TN系统照明线路单相接地故障保护.pdf

代建电气MAE
?电气安全?
No.2 Vol 7(Serial No 74)2016
TN系统照明线路单相接地故障保护
张炳伙
(深圳市建筑设计研究总院有限公司,广东深圳518031)
摘要:针对当前照明配电设计中出现的部分问题,如未端照明配电箱馈线供电
半径过长,TN系统中馈线线路的间接接触防护电器切断故障回路的时间满足不了
单相接地故障保护的要求,探讨了TN系统照明线路单相接地故障保护的方法。
提出应结合项目设计的实际情况,选用正确的接地故障保护方法,以满足单相接地
故障保护的要求。
张炳伙(1987-),男,
从事建筑电气设计工
关键词:TN系统;供电半径;接触防护电器;接地故障保护
中图分类号:TU856文献标志码:B文章编号:1674-8417(2016)02-002103
0引言
定:配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末
端线路,不宜大于5s;供给手持式电气设备和移动
在民用建筑电气设计中,照明设计是建筑电式电气设备用电的末端线路或插座回路,1N系统
气设计不可或缺的一部分。由于工程设计周期的最长切断时间不应大于表5.2.9的规定。
短,工程量大,设计细节考虑不够完善,很多大地
IEC标准规定,所有接地系统切断固定设备
下室、大开间、大商场等建筑中的照明末端配电
和配电线路电源的允许最长时间为5s。
箱、馈线配电线路经常出现供电半径过长的情
固定式电气设备发生单相接地故障(单相短
况。如果馈线配电线路末端发生单相接地故障
路),人体接触后通常不会发生致死的事故。接
(单相短路),TN系统中配电线路采用的间接接地故障是一种短路,需及早切断,避免发生线路
触防护电器切断故障回路的时间是否能够满足
绝缘故障、电气火灾或其他电气事故,造成不必
故障保护的要求,值得进一步探讨。
要的人身安全事故和财产损失。
1规范相关要求
2计算分析
JGJ162008《民用建筑电气设计规范》强制
以常见的照明配电箱为例,馈线开关采用小型
性条文第7.7.5条规定,“对于相导体对地标称电
断路器( Miniature Circuit Breaker,MCB)C16A1P),
压为220V的TN系统配电线路的接地故障保护,
馈线导线:BV-3x2.5m(L、N、PE)。TN系统中配
其切断故障回路的时间应符合下列要求:对于配电
电线路的间接接触防护电器的动作特征应符合:
线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路,不
2、。≤U。
应大于5s:;对于供电给手持式电气设备和移动式电
式中:Z,一接地故障回路的阻抗;
气设备末端线路或插座回路,不应大于0.4ss
。一保证间接接触保护电器在规定时间
CB50054-2011《低压配电设计规范》
内切断故障回路的动作电流,为断
第5.2.9条提出,“TN系统中配电线路的间接接
路器瞬动电流或熔断器熔体额定电
触防护电器切断故障回路的时间,应符合下列规
流的若干倍,即。=Kn;
MAE规代建筑电气
No. 2 Vol, 7(Serial No, 74)2016
?电气安全?
U。一相导体对地标称电压。
表1国内某厂家MCB配电线路供电极限长度的临界值
在TN系统中的馈线配电线路末端发生接地
型号
I/A Z/(m/m)L/m
故障时,故障电流必须小于。,才能使间接接
MCB-C10A/1P
20.64
142
触保护电器在规定时间内有效动作。
根据文献[5],TN接地系统的低压网络单相
MCB-C16A/1P
120
88
接地故障电流为
U. A3
220
外资某厂家MCB的C型脱扣曲线如图2所
I
R2+X2
示。由图2可见,在5s的动作时间,接地故障脱
式中:U一网络标称线电压,即380V
扣电流的临界值约为8/。馈线配电线路供电极
R
元件的相保电阻
限长度的临界值如表2所示。
X,一元件的相保电抗
php
Z一元件的相保阻抗。
由文献[5]表4-25,得导线BV-3×2.5mm
(L、N、PE)的单位长度阻抗R=20.64m/m,
10
=0.29mS/m。
根据式(1)、式(2),计算出满足单相接地故
障保护的供电极限长度为
回富一
20
2X103
馈线配电线路末端发生单相接地故障(单相
B
D
10
短路)后,该回路采用的间接接触防护电器切断
电源的时间在5s内有效动作。
2345678910
1213
国内某厂家MCB的C型脱扣曲线如图1所
额定电流倍数
示。由图1可见,在5s的动作时间,接地故障脱
图2外资某厂家MCB的C型脱扣曲线
扣电流的临界值约为7.5。。馈线配电线路供电
表2外资某厂家MCB配电线路供电极限长度的临界值
极限长度的临界值如表1所示。
型号
IA
/(m9/m)
m
5000
2000
1000
MCB-C10A/IP 80
MCB-C16A/1P 128
10
50
20
10
表1、表2为理想化的情况,忽略了系统短路
容量、变压器阻抗等因素的影响。在实际的电气
0.5
设计中,导线供电极限长度会比计算结果更短。
0.2
由表1、表2可知,在大地下室、大开间、大商场等
0.05
这几种类型的建筑中,如果末端照明配电箱的馈
0.02
线线路供电半径超过其供电极限长度的临界值,
0.005
0.002
并发生单相短路接地故障,则MCB不能在规定
0.001
0.51234571020305070100200
的时间内切断电源。因此,必须采用表3中给出
额定电流倍数
的方法进行接地故障保护。
图1国内某厂家MCB的C型脱扣曲线
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