低压配电设计解析

目录 序 前言 1 低压配电设计基本原则 001 1.1 安全用电是根本 001 1.1.1 安全用电是低压配电系统的根本原则 001 1.1.2 保证安全用电的措施 002 1.2 可靠供电是目标 003 1.3 节约用电是长远方针 003 1.3.1 配电电压选择 003 1.3.2 降低线路损耗 004 1.3.3 降低谐波含量 004 1.3.4 提高功率因数 006 1.3.5 降低配电变压器损耗 008 1.3.6 降低交流接触器和启动器损耗 011 1.3.7 降低电动机能耗 012 1.3.8 提高照明能效 013 1.4 技术先进是创新发展的动力 017 1.4.1 采用技术先进的低压电器产品 018 1.4.2 采用技术先进的电线、电缆产品 018 1.5 经济合理是工程建设的必然要求 019 1.5.1 经济合理应遵循的原则 019 1.5.2 实现经济合理的措施 019 1.6 运行维护方便 020 2 低压配电系统接线 022 2.1 低压配电系统接线的基本要求 022 2.2 低压配电系统接线方式及特点 023 2.2.1 放射式接线 023 2.2.2 树干式接线 023 2.2.3 “变压器—干线组”接线 024 2.2.4 链式接线 024 2.3 应用场所和技术要求 025 3 低压配电系统的接地 028 3.1 低压配电系统接地型式 028 3.1.1 TN 系统 028 3.1.2 TT 系统 029 3.1.3 IT 系统 030 3.2 各类型接地系统接地故障电流分析 030 3.2.1 TN 系统 030 3.2.2 TT 系统 032 3.2.3 IT 系统 032 3.3 各类型接地系统适用场所 033 3.4 变电站接地连接方法 034 3.4.1 中性点“一点接地” 034 3.4.2 同一变电站引出不同接地系统的馈线 035 3.4.3 同一馈线接地型式的改变 035 3.4.4 局部 IT 系统的连接 036 3.5 保护接地导体的设置要求 036 3.5.1 保护接地导体(PE 导体)的组成 036 3.5.2 PE 导体的截面积要求 037 3.5.3 PE 导体的装设和连接要求 037 4 等电位联结 039 4.1 等电位联结的作用、种类及设置 039 4.1.1 等电位联结的作用 039 4.1.2 等电位联结的种类 039 4.1.3 等电位联结的设置 041 4.1.4 等电位联结的实施 041 4.2 等电位联结和接地的关系 042 4.2.1 等电位联结和接地的共同处 042 4.2.2 等电位联结和接地的区别 042 4.2.3 接地和等电位联结降低接触电压效果的比较 043 4.3 辅助等电位联结的应用 045 4.3.1 辅助等电位联结(SEB)的作用 045 4.3.2 设置 SEB 的目的 045 4.3.3 设置 SEB 的条件 045 4.3.4 关于 SEB 设置的设计实施 046 4.3.5 应用示例 053 5 电击防护 055 5.1 电击防护的基本原则 055 5.1.1 通用要求 055 5.1.2 电击防护包含的内容 056 5.2 电气设备防电击类别 056 5.2.1 概述 056 5.2.2 各种防电击类别的特征 056 5.2.3 应用场所和条件 058 5.3 基本防护措施 059 5.4 故障防护 061 5.4.1 故障防护措施之一——自动切断电源 061 5.4.2 故障防护的其他措施 082 5.4.3 附加防护 085 6 短路保护 088 6.1 短路故障的基本概念 088 6.1.1 短路故障的危害和保护要求 088 6.1.2 动稳定要求 089 6.1.3 热稳定的物理概念及技术要求 089 6.2 保护电器类型及装设要求 091 6.2.1 短路保护电器的类型 091 6.2.2 保护电器的兼用 091 6.2.3 保护电器的装设要求 091 6.3 短路保护的技术要求 093 6.4 短路保护的设计实施 095 6.4.1 概述 095 6.4.2 熔断器做短路保护 095 6.4.3 断路器做短路保护——选择型断路器短延时脱扣器切断短路 电流的分析 098 6.4.4 断路器做短路保护——断路器瞬时脱扣器切断短路电流的 分析 099 6.5 短路电流计算表 106 6.5.1 编制短路电流计算表的用途 106 6.5.2 编制短路电流计算表的依据和条件 106 6.5.3 编制短路电流计算表的方法和应用 108 7 过负荷保护 135 7.1 过负荷保护的技术要求 135 7.1.1 基本要求 135 7.1.2 相导体的保护 135 7.1.3 中性导体(N)的保护 136 7.2 保护电器 136 7.2.1 用做过负荷保护的电器特性 136 7.2.2 兼有过负荷保护和短路保护的电器 136 7.2.3 仅具有单一功能的保护电器 137 7.2.4 具有短路时切断、过负荷时不切断仅发报警功能的 保护电器 137 7.3 过负荷保护电器与导体的配合 137 7.3.1 防护电线、电缆过负荷保护电器特性 137 7.3.2 关于 I2的参数 138 7.3.3 过负荷保护电器与导体配合图解 140 7.3.4 采用熔断器做过负荷保护的改进 141 7.4 过负荷保护电器的装设 141 7.4.1 保护电器装设要求和位置 141 7.4.2 不需要装设过负荷保护的场合 142 7.4.3 由于安全的原因不应装设过负荷保护的回路 143 7.5 并联导体的过负荷保护 143 7.5.1 多根导体并联用 1 台过负荷保护电器 144 7.5.2 并联各导体分别装设过负荷保护电器 144 7.6 过负荷保护的应用 145 7.6.1 方便设计应用的措施 145 7.6.2 采用断路器做过负荷保护 145 7.6.3 采用熔断器做过负荷保护 146 7.6.4 过负荷保护应用的综合结论 146 8 低压配电系统的热效应防护 148 8.1 热效应防护的范围和基本要求 148 8.1.1 防护范围 148 8.1.2 基本要求 148 8.2 电气火灾的危害和防护要求 149 8.2.1 电气火灾的危害和危险场所 149 8.2.2 电气装置和线路火灾防护的一般要求 150 8.3 火灾预防措施 151 8.3.1 配电系统火灾预防措施 151 8.3.2 电气设备的火灾防护措施 152 8.3.3 照明灯具的火灾防护措施 153 8.3.4 配电系统布线的火灾防护措施 154 8.4 电气设备外壳热效应灼伤防护 155 8.4.1 一般原则 155 8.4.2 表面温度限值 155 8.4.3 超过表面温度限值应采取防护措施 155 8.4.4 在儿童可能触及的条件下的防护要求 155 8.5 本章(热效应防护)主要依据说明 156 8.5.1 主要依据的国家标准、规范 156 8.5.2 参考资料 156 9 低压电器选择 157 9.1 低压电器的种类和技术要求 157 9.1.1 低压电器的种类 157 9.1.2 配电电器选择的一般技术要求 157 9.1.3 保护电器的特殊技术要求 158 9.2 开关、断路器的极数选择 158 9.2.1 开关、断路器极数的概念 158 9.2.2 两个对立的原则 159 9.2.3 四极开关、断路器的通断要求 159 9.2.4 应装设四极开关的情况 159 9.2.5 宜装设四极开关(或单相两线制的双极开关)场合 160 9.2.6 不允许装设四极开关的情况 160 9.2.7 不需要装设四极开关的情况 161 9.2.8 采用熔断器式隔离开关做保护电器的回路 161 9.3 开关、隔离开关的选择 161 9.3.1 开关、隔离开关的名称、定义、功能和图形 161 9.3.2 分类 163 9.3.3 特性 164 9.3.4 隔离电器的技术要求 165 9.3.5 几种配电电器的主要功能对比 166 9.3.6 隔离开关的应用 167 9.4 保护电器的主要性能 169 9.4.1 熔断器的主要性能 169 9.4.2 断路器的主要性能 174 9.4.3 剩余电流动作保护电器(RCD)主要性能 189 9.4.4 电弧故障保护电器主要性能 192 9.4.5 熔断器和断路器发展历程和主要性能对比 196 9.5 保护电器的选择 198 9.5.1 用电设备正常工作和启动过程中不应切断电源 199 9.5.2 保护电器的选择性 202 9.5.3 保护电器的通断能力 215 9.5.4 保护电器选择总结和应用示例 225 10 配电线路导体选择 231 10.1 导体材料 231 10.1.1 导体材料的种类231 10.1.2 铜导体的主要性能 231 10.1.3 铝导体的主要性能 232 10.1.4 铜包铝导体的主要性能 232 10.1.5 铝合金导体的主要性能 233 10.1.6 导体材料的选用233 10.2 电线、电缆的绝缘材料 234 10.2.1 绝缘材料的主要性能 234 10.2.2 电线、电缆几种*常用的绝缘材料 234 10.3 电缆的阻燃和耐火性能及其应用 236 10.3.1 阻燃和耐火——两种不同的概念和技术要求 236 10.3.2 阻燃电线、电缆的主要性能 236 10.3.3 耐火电缆主要性能 237 10.3.4 阻燃电缆和无卤低烟阻燃电缆 237 10.3.5 阻燃电缆和耐火电缆的应用 238 10.3.6 耐火电缆应用中线路电阻的影响 238 10.4 导体截面积选择 239 10.4.1 相导体截面积选择 239 10.4.2 中性导体(N)截面积选择 241 10.4.3 保护接地导体(PE)截面积选择 245 10.4.4 PE 导体截面积选择的创新 248 10.4.5 保护接地中性导体(PEN)截面积选择 258 10.4.6 保护联结导体的截面积选择 260 10.4.7 接地导体的要求和截面积选择 260 10.4.8 导体截面积选择汇总和保护导体示例 261 附录 A 部分企业断路器的允通能量(I 2t)值 264 附录 B 封闭电器外壳的防护等级与应用 272 附录 C 电气设备外界影响特性分类 277 参考文献 281 索引 285