低壓配電線路保護選擇性技術探討

潘迎春

摘要：文章依據有關低壓配電設計的規范性要求，對低壓配電線路的保護和保護選擇性的要求做了較為詳細的闡述，對于應該如何選擇低壓保護電器的型號問題進行了分析，重點對配電低壓線路的設計缺陷和漏洞等問題進行了深入的探究，找到了一些普遍化存在的問題癥結，有的放矢地給出了可行性的方法，并對斷路器的選擇給出了較為簡單和符合成本預算的方案。

關鍵詞：配電低壓線路；選擇性技術；斷路器

1 保護電器規格篩選和參數調整

在如何選擇合適的斷路器這個問題上，必須先考慮已經選定的保護電器在各級設備之間是否能夠進行正常的運行工作，然后再考慮接下來的幾個問題。首先，對于熔斷器選擇來說，其相關的參數指標務必要達到國家標準型號，只有這樣才能使得各級設備之間能夠產生有選擇性的動作信號，而這得益于熔斷器的反時限動作信號。其次，已經在上一級中選好了的選擇性斷路器要具有電磁脫扣器裝置，這樣能達到自帶短延時的特性。為了穩定住斷路器的選擇性，對短延時脫扣器的延長時間以及額定電流都進行適當的調整和確定即可。

從所具備的功能上來說，不論是斷路器還是熔斷器都可以很好地降低短路情況的發生概率。但二者在使用次數上有明顯的區別，原因在于熔斷器是一種一次性的使用設備，也就是說在每次發揮其作用之后相關的工作人員都要進行更換操作，才能保證下次還能正常工作，因此，熔斷器成為中廣泛使用、低廉方便的電路保護部件。而斷路器則不是一次性設備，它可以進行遙控控制，就功能性上來說比熔斷器更加全面，可在電路出現故障時及時斷開，之后也可以繼續正常工作。本文依據有關低壓配電設計的規范性要求，對低壓配電線路的保護和保護選擇性的要求做了較為詳細的闡述，對于應該如何選擇低壓保護電器的型號問題進行了分析，重點對配電低壓線路的設計缺陷和漏洞等問題進行了深入的探究。

2 低壓配電線路起保護作用的方式

2.1 發生故障時自動切斷原有回路

不論因何種原因造成回路故障，低壓配電線路都可自動切斷現有回路。比如說，當發生短路狀況時可依附于保護電器將回路切斷；當負載過大而出現故障時，可通過保護電器和警報聲來切斷回路。與前兩種稍有不同的另一種保護形式是接地保護，在這種情況下，保護電器會在設定好的時間點進行切斷回路的操作。

不管是短路故障還是負載過大引起的故障，其保護原理都是過電流保護，保護原則是避免導線的損壞引起不必要的火災等突發狀況。這樣可以很好地避免導體溫度變得太高，在導體本身溫度達到其上限值之前就將回路切斷。而通過接地所進行的故障保護，其原理是避免由于電線溫度過高以及間接性的接觸觸電。雖然這不是間接性接觸觸電的最優選擇，但是最為實用和立竿見影的選擇。

2.2 選擇性切斷電路

對于發生故障的區域進行切斷操作，而對于沒有發生故障仍可正常運作的電路就需要相應的實施保護措施。這樣才能繼續為設備正常運行提供必要的電力支持。這樣不僅可以最大限度地縮小故障范圍，還可以保證設備的正常工作。為實現這點，可在易發生故障的線路附近增設保護電器的數量，當故障發生時立即進行操作，使得上級的各個電器都能正常運作。

3 低壓斷路器的保護形式

在配電線路中充當保護器角色的低壓斷路器，現就以上下兩級進行舉例說明，其設定形式可以簡單地分為3種：

（1）上級和下級均選用的是非選擇性的斷路器。（2）在上下級中只有一個是選擇性斷路器，而另外一個則是非限制性斷路器。（3）無論是上級還是下級均是選擇性的斷路器[1]。

所謂的保護選擇性其意義在于線路中的各種線路和低壓斷路器一起工作，相互之間進行完美的配合，如果線路中哪一處發生了故障，那么該故障只能夠由離故障點最近處的斷路器負責消除工作，而對于越級消除故障這種工作方式是絕對不允許出現的。詳細的工作示意如圖1所示。

如圖1所示，假設故障發生點是F2，那么此時只能夠通過B處的裝置進行短路操作，將L2處的線路進行切斷操作，這樣便可以實現對電路的整體保護作用。但此時切不可對A處進行操作，即不能切斷L1處的線路以實現對電路的整體保護。因為如果執行了這樣的操作就與選擇性保護的設計概念相左。對于保護選擇性來說還可以繼續細分，變為完全選擇性和部分選擇性。所謂完全選擇性是指只要整個線路中任意處發生了由于短路和荷載過大而產生的故障現象都由該級的保護器來進行保護，禁止越級保護這類狀況的發生。在圖中，如果要想實現完全選擇性的保護則必須在A點處安裝上更好的斷路器，例如三段保護斷路器。而部分選擇性是指在故障發生時所進行的選擇性的電路切斷保護行為。

4 低壓保護器的合理選擇策略

就目前而言，在各大工業建筑廠商中，操作人員通常都不會再選擇一次性的熔斷器來實現對電路的低壓保護。熔斷器只在以往的生產過程和較為舊式的建筑當中大量使用過。當今社會的發展日新月異，我們所熟知的技術也已經是自動化操作技術，就施工技術這一層面上來講已經將熔斷器給淘汰掉了。現在對于選擇器的選擇，必須在結合當前配電線路發生故障時的特性基礎上，根據一定的選擇原則作出最為合理的選擇。選擇選擇性保護器時務必本著在經濟上可承受，在技術上可滿足生產和建設施工的需求的原則，進行理智的選擇。

現在選擇保護電器的幾個合理選擇策略如下：（1）對于低壓主開關內部的保護器首選選擇性保護電器。（2）對于一般配電柜只用熔斷器進行保護電器即可，與其他型號的保護電器相比而言，熔斷器不僅在價格上占優勢，而且其限流效果也更加顯著，可以很好地滿足一般配電柜所需的保護程度。（3）對于終端配電柜，往往更傾向于非選擇性的斷路器和漏電斷路器，這樣可以在很大程度上提升對于電器靈敏度的保護作用[2]。（4）對于核心重要設備，以智能型的斷路器作為配電保護的首選電器，還將提供相應的技術支持，為電路的穩定供電提供保障。

5 低壓保護器間的選擇性搭配

5.1 上下兩級均為熔斷器

當上下級都為熔斷器時，相關規定已給出明確的規格要求，其額定電流是16 A和以上的，其串聯熔斷器的過電流選擇比要比1.6∶1大。

5.2 上級為熔斷器，下級為非選擇性斷路器

將熔斷器所特有的反時限與斷路器所特有的長延時兩

種特性進行有機的配合，會得到較為理想的效果。只要熔斷體所產生的額定電流與斷路器所產生的征訂電流比值始終大于3，那么就可以長時間地維持較好的選擇保護操作[3]，使電路得到完美的保護。即使該比值出現異常，故障較為嚴重時，也只會讓下級電路進行脫落，而上級的熔斷器則不會熔斷。

5.3 上級為非選擇性斷路器，下級為熔斷器

這種選擇只能對部分的電路進行選擇，無法做到整體上的選擇性。

5.4 上級為選擇性斷路器，下級為熔斷器

這種選擇的上級具有短延時特性，是用以實現選擇性保護動作的。

5.5上級為選擇性熔斷器，下級為斷路器

這種選擇的搭配對于參數有較為嚴格的要求，參數必須整定得合理和精準，才能使得這種搭配成為有優勢的組合[4]。

6配電線路保護中需注意的幾點

對低壓主開關柜而言，最為重要的一點就是供電的持續和穩定，因此，務必要使保護電器能夠長時間有效地對主開關柜起到保護的效果。為了滿足低壓保護電器母線所產生的特大容量，低壓保護電器務必要和高壓熔斷器進行合理配合，還要能夠保證下級電器實現選擇性的配合目的。

對于終端配電箱而言，由于終端配電箱是與用電設備進行直接連線的形式，故其必須具備瞬時檢測短路情況并及時進行切斷操作的功能。而對于其選擇性并無過多的要求。

目前而言較為有效的保護終端電柜的措施有短路和接地兩種。在線路的末端也不必進行短路設置，可根據實際所需的情況來裝配防止過載而短路的保護器即可[5-6]。

7 結語

本文就低壓配電線路的保護選擇性技術進行了探討和分析，找到了一些普遍化存在的問題癥結，有的放矢地給出了可行性的方法，并對斷路器的選擇給出了較為簡單和符合成本預算的方案。

[參考文獻]

[1]劉琦.低壓配電線路保護選擇性技術的探討[J].企業導報，2011（11）：271.

[2]高春超.低壓配電線路保護選擇性技術探討[J].科技與企業，2014（9）：42.

[3]黃賢斌，施立.低壓保護電器的保護選擇性問題探討[J].廣東科技，2013（20）：62-63.

[4]童寧.大規模遠距離外送風電場繼電保護及反脫網關鍵技術研究[D].武漢：華中科技大學，2016.

[5]陳志英，陳麗安，繆希仁.低壓配電系統選擇性保護短路電流峰值早期預測的算法研究[C].福州：福建省電機工程學會學術年會，2016.

[6]胡平，汪曉紅.基于智能微電網接入的常規低壓配電線路保護綜合研究[J].工程技術（文摘版），2016（12）：526-529.