低压配电系统中的隔离电器_secret

1、PAGE PAGE 6 低压配电系统中的隔离电器唐山市规划建筑设计研究院 梁社朝 王春燕【摘要】电气设计中应充分注意隔离电器的作用，隔离电器与断路器的功能不同，目前国产塑壳断路器及微型断路器不应作为隔离电器使用；在TN系统中，只有PEN线才有重复接地的问题。关键词 隔离电器 等电位联结 重复接地一般情况下，电气设计人员对隔离电器的重要作用缺乏像运行维护人员那样的切身感受，容易忽略隔离电器的存在，从而造成事故隐患。实际上，在国家规范中以及IEC标准中，对隔离开关的使用都做出了明确的规定，例如： GB5005295 供配电系统设计规范第6.0.10条：由建筑物外引入的配电线路，应在室内靠近进线点便

2、于操作维护的地方装设隔离电器。 GB 50054-95 低压配电设计规范第2.1.3条：当维护、测试和检修设备需要断开电源时，应设置隔离电器。 在GB 50055-93通用用电设备配电设计规范明确指出，电动机的主回路及控制回路、电梯、扶梯、电焊机等用电设备的电源线路均应装设隔离电器。 因此，隔离是保证设备维护人员安全的重要措施，设计人员应给予足够的重视。 根据国家规范，隔离电器可采用：一单极或多极隔离开关、隔离插头；二插头与插座；三连接片；四不需要拆除导线的特殊端子；五熔断器；六隔离型断路器。关于断路器是否可作为隔离器使用，一直存在着争议。根据IEC标准，作为隔离电器必须满足以下两点要求：1

3、隔离电器在断开位置时，其触头之间应保证一定的距离。2 电器的断开触头之间的隔离距离必须是看得出的或者明显地并可靠地用“开”或“断”指示标志。这种标志只有在电器每极的断开触头之间的隔离距离已经达到时才出现。目前一些国外产品如施耐德电器公司的NS系列，ABB公司的S系列塑壳断路器明确承诺具有隔离功能，而国产的低压塑壳式断路器是否具有隔离功能还未见资料，笔者认为，没有明确具有隔离功能的断路器不应作为隔离器使用。TN系统中隔离开关的极数问题： 1. 变电站设在本建筑物内的情况：当10KV变电站设在本建筑物内时，一般都采用TN-S系统，即在变电站中性线接地，做总等电位联结，由低压配电柜引出五线，N线与P

4、E线绝缘。这种情况下，中性线与地的电位差只是从总等电位联结点至我们考察点的不平衡电流及高次谐波电流在中性线中引起的电压降，在正常设计的配电线路中此电压降决不会超过安全电压阈值，这点已有许多有关文章详细论述。因此，不必为电气维修安全选用四极隔离开关。IEC标准中也明确指出：在TNS系统中，中性线不需要隔离或开关。（见IEC60364-4-46标准第461.2条）显然也是基于总等电位联结后做出的结论。 2变电站设在建筑物外，电源为380/220V低压电源引入的情况： （1）采用TN-C-S系统，室外配电线路四线，PEN线在进线处接地，与建筑物内的各种金属管道以及结构钢筋做总等电位联结，由总配电箱分

5、别引出PE线及N线，N线对地绝缘敷设；这种情况下，建筑物内中性线对地的电位差同样是从总等电位联结点至我们考察点的不平衡电流及高次谐波电流在中性线中引起的电压降（见图1），在正常设计的配电线路中此电压不会超过50V。 图1（2）采用TN-S系统，室外配电线路五线。配电线路进入建筑物后，N线不能再做重复接地，一旦接地，系统就变成TN-C-S系统。建筑物的总等电位联结不能包括中性线。这样室外配电线路故障引起的高电位就会由中性线引入建筑物。建筑物内中性线与地之间有可能形成威胁人身安全的电压（见图2）。因此，在这种情况下，在需要电器隔离的位置应采用四极隔离电器。权衡利弊，对于变电所设在建筑物外的TN系统

6、宜采用TN-C-S系统而不是TN-S系统。由于建筑物做了总等电位联结，总等电位联结后的N线、PE线与各种金属管道等均处于同一电位，室外配电线路的PEN线上的电压降对建筑物内无任何影响。由于建筑物内可采用三极隔离电器，配电箱尺寸可以相应减小。室外配电线路又省了一根线，节省了工程造价。而TN-S系统由于N线不能纳入建筑物总等电位联结，N线上的电位不能与建筑物的地电位“拉平“，只能采用四极隔离电器。 图2TT系统中隔离开关的极数问题： 对于TT系统，由于总等电位联结系统与中性线没有电气连接，当中性线带故障电位Uf进入建筑物时，建筑物内的总等电位联结系统确为地电位。因此中性线上由建筑物外部传导过来的故

7、障电压Uf可能会对电气维修人员的安全造成威胁（见图 3）。因此在TT系统中，为了保证维修人员的人身安全，应当在适当的位置装四极隔离电器。 结论： 目前由于“断零”引起的单相用电设备大量损坏的事例屡见不鲜，保证电气维修安全与减少“断零”事故的矛盾需要电气设计人员慎重处理。变电站设在建筑物内的场所采用TN -S系统，隔离电器选用三极即可；对于低压进线的建筑物宜采用TN-C-S系统而不是TN-S系统。在TN-C-S系统中除了在电源总进线处装四极隔离电器，以实现完全意义上的电气隔离外，其他位置不必采用四极隔离电器。从而将“断零”事故减少到最低限度。对于单相负荷，由于不会发生在三相系统中“断零”那样的事故，在适当的位置选用双极隔离电器可以说是有益无害的。 在TT系统中为了保证维修人员的人身安全，应在适当的位置装设四极隔离开关。重复接地的作用主要在于当中性线断裂时可以减少中性点位移，