06-01-16路灯配电系统若干问题的探讨(2)

2025-07-14

流之比)K的乘积形式来表达,即Ir2=K?Ir1,于是有Ir2=K?Ir1≥2.47Ic,由此可得整定倍数K≥2.47(Ic/ Ir1)。

另一方面,为了保证短路灵敏性,由式⑵可得到:If≥1.3Ir2 =1.3(K?Ir1),故K≤If/ (1.3Ir1)=0.77(If/ Ir1)。至此,即得到K取值范围的完整计算公式:

2.47(Ic/ Ir1)≤K≤0.77(If/ Ir1) ⑷

式⑷表明,降低回路运行电流或增大回路短路电流,对于拓宽K的取值范围都十分有利。此外,断路器短路过电流脱扣器的整定倍数K一定要合理取值,其大小应有所限制:K若整定太小,则无法避开灯具启动电流,可能导致开关误动;K若整定太大,又无法满足短路灵敏度要求,可能导致开关拒动。

就本工程实例而言,当路灯配电干线最末端发生接地故障(即图1中的f2)时,灯具引接线(BVV线)的相保阻抗不再计入回路中。可以计算得知此时的接地故障电流If=81A,代入到式⑷中就得到,1.966≤K≤3.119。如此小的K值,已无法选用常见的A类断路器;而B类断路器(如CM1E)的K值的调节范围很大,故推荐选用。对于本例而言,干线开关可选取K=2.0或2.5或3.0(短延时倍数)的CM1E。若取中间值2.5,则Ir2=K?Ir1=2.5×20A=50A(短延时脱扣器整定电流值)。

为了从动作时间方面来满足上、下级间配合,此处利用了B类断路器的短延时脱扣器

的短延时功能而非瞬时脱扣器的瞬动功能。

另外,只要具体设计中保证路灯配电线路的N线截面不小于PE线截面, L-N短路电流就必然不小于接地故障电流。因此,就可利用上述的B类断路器CM1E,来兼顾接地故障和L-N短路两种保护。

当然,当L-N短路忽略不计时,也可采用RCD来作为路灯干线开关(RCD的选择可参照下述关于TT系统的阐述)。

6

4.3 TT系统配电线路干线开关的选取

TT系统路灯配电线路的干线开关,推荐采用RCD或其组合电器。 4.3.1过载长延时保护

与TN-S系统整定相同。 4.3.2短路保护

路灯配电采用TT系统时,干线开关一般要采用RCD来作为接地故障保护。 根据《漏电保护器安装和运行》(GB 13955-1992), RCD额定漏电不动作电流的优选值为0.5倍的额定漏电动作电流I△n。同时前者也不应小于回路的正常运行最大泄漏电流Ix的2倍。因此:

I△n≥2?2Ix 即:

I△n≥4Ix ⑸

路灯回路正常运行泄漏电流Ix主要由三部分组成:各灯具正常泄漏电流Ix1、各灯具引接线正常泄漏电流Ix2和干线正常泄漏电流Ix3。

a. 对于Ix1,根据《电光源的安全要求》(GB 7248-87)规定,“B15d、B22d、E27、E40和G13型灯头的绝缘电阻,在正常气候下不应低于50MΩ,在潮湿气候下不应低于2MΩ”。由此推算HID灯(220V)的正常泄漏电流,分别应是220V/(50~2)MΩ=0.0044~0.11mA。对于单相回路的路灯而言,灯具总泄漏电流即为各灯具泄漏电流之代数和。而对于本文工程实例的三相回路而言,因路灯干线为三相配电且均衡分布,则其泄漏电流之矢量和Ix1基本为0。

b. 单套灯具的引接线(BVV线,长度为10m)正常泄漏电流可查参考文献的表11-27,近似为50mA/km。若为三相配电回路,可认为其矢量和Ix2为0。

7

c. 根据相关资料,电缆干线线路正常泄漏电流可按21.66mA/km计算,故Ix3=(990m/1000m)×21.66mA=21.44mA。于是,一个完整的三相路灯回路的正常最大泄漏电流理论值为Ix= Ix1+ Ix2+ Ix3≈21.44(mA)。实测数据也基本与此相当。

因此,干线开关RCD的额定漏电动作电流I△n≥4Ix =4×21.44mA=85.76mA。根据RCD的制作规格(优选值), I△n取值为100mA、300mA、500mA等,建议取值300mA及以上。当要和末端灯具开关RCD(0.1s)作时间上的配合时,干线开关RCD的分断时间可取0.2s。

上述RCD的漏电保护功能,仅针对接地故障而言。当接地故障和L-N短路需同时考虑时,则推荐采用“RCD + B类断路器”的组合型电器。而B类断路器的选择,仍与TN-S系统的类同,不赘述。 5灯具的短路保护

单个灯具属于不可能过载的设备,故灯具处无须设置过载保护;而鉴于灯具分支线处的导线截面显著减小(跟干线相比),因此每个灯具处宜设置短路保护。该短路保护电器的选择,应保证在灯具正常工作电流和启动尖峰电流下均不误动作,而短路时则应可靠动作,并按故障短路电流来校验其切断时间。 5.1 TN-S系统的灯具短路保护

本工程实例中,每灯的工作电流为Ic=250W×(1+10%)/0.85×220V=1.45A。根据前述的4.2.2小节,为可靠躲开灯具启动电流,当选择熔断器作为灯具开关时,其熔体电流要大于灯具工作电流的2.47倍,则熔体额定电流取为4A。

路灯属于固定设备,根据《低压配电设计规范》(GB 50054-95)(以下简称为《低规》),其接地故障保护装置的切除故障时间不宜大于5s,此时就要求短路电流与熔体额定电流之比不应小于4.5(当熔体电流介于4~10A之间时)。而本文的第3节里,已求得接地故障电流为75A,故有灵敏系数75A/4A=18.75,>4.5,就是说,可选取4A熔断器(RL1)作为

8

250W灯具(cosφ=0.85)的短路保护。

灯具开关采用小电流的熔断器时,其短路灵敏系数基本都在十几以上。因此,短路时熔体通常会迅速(甚至0.01s以内)熔断。这样,只要干线开关(B类断路器)的短路短延时时间整定为0.2s,就完全可以通过动作时间来满足级间配合。

鉴于成本相对低廉的RL1熔断器已足以胜任单个灯具的短路保护,而MCB和RCD成本都相对较高,且不易解决防盗问题,故在TN-S系统中对后二者不予以讨论。 5.2 TT系统的灯具短路保护

TT系统一般通过预期接触电压来规定接地故障保护装置的动作特性。而路灯虽处室外环境,但其安装场所一般都较为开阔,一旦人畜触电,都较容易摆脱;此外,现有国内规范、标准等,均未明确将路灯安装场所归类到“特殊环境”。有鉴于此,路灯TT系统的保护装置仍按符合下式条件即可:

RA?Ia≤50V ⑹

式中:RA——外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻之和(Ω);

Ia——保证保护装置切断故障回路的动作电流(A)。

根据现有《路灯规范》,当忽略接触电阻和PE线电阻时,RA要小于10Ω。于是,保护电器的动作电流Ia≤50V/10Ω,即 Ia≤5A。而就工程实例而言,若250W灯具的保护电器欲选用熔断器,则其熔体电流至少应为4A(见前述第5.1节)。这就意味着,250W灯具保护的熔断器之熔体电流值,此时只能介于4~5A之间(理论值),极为局促。显然此时不宜选用熔断器。

但若《路灯规范》里规定的接地电阻值可适当下降,比如为4Ω,则动作电流Ia取值范围有所扩宽,最大可达50V/4Ω=12.5A。这对于常规的150~400W的路灯灯具保护,已大致足够。此时的熔断器因动作电流甚小,也可兼作灯具处的L-N短路保护。

9

若要维持规范里的10Ω接地电阻不变,则应采用高灵敏度、快速动作型、带短路保护功能的RCD。对于本工程实例,可选择额定电流In=6A、I△n=30mA、分断时间为0.1s的单相RCD(须带短路保护功能)。当然,灯具处选用RCD作保护,始终存在成本较高、防盗不易解决等问题。故仅在经济条件许可及管理完好的小区里,才考虑以RCD作为末端保护。

尽管规范未明确路灯线路是否要做到严格的级间配合,而在设计中则应尽量予以满足。当TT系统的路灯采用上、下两级RCD保护时,若发生接地故障(常见),通过RCD的动作时间差,无疑能满足动作选择性要求;但若发生L-N短路(少见),则动作选择性不一定能得以确保。值得一提的是,当灯具开关采用熔断器,而干线开关采用RCD时,则无论在分断时间或动作电流上,二者都较难配合,即当熔断器的负荷侧发生接地故障时,作为配电线路干线开关的RCD很可能出现越级跳闸。 6保护接地

关于路灯的保护接地,《路灯规范》第 5.1.9条规定:“可触及的金属灯杆和配电箱等金属照明设备均需保护接地,接地电阻应小于10Ω。”该规范条文较为笼统,既未阐明具体如何做保护接地,也未区分TN系统和TT系统接地之差异。 6.1 TN-S系统的保护接地

从理论上讲,TN-S系统中发生短路时,短路电流并不流经大地。因此,《路灯规范》是否硬性要求保护接地电阻为某一具体数值(如10Ω),实际上对于人身、设备安全以及保护电器之选取等,都不会产生实质性的影响。

在具体实践中,灯杆处是否要设置保护接地体(即PE线是否重复接地),各地的设计方法不尽相同,但大都采取了每根灯杆或数根灯杆设置一组接地装置。而单纯从TN系统的自身定义来看,无论PE线有多长,它仅在电源处与N线互相接通并接地即可,PE线自身无须重复接地。对此,《路灯规范》无明确要求。

10


06-01-16路灯配电系统若干问题的探讨(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:二年级语文阅读练习、看图写话(含答案) - 副本

相关阅读
本类排行
× 游客快捷下载通道(下载后可以自由复制和排版)

下载本文档需要支付 7

支付方式:

开通VIP包月会员 特价:29元/月

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信:xuecool-com QQ:370150219