（理论知识）低压配电基本知识

低压配电基本知识电能的产生及输送、分配及使用工业高压/中压变电站中压/中压配电站中压/低压变电所发电厂架空线路埋地电缆民用商业基础设施升压变电站配电系统标称电压根据GB156标准低压电压范围交流100-1000V国内常用220/380V(国外常用230/400V)中压10kV,20kV,35kV高压/超高压110kV,220kV,330kV/500kV线电压和相电压

U/V

=380V/220V=O22OV22OV22OV38OV38OV38OV电能的产生及输送、分配的基本规律带储油箱的油浸式变压器

TRIHAL干式变压器低压开关设备常用标准标准 住宅用设备 工业及小型商业<1000V低压开关设备总则 IEC60947-1/GB14048.1

低压断路器 IEC60898/GB10963 IEC60947-2/GB14048.2

低压开关、隔离器 IEC60669-1/GB16915 IEC60947-3/GB14048.3

接触器 IEC61095/GB17885 IEC60947-4/GB14048.4

电动机起动器 不带过电流保护的 IEC61008/GB16916

剩余电流动作断路器带过电流保护的 IEC61009 IEC60755(剩余电流保护断路器)剩余电流动作断路器 GB16917 GB6829«Industrial

»工业«Domestic

»民用IEC/EN开关设备设计标准

适用于125A,25kA，230/400V以下场合简易安装与选择面向非专业人士，保证安全(ThecustomercouldclosedtheMCBagainonashortcircuit)适用于所有电流值完整电气特性重视生产商的选择（以及顾客的理解）“民用”和“工业”标准：主要区别

IEC/EN60898-1

民用标准

IEC/EN60947-2

工业标准

分断能力6kA或者75%Icu取决于生产商

25%,50%,75%100%Icu隔离适用性强制

测试标准相对于898更严格温升限制：端子上温度+65℃

装置前端温度+40℃在使用寿命或分段能力测试后检测：最高80摄氏度最大电压230/400VAC400/500/660/690/100VAC/DC冲击耐受电压与操作电压相同取决于生产商

500V,630/690V,800/830V,1000V脱扣曲线B,C,D取决于生产商

任意值+/-20%基准整定温度30℃40℃CEisnota«

quality

»mark

CE并非“质量”认证标志

Reasontobe理由Provideconsumers

aqualityreference为顾客提供质量认证的信息SuppresspaperworksbetweencountriesinsidetheEuropeanmarket欧洲市场已停止此项纸质认证Guarantee保证Productcompliant

withnationalstandards产品符合国内标准Usewillnotgeneratedisturbancesnordanger产品使用环保且安全Obtainment获得Testsandfollow-upbygovernmentrunauthority,

liabletowardsconsumers经政府当局测试并跟进，对用户负责Manufacturer’scommitment,withoutanyverification生厂商的承诺，但未经核实Questioning咨询Tothelocalauthority当地相关部门TotheEuropeanCommissionerinchargeofindustry工业事务委员会开关电器的基本功能隔离为了安全，将装置、母线从其供电的电源隔离，构成独立的不带电的部分控制保证接通和断开部分或全部正常工作设备的电源断开设备电源，用于设备维护和应急保护当发生电气故障时，可自动断开部分装置的电源保护设备保护人身安全选择断路器的基本原则按正常工作条件选择额定电压额定电流保护特性按短路工作条件选择短时耐受电流短路分断能力按使用环境条件选择与电流相关的参数In：额定电流Ib：计算电流（实际运行电流）Ir：整定电流Iz：电线电缆允许载流量Isc：短路故障电流Icn：极限短路分断能力Ics：运行短路分断能力InIcnIzIrIb常用电工术语Ue－额定工作电压Ui－额定绝缘电压Uimp－额定冲击耐受电压In－额定工作电流Icw－额定短时耐受电流Icn－额定短路分断能力SCPD－短路保护电器RCD－剩余电流保护器PE－保护接地PEN－保护接地中性线AC－交流DC－直流常用电气图形符号动合（常开）触点动断（常闭）触点先断后合的转换触点

中间断开的双向转换触点常用电气图形符号

发电机

干电池或者蓄电池

变压器

三角形－星形连接的三相变压器

电流互感器

互感器线圈常用电气图形符号电压表WhvarhVAWVARHz电流表功率表无功功率表频率计有功电度表无功电度表常用电压相术语常用电气图形符号5根导线（具有中性线和保护线的三相配线）设备外壳防护等级IPX

X：用数字表示外壳提供的保护程度第一个数字代表防止固体进入0-无防护1-防止直径大于50mm固体进入2-防止直径大于12.5mm固体进入3-防止直径大于2.5mm固体进入4-防止直径大于1mm固体进入5-防尘(无有害沉积)6-尘密第二个数字代表防止水进入0-无防护1-防止垂直滴水2-防止垂直方向15°范围内滴水3-防止垂直方向60°范围内淋水4-防止任何方向的溅水5-防止任何方向的喷水6-防止海浪或强烈喷水7-防浸水影响8-防潜水影响设备外壳耐冲击等级电击防护和接地系统BuildingaNewElectricWorld4000人受过严重电击100死亡MinistryofEcology,SustainableDevelopment,TransportandHousing4th600人死亡3,600在美国，触电是工业事故第四大事故原因导致瘫痪在法国，每年电气事故导致电气危害在全球人身保护基本理论人体阻抗ZTUC=ZTID

ZT

取决于频率接触电压通过人体的路径危险的发生取决于电流强度ID通过人体的时间在50Hz时,敏感性最高皮肤(手)内阻皮肤(足)电流对人身的影响依照IEC60479对人身保护的要求，电流对人体的影响见右图时间ms/电流mA曲线15至100Hz直流电电流的影响区域1:曲线A内,无影响曲线A=感觉线区域2:曲线B内,有感觉曲线B=有感与不适的界限区域3:曲线c3内,除不适外，有肌肉包括心脏收缩的危险，但可恢复，曲线c1决定危险几率为0%的界限曲线“c2”:几率为5%曲线“c3”:几率为50%区域4:如曲线c3,区域3中几率大于50%的区域；心室纤颤危险和不可恢复影响的可能区域1:可承受的区域2:强烈不适区域3:肌肉收缩区域4:心室纤颤危险(心跳停止)c1:几率5%c3:几率>50%安全电压t(s)UL25VUL50VV通常最大安全电压UL

UL应用场所占环境 示例

50V 80% 干燥

娱乐场所，商店

办公室，印刷厂

25V 19% 潮湿

洗衣房，盥洗室

1% 非常潮湿

游泳池，浴室，

电气接触的危险－直接接触直接接触的定义：人体与正常带电导体的接触直接接触的防护措施采用阻挡物或置于伸臂范围之外将带电部分加绝缘遮拦或外护物具备IP2X或IPXXB的防护等级采用超低电压(SELV/FELV)做为补充防护措施：安装≤30mA剩余电流保护器电气接触的危险－间接接触间接接触的定义：人体与正常时不带电，但由于绝缘损坏或其他事故原因可能带电部分的接触间接接触的防护措施自动切断所接电气设备的电源当设备出现绝缘故障时，自动断开设备中的故障部分。以使人体预期的接触电压和持续时间不致达到产生有害效应的危险外露可导电部分必须可靠接地，并做等电位联结

采取特殊的防护措施防止间接接触的保护防止间接触电无自动断电时防止间接接触Un<50V使用安全超低压SELV(50V),PELV(25V)使用II级绝缘装置使用隔离变压器等电位联结

Ⅱ类设备的符号：等电位联结电器设备的所有外露可导电部分和所有可接触的装置外可导电部分应接地等电位联结两个同时可接触的裸露可导电部分必须连接到同一个接地极上总等电位联结低压接地系统的分类（续）根据IEC60364的定义

TT系统123NTN-S系统123NPETN-C系统123PEN

IT系统123T-Terre大地I-Isolate隔离N-Neutral中性点S-Separate分开C-Combine合并TT系统低压变压器中性点直接与接地电极相连设备的裸露可导电部分（外壳）连接到一个独立的接地电极上L1L2L3NRnRuPETT系统故障电流值

If=Uo/(Rn+Ru) =220/(10+10) =11A Uf=Ru×If =10×11 =110V>UL=50V故障电流产生危险接触电压SCPD通常不适合于消除这类故障380V/220VL1L2L3NIf=11ARu10Rn10Uo=220VUf=110V裸露可导电金属部分负载TT系统采用剩余电流保护装置(RCD)用于人身防护脱扣条件

接触电压≤安全电压

Ru×IΔn≤UL

(IΔn是RCD设定值)

IΔn≤UL/Ru

=50/10

=5A380V/220VL1L2L3NIn≤5ARu10Rn10Uo=220VSCPD25A裸露可导电金属部分负载TT系统RCD的功能300mA30mATT系统的主要特点人身保护危险故障电流故障电流不足以启动短路保护装置保护必须几乎瞬动由特别设计的RCD装置提供防火灾限制故障电流RCD自然地处理人身保护供电连续性通过RCD之间选择性获得TN-C系统PE和中性线合并成PEN线L1L2L3PENRnTN-S系统低压变压器中性线直接与接地极相连装置的裸露可导电部分都用PE线连接到同一个接地电极上PE和中性线分离L1L2L3NPERnTN-C-S系统在TN系统中上游部分是TN-C下游部分是TN-S注意：禁止在TN-C系统的上游使用TN-S系统L1L2L3NPERnL1L2L3PENTN系统接地故障分析故障电流等于单相/PE线短路电流故障电流产生危险的接触电压电源电压降至0.8Uo当PE线和相线尺寸相同，接触电压是

Uf=0.8×Uo/2=88V>UL(50V)断路器必须脱扣380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf裸露可导电金属部分故障TN-S系统的附加保护IEC防火标准。对于TN-S系统,如有火灾危险建议使用一个300mA剩余电流保护装置由RCD提供保护对Id无限制与TT系统相同提供RCDRCD保护设备的选择性与TT系统相同额定剩余动作电流的设定延时的设定L1L2L3L4In2In1

2L1L2L3L4In300mATN-S系统的特点人身保护故障电流是危险的故障电流通常大到足以被短路保护装置切断脱扣必须是瞬时的如断路器本身的保护条件不能满足要求，可用RCD提供保护防火故障电流大需用附加的RCD来处理供电连续性通过短路保护装置之间的选择性来实现IT系统定义低压变压器中性线不与接地电极相连负载的裸露可导电部分都用PE导线连接到一个公共接地电极上,形成一个等电位的连接L1L2L3NPEIT系统接地故障分析IT系统第二次故障分析原理同TT由RCD提供的保护L1L2L3NCPIIT系统的主要特点第一次故障电流很弱第一次故障接触电压很低如双重故障产生危险接触电压第二次故障脱扣发生第一次故障时是安全的第一次故障发生后不影响供电连续性使用PIM作故障检测检查脱扣条件必要的计算校验接地系统小结 没有特优的系统综合各种条件确定所需要采用的接地系统我国情况北方地区大多采用TN系统南方地区多采用TT和TN系统矿山井下多采用IT系统航海产品：IACS—国际船级社联合协会ABSLRSBVRINAGLDNVCCSRMRosKRSNKABS:

AmericanBureauofShipping美国船级社LRS:

Lloyd’sRegisterofShipping劳氏船级社Rina:

RegistroItalianoNavale意大利船级社BV:

BureauVeritas法国船级社GL:

GermanischerLloyd德国劳埃德船级社DNV: DetNorskeVeritas挪威船级社RMRoS:RussianMaritimeRegisterofShipping俄罗斯船舶登记局CCS:

ChinaClassificationSociety中国船级社KRS:

KoreanRegisterofShipping韩国船级社NK:

NipponKaijiKyokai日本船级社CEisnota«

quality

»markReasontobeProvideconsumers

aqualityreferenceSuppresspaperworksbetweencountriesinsidetheEuropeanmarketGuaranteeProductcompliant

withnationalstandards

UsewillnotgeneratedisturbancesnordangerObtainmentTestsandfollow-upbygovernmentrunauthority,

liabletowardsconsumersManufacturer’scommitment,withoutanyverificationQuestioningTothelocalauthorityTotheEuropeanCommissionerinchargeofindustryStandardsandQualitymarksArgentinaSCSecuritySouthAfricaSABSBrazil

NUCIndonesia

LMKwithSNIMalaysia

SIRIMAustraliaRCMChina

CCCThailand

TIZIChile

INGERRussiaGOSTSthKorea

KERITaiwanBSMIIndia

ISI-TUVUSA

ULCanada

CSAQualityMarksinEuropeBelgiumCEBECSpain

AENORFrance

NFCzechRepublicEZUItaliaIMQPays-Bas

KEMAPortugal

CERTIFAustriaOVEDenmarkDEMKOGermanyVDESwitzerlandS+Norway

NEMKOSuedenSEMKOFinlandFIMKOULstandards

UL标准Supplementary

Protectors:

UL1077补充保护装置Branchcircuit

Protectors:

UL489分支电流保护装置认证和标准：满足不同OEM客户（设备制造商）设备出口或国内使用的双重需要从2007年7月起，全系列符合RoHS指令。标准（T&O04