淺析住宅電氣設計中配電線路的過流保護

文/ 張海君 中國建筑科學研究院　北京　100013

淺析住宅電氣設計中配電線路的過流保護

文/ 張海君 中國建筑科學研究院北京100013

電力是我們生活中不可缺少的重要部分，為保證居民用電安全，避免發(fā)生電力故障引發(fā)事故，從而給人們帶來身體上的傷害及經(jīng)濟上的損失,據(jù)此我國出臺了相關的住宅電氣的標準。住宅電路屬于低壓配電線路,為保證使用安全，則要對其進行過流保護。該文就電力供應和配電線路設計的過流保護問題做出了分析，以供參閱。

住宅；電氣設計；配電線路；過流保護

引言

住宅電氣通常采用以斷路器實現(xiàn)短路保護、過負荷保護和接地故障保護三個方面的低壓配電線路保護設計。一個大型的住宅建筑中擁有眾多住戶，配電線路為住戶提供了照明和電器電力供給與保護，在有住戶有特殊要求斷電，或者住戶內線路發(fā)生短路時，應可以保證住戶用電線路相對獨立性，只切斷住戶內供電回路，不影響其他用戶使用。因此，配電線路設計中應注意斷路器分級，有選擇性，保證各級間能夠配合協(xié)調。

一、配電線路的過流保護

配電線路中電流超過導線負荷會導致導線溫度升高甚至燒毀，發(fā)生火災。為保證用電安全，預防用電過載危害，斷電保護器應運而生。斷路器可以根據(jù)流量設置在電流過載后及時切斷電力供給，具有必要性與實用性，規(guī)格型號多，適用性廣，成本低的特點，因此普遍應用于住宅電路保護系統(tǒng)。住宅內小型斷路器普遍應用。另外，“標準”中明確提出了一個不能切斷線路的情況：在一個短時期內有一個峰值負載電流，在這種情況下，住宅用電是正常的。為此，應該在小型斷路器A、B、C、D四種脫扣型曲線中根據(jù)實際情況進行選擇。A曲線最為敏感，在2-3倍額定電流下即會進行斷電保護，主要使用于快速脫扣；B曲線在3-4倍額定電流下進行斷電保護，主要應用在短路和快速脫扣較少的場合；C曲線在5-6倍額定電流下會進行斷電保護，主要應用于照明設施；D曲線允許的電流峰值最高，可以達到接近10倍的電流峰值依然保持電力供應不斷，主要應用于變壓器電磁閥等。綜上，斷路器應注意上下級電流峰值與斷路動作時限，根據(jù)實際需要選擇，住宅電氣設計必須采取便捷的合理的配電線路斷路器，以提高過流保護的配電線路供給保護質量。

二、斷路器過負荷的選擇性

配電線路應裝設過負荷保護，使其由導體的溫度上升造成損害前，及時對導體絕緣，連接器終端引起的負載電流進行切斷。該電路的過載保護適用于斷路器的反向時限，用最大短路電流來檢測斷路器分斷能力，以最小短路電流來檢測動作敏感度，其斷開動作可以略微早于預期，但要求可以在預期條件下承受短路帶來的能量沖擊。根據(jù)使用情況與供電系統(tǒng)，地區(qū)不同，需要選用合理有效符合實際需要的斷路保護器，以保障住宅電氣用電安全。

三、住宅電氣設計中配電線路過流保護的預警裝置

到各類路線隔離電壓輸出要求，功能上又可以滿足各種供電要求。其優(yōu)點有：電壓持續(xù)穩(wěn)定輸出，故障發(fā)生率低，輸出紋波小于1%，具備良好的過壓和過流保護機制。(3).ACM信號采集電路。信號采集電路在ACM中可以產(chǎn)生與信息收集器相同的作用，是ACM的信息傳輸設備，通過變壓器的隔離傳輸能力交流信號升高，放大電路信號使用，最后將收集到的信號引入到A/D實現(xiàn)的中央處理器上。(4).ACM人機交互單元。人機交互單元通過液晶顯示器和按鍵輸入為ACM裝置提供及時準確可視化的信息顯示功能，不只可以直觀顯示所衡量的標準參數(shù)，也可根據(jù)需要重新設置參數(shù)，使數(shù)據(jù)服務與實際需求聯(lián)系更加緊密。(5).RS485通信接口。應用RS - 485通信接口和Modbus RTU通信協(xié)議,如遙測、遠程通信和遠程控制可以執(zhí)行此功能。

3.產(chǎn)品特點

ACM監(jiān)測設備可以對三相電壓、三相電流、漏電流、功率因數(shù)、頻率、諧波2～15次以及四象限有功、無功功率等通過進行各種參數(shù)值的計算來確定流量保護模式；可以聯(lián)合各類斷路器的所有動作特性；具有低電壓電測儀表的測量與直觀顯示功能，并且可以進行線路監(jiān)測，對重要載荷的回路進行重點有效監(jiān)測，確保線路安全穩(wěn)定運行，及時準確的進行故障預警指示，利于排查疏導工作及時有效進行。具有安全、專業(yè)、有效、直觀、完善、穩(wěn)定、實用的特點。

1.ACM概述

ACM配電線路過電流監(jiān)測設備，也稱為ACM，該類設備擁有添加和通用數(shù)字儀表測量的影響，按照不同線路提供的特點及其動作特征，對有關的兩段式報警和狀態(tài)輸入及通信的功能，具有抗干擾能力突出，工作狀態(tài)穩(wěn)定的特點，既可以視開關狀態(tài)判斷線路運行狀況，又可以進行遠程控制及遙測。ACM通常用于配電線路保護,是對電力供給沒有影響的終端保護。有些時候，斷路器保護性斷電比超負荷運轉所帶來的損失更大，而斷路器又是必不可少的，而ACM有過流報警功能，可以及時提醒相關人員進行風險防范危機處理，通過數(shù)字化，網(wǎng)絡化技術直觀的反應電路運行情況，利于相關人員及時排查處理，避免斷電保護造成更大損失。

2.電路設計原理

ACM的硬件組成有CPU芯片、電源、開關量輸入、采集信號電路、繼電器輸出接口、人機交互單元和RS485通信連接口。(1). CPU芯片。在ACM中選用的CPU芯片是以ST公司的STM32F103R8T6，此類芯片是基于ARMCortex - M3，32位的處理器，最高頻率可達72MHz，USART通訊接口配置3路、4個16位定時器,12個廣告,20 k內存,64 k Flash硬件，具有較高的性價比。(2).ACM電源采用通用開關電源模板，電源輸入電壓AC90～270V，頻率40～50Hz，性能上既達

結束語：

住宅電氣的設計標準要求對配電線路要強行進行保護，所以，一定要加大配電線路的保護力度，根據(jù)用戶電流峰值高低，選用合理有效的過流斷電保護器，應用高效直觀的ACM預警機制，以保障電力供給持久穩(wěn)定安全運行，保證居民生活用電安全，提高電氣設計滿意度，提高電氣企業(yè)市場競爭力與美譽度。

[1]梁勇華.淺析住宅電氣設計中配電線路的過流保護[J].中國高新技術企業(yè),2015，(02).