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、工程概况根据现场查看的路灯控制箱，有以下几点不符合设计规范：1、 控制配电箱无地线（PE线），布线杂乱不规范；2、 出线开关无漏电保护，发生触电时，电源可能不容易被切除；3、 进线端用熔断器做总开关，维修不方便；4、城市照明供电系统采用的是TT系统，漏电开关容易误动作；二、解决方案方案一：一、问题TT系统作为我国低压供电系统三大运行方式之一，TT系统运行中目前存在的主要问题：一是馈电用电源回路总开关或中级保护用的漏电电流保护器不能保证正常供电，如一合闸就跳闸等；二是末级用户产生故障时越级跳闸而末级漏电电流保护器却拒尽动作，扩大停电范围，影响用电生产、照明等；三是

2、在保证安全供电的条件下用电设备容量受到限制。二、解决办法1、电源系统接地与电气设备接地在TT系统内电源有一点与地直接连接，负荷侧电气设备包括低压配电屏、开关箱在内的所有电气设备外露可导电部分与电源接地点无电气联系，故障电流只能流经大地才能返回电源。这是TT系统所独具的特点，与IT、TN系统的主要区别之一。比如一个变电所或柱上变电站，变压器与低压配电屏或开关(仪表)箱之间，固然都紧靠安装，但是都必须各自设置互无电气连接的独立的接地极。这样做才能消除故障时接地点电位窜动，有效防止越级跳闸等异常现象出现。2、选择性保护固然非重要负荷可采用无选择性切断，但在TT系统采用漏电电流保护器时，应采用上、中(

3、假如有)、下级选择性保护。为使上、下级公道配合，必须综合考虑电气设备容量、用途、停电后果及损失等情况。一般有以下三种配合方式：2.1、级差上级In1下级n2，级差一般一到二级。末端只对一个设备或一户民宅等小设备进行保护。2.2、延时动作末端安装固有动作时间为0.1s高灵敏度的漏电电流保护器，而在分支线上安装带有延时特性的中等灵敏度的漏电电流保护器，虽有延时但系统具有良好的选择性保护。电源侧保护器分断时间最长不宜超过1s。这种配合方式在TT系统中被普遍采用，发挥很好的作用。2.3、综合保护为线路更加安全可靠运行，采用选择性保护时采取综合保护形式，即漏电电流保护器既具有级差又有延时动作的保护器。故

4、障频率较高的地区应该都采用这种保护形式，以确保供电可靠性。3、供电范围供电范围不仅取决于供电半径，而且还要延伸到一个回路分接几个分支回路或一个末端漏电电流保护器接有几个分支回路的题目，即供电范围还要考虑供电回路覆盖面积。3.1、漏电电流保护器经常动作的原因(1)路灯照明漏电电流较大，其原因如下：1)电缆(线)制造质量差；2)施工质量差；3)家用电器和日用电器质量差；4)随意性和临时用电较多；5)错误接线，TT系统内严禁N线和设备外露可导电部分的接地端子相连，以防系统产生过电压，损坏电气设备。(2)分支线数过多：我们可以相象到，产生如此大的漏电流的几十个灯或百来个灯作为一个回路供电，对馈电或分支

5、电源回路的漏电流将相对增大，保护电器都将处于动作值的临界状态，或者达到动作值，不能正常供电。(3)三相不平衡也是漏电保护器误动作的因素之一。3.2克服这些问题的办法(1)降低负载漏电流：已投运的路灯，凡漏电流大者应逐一检查找出原因并加以处理。新建的路灯在投运前需经供电部分检测和验收，凡漏电流大者需整改后再行供电。对路灯来说，这一步工作非常必要，将问题处理在末端，减轻对系统保护的压力。(2)缩小供电范围：缩小供电范围，减少分支与末端并联回路数。最好能做到一个灯杆配一个漏电电流保护器，一个分支回路(或中级)漏电电流保护器保护的照明灯不宜超过10个，如6个或9个，而一个馈电回路所保护的中级保护器数目

6、宜少于5处等。(3)降低线路漏电流的措施：1)电缆应采用全绝缘防腐防水的电线等；2)加强线路的绝缘覆辙，地埋必须要穿管敷设；3)规范引下线和分支线处的处理等等。(4)加强维护，定期检测和监视：供电部分各级职能机构作为能源供给主要服务窗口，以拓展电力市场为宗旨，加强服务。不能只忙于抢修，而应强化维护防止故障发生，尤其事故多发季前加强检验与监测，将事故隐患消除在事发前。4、探讨接地电阻在TT系统中，中性点接地与保护接地电阻均为4时，单相接地故障时，能自动切断供电电源的断路器脱扣电流要20A，而熔断器熔体电流只有6A。假如电气设备稍大则就不能自动切断供电电源，且在外壳上长期存在110V(50V)的电

7、压，是对人体十分危险的。利用现代接地技术，在大多数地区不难做到或得到不小于0.5阻值的接地电阻。假如保护接地电阻在0.51时，满足安全电压的短路电流1050A，断路器或熔断器整定电流在7532A或2010A，可进步TT系统受电设备容量，即断路器保护的电机容量可达50kW左右。这种进步是我们人工建造了电源侧中性点接地电阻和保护接地电阻比3.4(或3.6)1取得的。由于产生漏电电流保护器动作电流n的短路电流远比熔体和断路器动作电流小，前者以毫安而后者以安或千安计量。漏电电流保护器对电气设备保护接地电阻值要求不高，当n为30100mA时满足安全电压的电阻为1660500之间。因此受电设备容量也不受限

8、制。这就是TT系统采用漏电电流保护器的根本原因。但是接地电阻值的配置宜为倒宝塔形，以利于防止越级跳闸扩大停电范围。5、关于断路器瞬时脱扣器的动作电流问题当单相对地短路时TT系统，短路电流需经大地返回电源，故有效制约了接地故障电流。但其保护接地电阻值不可能做得很小，接目前接地技术，较经济地达到0.5左右，但还要满足dR50V及5s或0.4s内切断电源。这就要求，当线路或设备发生接地故障时，在断路器瞬动电流倍数设有1.25、1.5、1.75、2倍等，但目前100A及以下的断路器只有10倍，个别的有3倍或5倍整定值，满足不了要求。当断路器用具有低倍数瞬动值，且满足切断电源要求时，不都使用漏电电流保护

9、器，亦可使用断路器，也可使用断路器和漏电电流保护器相互配合使用的新格式，TT系统将发挥出更大的作用。6、漏电电流断路器漏电保护器是漏电电活动作保护器的简称，按其脱扣器来分，可分为电磁式、电子式两种。按其保护功能分为漏电开关、漏电断路器、漏电保护插座等。漏电开关是由零序电流互感器、漏电脱扣器和主开关的组合，具有漏电保护和手动通断电路的功能。漏电断路器又称漏电自动开关，是由漏电开关和带有过负荷保护及短路保护的主断路器组成，下面对漏电电流断路器的选择说明两个问题。6.1漏电保护器功能选择根据有关规范和规定，配电线路与用电设备、日用电器保护均应设过负荷保护、短路保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或

10、发出报警信号。因此在系统中，总、中、末级保护应根据规定和要求，选用带有短路、过载、接地故障保护功能的漏电断路器，而不应选用只作为线路和设备漏电、触电保护用漏电开关。6.2末端保护器选择漏电电流保护器可检测、判定线路和设备是否漏电，通过电源输进的电流和返回电网的电流相量是否平衡来判定。尤其适用于对单相接地故障检测和判定。可是它对于相零、相间短路以及过载故障或其他异常现象无检测和判定有力。带有短路、过载脱扣器的漏电断路器才能承担起保护配电线路和设备的短路、过载以及单相接地故障保护。末端保护器是这一保护的最重要环节。中级或总保护器是它的后备保护。漏电保护器中有过压保护、欠压保护、漏电流保护，还有过载

11、保护、短路保护及延时动作型等多种功能的保护器。设计和选用时根据实际要求，依据产品说明书公道选用满足要求的所需保护器。有些用户错误的选用了保护器，安装了只带有漏电保护功能的漏电开关。当过载和短路时不能及时切断电源导致了火灾，误以为保护器质量有题目，这种案例不少见。我们千万要注重，漏电保护器也有功能选择和配合问题，设计时一定要按照规定设置所需要的保护，选用满足要求的保护器。7等电位连接辅助等电位和总等电位连接技术已广泛应用于产业企业和民用建筑。该技术也能适用于TT系统供电的村庄和民宅。我们将等电位连接技术延伸到设备外露可导电部分的保护接地技术上，充分利用自然条件，较经济地实现和得到阻值较低的保护接

12、地电阻，从而增加TT系统只能靠漏电电流保护器一统天下的局面，重新开拓断路器、熔断器保护的TT供电系统。7.1保护接地新建村庄可同一规划、设计保护接地系统。沿村寨边沿或内环路边设计施工一闭合的接地极，用面积法(R0.5g/()，(g为大地电阻率公式估算接地电阻)，最后实测确定R值。实践证实，接地体所包围的面积大于100m2就很有效，假如某村寨为100户，可设适量接地井，每户将保护接地线引至接地井即可。接地系统设计寿命为2530年。埋地接地线年均匀最大腐蚀厚度，圆钢为0.20.3mm、扁钢为0.10.3mm、镀锌扁钢为0.065mm。当土壤电阻率大于300·m干燥土壤内年均匀最大腐蚀厚度

13、，圆钢为0.070.2mm、扁钢为0.070.1mm、镀锌扁钢为0.065mm，故45mm厚扁钢就能满足设计要求。7.2水下接地极很多山庄依河两岸布阵，我们可利用人类赖以生存的河水作水下接地极。由于水的电阻率很低，轻易得到低电阻值，水越深其电阻值越低。水下接地极电阻按0.245w()(w为水的电阻率)计算。为水深系数，可从有关资料查到，w也可由测试或当地环保部分水文资料中查得。8结论综上所述，从TT系统存在的三个题目进手作了具体的分析、探讨，并分七个题目分别提出了解决办法。漏电断路器原理 漏电保护器的主要部件是个磁环感应器,火线和零线采用并列绕法在磁环上缠绕几圈,在磁环上还有个次级线圈.当同一

14、相的火线和零线在正常工作时,电流产生的磁通正好抵销,在次级线圈不会感应出电压.如果某一线有漏电,或未接零线,在磁环中通过的火线和零线的电流就会不平衡,而产生穿过磁环的磁通,在次级线圈中感应出电压,通过电磁铁使脱扣器动作跳闸. 加张图：三相漏电保护器的原理 广泛应用的漏电保护器都是电流动作型。工作原理如图所示。作为TAN的一次线圈的相线L1、L2、L3和零线N均通过零序电流互感器TAN。 根据基尔霍夫第一定律：I=O。 正常情况下， 当设备三相负荷平衡，其一次电流的矢量和为零，即Iu十Iv十Iw=O；TAN二次线圈无电流输出，脱扣器YA不动作， RCD正常合闸运行。 当设备发生漏电或人身触电时，

15、则故障电流Id经大地回到电源变压器TM而中性点构成回路。由于对地出现漏电电流Id，则流经TAN的矢量和不等于零，即通过TAN的Iu十Iv十Iw+In0， TAN的二次侧有剩余电流流过，电磁脱扣器YA中有电流流过，当电流达到整定值时，脱扣器YA动作，漏电保护器RCD掉闸，切断故障电路，从而起到保护作用。三极与四极漏电保护器的简单分析 低压配电系统中装设漏电保护器是防止人身触电的有效措施，也可以防止因漏电而引发的电气火灾及设备损坏事故。漏电保护器一般分为一极、二极、三极、四极。其中一极、二极漏电保护器的结构原理图，它们的主要区别在于当漏电事故发生时是否断开零线。其工作原理均为通过检测相线、零线电流

16、的相量和是否为零来判定是否有漏电事故发生。本文所讨论的重点是三极、四极漏电保护器的工作原理与应用场合的差异。 笔者查阅一些厂家提供的三、四极漏电保护器结构原理图时发现一些问题，源自某国产品牌开关制造商产品资料，源自某进口品牌开关制造商产品资料。我们发现二者的四极漏电保护器的结构原理图并无区别，但三极漏电保护的结构原理图却存在重大不同，并由此引发其使用也有重大区别。 在分析之前，需要明确一个概念，即“负载三相平衡”。在三相交流电系统中，负载三相平衡时，其三相电流相量和为零。但笔者以为，所谓“负载三相平衡”是一个理论概念，在实际的产品制造中，由于生产工艺、使用条件及电源品质等因素的制约，理想的三相

17、完全平衡的负载不大可能存在，其三相电流ia、ib、ic的相量和不为零而且很容易达到漏电保护器的动作电流值例如30mA。因此，“负载三相平衡”这个概念只具理论意义。本文以下谈到三极、四极漏电保护器的应用时与此相关。 首先二者的漏电动作原理相同。均是通过检测穿过零序电流互感器的3根相线和1根N线的电流相量和是否达到漏电保护器的动作电流值来决定其是否脱扣。对于正常工作的三相四线配电系统，不论其所带负载如何，均有ia+ib+ic+iN=0，漏电保护器不动作。一旦发生接地故障时，故障相有一部分电流经故障点流入大地，此时零序电流互感器内电流相量和不等于零，即ia+ib+ic+iN0，漏电保护器动作，切断故

18、障回路，从而保证人身安全。不同之处仅在于漏电保护器动作时，在切断相线的同时是否切断零线。因此，笔者以为，所谓的三极漏电保护器是一种“假三极”漏电保护器，其实质与四极漏电保护器相同。 应用时，正常情况下，若负载是Y形接法，不论三相平衡与否，其中性点与N线相连，则穿过零序电流互感器的相线及N线电流相量和为零，即ia+ib+ic=-iN，当然没有问题。但若负载是N形接法，由于负载无中性点，则漏电保护器的N线被悬空，iN=0。此时，只有负载三相平衡，即ia+ib+ic=0，才有ia+ib+ic+iN=0，保证漏电保护器不动作。但如前所述，“负载三相平衡”是一个理论概念，不具多少实际意义。因此漏电保护器均应用于三相四线配电系统中，而不论其负载是否平衡。对无中性点的负载，则不可使用。 大不相同，穿过零序电流互感器的仅有3根相线，因此，它检测的仅是三相电流的相量和。在正常的配电系统中，要使ia+ib+ic=0，只有以下2种情况： 1. 三相四线配电系统中，负载三相平衡。此时，尽管系统的N线未穿过漏电保护器的零序电流互感器，但因ia+ib+ic=0，漏电保护器不动作。但亦如前述，这是一种理论状态。 2. 配电系统本身是三相三线制，不论其负载是否三相平衡，也不论负载是Y形接法或形接法，均有ia+ib+ic=0，漏电保护器不动作。图3-a类型漏电保护