作原理均為通過(guò)檢測(cè)相線、零線電流

16、的相量和是否為零來(lái)判定是否有漏電事故發(fā)生。本文所討論的重點(diǎn)是三極、四極漏電保護(hù)器的工作原理與應(yīng)用場(chǎng)合的差異。 筆者查閱一些廠家提供的三、四極漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)原理圖時(shí)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，源自某國(guó)產(chǎn)品牌開(kāi)關(guān)制造商產(chǎn)品資料，源自某進(jìn)口品牌開(kāi)關(guān)制造商產(chǎn)品資料。我們發(fā)現(xiàn)二者的四極漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理圖并無(wú)區(qū)別，但三極漏電保護(hù)的結(jié)構(gòu)原理圖卻存在重大不同，并由此引發(fā)其使用也有重大區(qū)別。 在分析之前，需要明確一個(gè)概念，即“負(fù)載三相平衡”。在三相交流電系統(tǒng)中，負(fù)載三相平衡時(shí)，其三相電流相量和為零。但筆者以為，所謂“負(fù)載三相平衡”是一個(gè)理論概念，在實(shí)際的產(chǎn)品制造中，由于生產(chǎn)工藝、使用條件及電源品質(zhì)等因素的制約，理想的三相

17、完全平衡的負(fù)載不大可能存在，其三相電流ia、ib、ic的相量和不為零而且很容易達(dá)到漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流值例如30mA。因此，“負(fù)載三相平衡”這個(gè)概念只具理論意義。本文以下談到三極、四極漏電保護(hù)器的應(yīng)用時(shí)與此相關(guān)。 首先二者的漏電動(dòng)作原理相同。均是通過(guò)檢測(cè)穿過(guò)零序電流互感器的3根相線和1根N線的電流相量和是否達(dá)到漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流值來(lái)決定其是否脫扣。對(duì)于正常工作的三相四線配電系統(tǒng)，不論其所帶負(fù)載如何，均有ia+ib+ic+iN=0，漏電保護(hù)器不動(dòng)作。一旦發(fā)生接地故障時(shí)，故障相有一部分電流經(jīng)故障點(diǎn)流入大地，此時(shí)零序電流互感器內(nèi)電流相量和不等于零，即ia+ib+ic+iN0，漏電保護(hù)器動(dòng)作，切斷故

18、障回路，從而保證人身安全。不同之處僅在于漏電保護(hù)器動(dòng)作時(shí)，在切斷相線的同時(shí)是否切斷零線。因此，筆者以為，所謂的三極漏電保護(hù)器是一種“假三極”漏電保護(hù)器，其實(shí)質(zhì)與四極漏電保護(hù)器相同。 應(yīng)用時(shí)，正常情況下，若負(fù)載是Y形接法，不論三相平衡與否，其中性點(diǎn)與N線相連，則穿過(guò)零序電流互感器的相線及N線電流相量和為零，即ia+ib+ic=-iN，當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題。但若負(fù)載是N形接法，由于負(fù)載無(wú)中性點(diǎn)，則漏電保護(hù)器的N線被懸空，iN=0。此時(shí)，只有負(fù)載三相平衡，即ia+ib+ic=0，才有ia+ib+ic+iN=0，保證漏電保護(hù)器不動(dòng)作。但如前所述，“負(fù)載三相平衡”是一個(gè)理論概念，不具多少實(shí)際意義。因此漏電保護(hù)器均應(yīng)用于三相四線配電系統(tǒng)中，而不論其負(fù)載是否平衡。對(duì)無(wú)中性點(diǎn)的負(fù)載，則不可使用。 大不相同，穿過(guò)零序電流互感器的僅有3根相線，因此，它檢測(cè)的僅是三相電流的相量和。在正常的配電系統(tǒng)中，要使ia+ib+ic=0，只有以下2種情況： 1. 三相四線配電系統(tǒng)中，負(fù)載三相平衡。此時(shí)，盡管系統(tǒng)的N線未穿過(guò)漏電保護(hù)器的零序電流互感器，但因ia+ib+ic=0，漏電保護(hù)器不動(dòng)作。但亦如前述，這是一種理論狀態(tài)。 2. 配電系統(tǒng)本身是三相三線制，不論其負(fù)載是否三相平衡，也不論負(fù)載是Y形接法或形接法，均有ia+ib+ic=0，漏電保護(hù)器不動(dòng)作。圖3-a類型漏電保護(hù)