探討四極開關(guān)在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

張紅波 伊儉

【摘要】隨著電氣設(shè)備的更新?lián)Q代，在低壓配電系統(tǒng)中舊設(shè)備改造及新設(shè)備的安裝選用過程中，四極開關(guān)取得廣泛應(yīng)用。是否任何低壓配電系統(tǒng)都可以使用四極開關(guān)呢？四極開關(guān)比三極開關(guān)優(yōu)越一些嗎？四極開關(guān)在使用中有何規(guī)定及注意事項(xiàng)呢？本文就四極開關(guān)在低壓配電系統(tǒng)中的選用做一個(gè)探討。

【關(guān)鍵詞】四極開關(guān) 選用原則 TN-C系統(tǒng)

1低壓配電系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054）的定義，將低壓配電系統(tǒng)分為三種，即TＮ、TT、IT三種形式。TＮ系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，設(shè)備外露部分與中性線相連。TT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。IT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設(shè)備外殼電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。

TN系統(tǒng)電力系統(tǒng)的電源變壓器的中性點(diǎn)接地，根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類：即TN—C系統(tǒng)、TN—S系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)。TN方式供電系統(tǒng)這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng)，稱作接零保護(hù)系統(tǒng)，用ＴN表示。它的特點(diǎn)如下。

（1）一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流，這個(gè)電流很大，是TT系統(tǒng)的5.3倍，實(shí)際上就是單相對(duì)地短路故障，熔斷器的熔絲會(huì)熔斷，低壓斷路器的脫扣器會(huì)立即動(dòng)作而跳閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全。

（2）TN系統(tǒng)節(jié)省材料、工時(shí)，在我國(guó)和其他許多國(guó)家廣泛得到應(yīng)用。TN方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開而劃分為TN-C和TN-S等兩種。

（3）TN-C方式供電系統(tǒng)它是用工作零線兼作接零保護(hù)線，可以稱作保護(hù)中性線，可用NPE表示

（4）TN-S方式供電系統(tǒng)它是把工作零線N和專用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開的供電系統(tǒng)，稱作TN-S供電系統(tǒng)，TN-S供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。

第一、系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線上不有電流，只是工作零線上有不平衡電流。PE線對(duì)地沒有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線PE上，安全可靠。第二、工作零線只用作單相照明負(fù)載回路。第三、專用保護(hù)線PE不許斷線，也不許進(jìn)入漏電開關(guān)。第四、干線上使用漏電保護(hù)器，工作零線不得有重復(fù)接地，而PE線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過漏電保護(hù)器，所以TN-S系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護(hù)器。第五、TN-S方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。在建筑工程工工前的“三通一平”（電通、水通、路通和地平——必須采用TN-S方式供電系統(tǒng)。

2四極開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)

四極開關(guān)，就是三相四線制的開關(guān)。因?yàn)橛?根線，三根火一根零。為保證電器檢修安全和實(shí)現(xiàn)電器裝置的某些功能，在切斷電源回路時(shí)，除斷開所有相線外，還需斷開中性線，即斷開全部帶電導(dǎo)體，這被稱為電器裝置的隔離，最常用的隔離措施是裝設(shè)四極開關(guān)（單相時(shí)為兩極開關(guān)）。過去，電器維護(hù)室只用三極開關(guān)斷開三根相線，維護(hù)人員常因觸及帶危險(xiǎn)電壓的中性線而受到傷害。

3四極開關(guān)存在的危險(xiǎn)

三極開關(guān)和四極開關(guān)的正確選用，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)和人身安全都至關(guān)重要。四級(jí)開關(guān)如果有一對(duì)觸頭不導(dǎo)電，這對(duì)觸頭往往是中性線觸頭。觸頭的接觸電阻由收縮電阻和膜電阻組成。前者與本文關(guān)系不大，不做敘述。后者系由觸頭表面的化學(xué)腐蝕物、氧化物以及塵埃贓物等構(gòu)成的一層覆蓋膜形成電阻，他阻礙電流的導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)平時(shí)正常操作切斷負(fù)載電流時(shí)，動(dòng)靜兩觸頭間產(chǎn)生電弧，此電弧雖然不大，但能燒掉和清除此電阻膜，減少良觸頭間的接觸電阻。操作四級(jí)開關(guān)時(shí)通常線斷開三對(duì)相線觸頭，后斷開中性線觸頭。三根相線被切斷后中性線上不復(fù)存在電流，中性線觸頭也自然不能產(chǎn)生電弧來清除電阻膜，所以在實(shí)測(cè)中，中性線觸頭的接觸電阻往往大于相線觸頭的接觸電阻，他也容易像鋁線街頭那樣音節(jié)觸電阻過大而不導(dǎo)電，這正是四級(jí)開關(guān)容易引起“斷零”事故的一個(gè)重要原因。

4四極開關(guān)的使用原則

是否選用四級(jí)斷路器可遵循以下原則：（1）根據(jù)IEC465.1.5條規(guī)定，正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)換斷路器應(yīng)使用四極斷路器。（2）帶漏電保護(hù)的雙電源轉(zhuǎn)換斷路器應(yīng)采用四極斷路器。兩個(gè)上級(jí)斷路器帶漏電保護(hù)，其下級(jí)的電源轉(zhuǎn)換斷路器應(yīng)使用四極斷路器。（3）在兩種不同接地系統(tǒng)間電源切換斷路器應(yīng)采用四極斷路器。（4）TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁使用四極斷路器。（5）TN-S、TN-C-S系統(tǒng)一般不需要設(shè)置四極斷路器。但TN-S系統(tǒng)的一些特殊情況（嚴(yán)重三相不平衡、零序諧波含量較高等）是否不用四極斷路器有待進(jìn)一步研究。（6）TT系統(tǒng)的電源進(jìn)線斷路器應(yīng)采用四極斷路器。（7）IT系統(tǒng)中當(dāng)有中性線引出時(shí)應(yīng)采用四極斷路器。

5四極開關(guān)在配電變電所內(nèi)的使用

附設(shè)于建筑物內(nèi)或單獨(dú)設(shè)置的多變壓器或單變壓器變電所內(nèi)，如果做有等電位聯(lián)結(jié)，則不論所供的為TN-C-S系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)，在變電所內(nèi)都不需為維修安全裝用四極開關(guān)，這是因?yàn)檫@幾種系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)和中性線都是在變電所內(nèi)直接接地。即使某中性線上有由低壓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳導(dǎo)來的故障電壓ut，但由于等電位聯(lián)結(jié)的作用，中性線與變電所的地和其他導(dǎo)電部分間并不出現(xiàn)電位差，備用變壓器維修時(shí)，不會(huì)對(duì)維修人員構(gòu)成危險(xiǎn)，所以不必為變電所內(nèi)總開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)裝用售價(jià)高昂，又占用配電盤大量容積的四極開關(guān)。需要說明，自變壓器中性點(diǎn)引至配電盤的母排為PEN母排，PEN母排是不允許切斷的，也即不允許插入開關(guān)。因此變電所內(nèi)的總開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)都只能采用三極開關(guān)而非四極開關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王厚余.四極開關(guān)的應(yīng)用[J].電氣設(shè)計(jì)與設(shè)備，2003（1）.

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