GBT 16895.5-2012 低压电气装置第4-43部分-安全防护过电流保护

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  • 在要求分断中性导体的场合,其分断和再接通应当是,中性导体不应在线导体分断之前被分断,而 再接通则应在线导体连接之前或与其同时接通

    保护电器应具有432.1~432.3指出的型式。

    港口水运施工组织设计432.1兼有防止过负荷电流和短路电流的保护电器

    除了在434.5.1中所规定的以外,兼有防止过负荷电流和短路电流的保护电器应分断包括其安装 处的预期短路电流在内的任何的过电流,对于断路器还应能接通这一电流。这样的电器可以是: 一兼有过负荷和短路两种脱扣功能的断路器; 一与熔断器串联在一起的断路器; 一具有gG特性熔断体的熔断器。 注1:熔断器包括构成整个保护电器的所有部件。 注2加单无4221和424G由的更我组滋品

    432.2只防止过负荷电流的保护电器

    这些保护电器应满足433的要求,而且分断能力可小于在保护电器安装处的预期短路电流值。 注1:这些电器通常是反时限的保护电器。 注2:aM型熔断器不保护过负荷。

    设过负荷保护的场合。这种电器应真有分断不低于包括其安装处预期的短路电流的能力,对手断路器 还应能接通不低于包括其安装处预期的短路电流。这种保护电器应满足434的要求。 这种电器可以是: 只具有短路脱扣功能的断路器; 一采用gM、aM型熔断体的熔断器

    432.4保护电器的特性

    过电流保护电器的特性应符合下列标准内相关的规定,例如GB10963、GB14048.2、GB14048.9、 GB16917、GB/T13539.2、GB13539.3、GB/T13539.4或GB14048.3。 注:并不排除使用其他的保护电器,条件是它们的时间/电流特性具有与本规定等效的保护水平

    433.1导体与过负荷保护电器之间的配全

    防止电缆过负荷保护电器的工作特性应满足以下两个条件: a≤I.≤Iz ·(1) I2≤1.45×1z (2) 式中: Ig一一回路的设计电流,单位为安培(A); Iz—电缆的持续载流量,单位为安培(A)(见GB/T16895.15); 1一一保护电器的额定电流,单位为安培(A)。 注1:对于可调的保护电器,额定电流1。惠给定的整定电流, I一一保证保护电器在约定的时间内可靠动作的电流,单位为安培(A)。 保证保护电器可靠动作的电流I,的数值应由电器的生产厂家提供,或由产品标准给出。 在某些情况下,按照本条所装设的保护可能不保证起到保护作用,例如:出现持续的过电流而文小 于I,的情况。在这种情况下,宜考虑选择具有较大截面积的电缆。 注2:1s是通过线导体的设计电流,或是3次谐波含量大的情况下通过中性导体的持续电流。 注3:保证保护电器在约定的时间内可靠动作的电流,也可被称为1.按产品标准给出的I.或是I。I和I两者 是I。的倍数,而且注意宜正确地表示其数值和系数。 注4:433.1的条件(1)和(2)的说明,见附录B。 注5:在采用修正系数后,设计电流I可以被认作为实际电流1.。见CB/T16895.1一2008的311。

    433.2过负荷保护电器的位置

    IaIIz 12≤1.45×1z

    433.2.1过负荷保护电器应装设在会引起导体载流量降低的地点,例如在截面积、特征、安装方式或结 构改变处,但433.2.2和433.3适用的场合除外。 433.2.2如果布线在改变处(截面积、特征、安装方式或结构上)和保护电器安装处之间的部分没有分 支回路也没有电源插座,且至少满足下列两个条件之一,则该导体的过负荷保护电器,可以沿着该布线 的路线敷设: a) 它按照434的要求具有短路保护; b 其长度不超过3m,已设法使短路的危险降至最小,并且,其要装方式能使火灾或对人的危险 减至最小(见434.2.1)。 注:按照a)所述的装置,见图C.1.按照b)所述的装置,见图C.2。

    433.3过负荷保护电器的省略

    本条所述各种情况不适用于装设在具有火灾危险或爆炸危险场所中的电气装置或规定有 要求的特殊装置和场所。

    433. 3. 1概速

    下述情况不需要装设过负荷保护电器: a)被设置在截面积、特性、安装方式或结构改变处的负荷侧导体,其过负荷得到电源侧的保护电 器的有效保护。 b)不太可能过负荷的导体,该导体按照434的要求具有短路保护,而且它既没有分支回路也没有 电源插座。 装置进线端,在装置进线端的配电盘有过负荷保护电器,而且它能兼顾对在装置的进线端和总 配电点之间的装置部分提供保护,面总配电点以下回路已采用过负荷保护措施。 d)电信、控制、信号回路以及类似回路。 注:按照a)b)和d)的安装,见图C.3.

    433.3.2在IT系统中过负荷保护电器的位置或省略

    433.4并联导体的过负荷保护

    用一个保 宇 本条不排除采用环形的终端回路

    433.4.1在并联导体之间均衡分配电流

    在用一个电器保护的并联导体中电流分配平衡时,则在433.1中的Iz值为各导体的载流量之和。 如果GB/T1689515一2002中523.6a)的第一项的要求得到满足;则可以认为电流的分配是均 衡的。

    433.4.2在并联导体之间不均衡分配电流

    在每一相使用一根导体无法实现,而且在并联导体之间的电流又是不平衡的情况下,则每根导体的 设计电流和过负荷保护的要求应逐个地考虑。 注:如果导体之间的电流差大于每根导体的设计电流的10%,则认为并联导体之间的电流是不均衡的。在A.2 中给出了指导

    本部分仅考虑同一回路导体之间短路的情况

    434.1预期短路电流的确定

    立确定电气装置每个 这可以通过计算或通过测量确定。 注:在供电点处的预期短路电流,可以从供电公司获得

    434.2短路保护电器的位置

    短路保护电器应装设在导体的截面积减小或者其他变化导致导体的载流量发生改变的地方,但 434.2.1、434.2.2或434.3适用的场合除外。 434.2.1下面规定的各种情况不应被应用到处于具有火灾危险或爆炸危险场所的装置和有特殊规定 的指定不同条件的某些场所。在下述条件下,短路保护电器可以装设在434.2中规定以外的地方。 在截面积减小或其他变化的地点与保护电器的位置之间的那部分导体,既不应有分支回路也不应 有电源插座,而且那部分导体应是: a)长度不超过3m;并且 b)其安装方式能使短路的危险减至最小;并且 注1:例如,这个条件可以由加强布线对外界影响的防护来实现。 注2:见图D.1。 c)不装设在靠近可燃物处。 434.2.2保护电器可以装设在截面积减小处或其他改变处的电源侧,按照434.5.2的规定,它的动作 特性应能保护负荷侧布线的短路。 注:在附录D中所给出的方法可以满足434.2.2的要求。

    434.3短路保护电器的省略

    下面的两个条件应同时得到满足: 布线的敷设将短路的危险减至最小(见434.2.1中b)项);而且 一布线不靠近可燃性材料。 不需要装设短路保护电器的例如有:

    a)将发电机、变压器、整流器、蓄电池连接到相关的控制盘上的导体,保护电器装设在这些控制 盘上; b)回路的断开可能使有关电气装置的运行出现危险,例如,在433.3.3中所提到回路; c)某些测量回路; d)在装置的进线端,上级配电设备有一个或多个短路保护电器,而且这些电器保护进线端与总 配电盘之间的部分,总配电盘处有进一步短路保护

    434.4并联导体的短路保护

    用一个保护电器可以保护多根并联导体防止遭受短路影响,该保护电器的动作特性应当是当故障 出现在某一根并联导体中的最不利于的位置时,仍能保证有效的动作。应考虑并联导体之间的电流分 配。故障电流能从并联导体的两端流至故障点。 如果用一台保护电器不能有效保护,则应采取以下一项或多项保护措施: a)在敷设布线时应将任一并联导体中短路的危险降至最低,例如,采用防止机械损伤的保护,而 且,各导体的安装方式应将火灾的危险或对人的危险降至最低。 b)对于并联的两根导体,短路保护电器应装设在每根并联导体的电源侧。 c)对于多于两根的并联导体,则短路保护电器应分别安装在每根导体的电源侧和负荷侧。 在A.3中给出了指导。

    434.5短路保护电器的特性

    每个短路保护电器都应满足434.5.1的要求。 434.5.1分断能力不得小于其安装处的预期最大短路电流,但下列情况除外。 如果在电源侧装设有所需要的分断能力的保护电器,则允许本保护电器的额定分断能力低于预期 短路电流的保护电器。此时,这两个保护电器的特性应当配合,使通过这两个保护电器的能量不超过负 荷侧的保护电器以及由这两个保护电器所保护的导体在没有损伤的情况下所能承受的能量。 注:在某些情况下可能还需要考虑其他的特性。例如对于负荷侧的保护电器,需要考虑电动应力和电弧能量。需 要配合的特性的详细资料应从有关电器的制造厂取得。 434.5.2对于电缆和绝缘导体,应在使导体绝缘的温度上升到不超过允许限值的时间内切断在回路任 点处的短路引起的所有电流。 对于保护电器的动作时间小于0.1s情况,短路电流的不对称分量起重要影响,而对于限流保护电 器而言,S应大于由保护电器的制造厂提供的允许通过的能量(Pt)值。 对于持续时间不超过5s的短路,由已知的短路电流使导体绝缘由正常运行的最高允许温度上升 到极限温度的时间t可近似地用式(3)计算:

    一一持续时间,单位为秒(s); 导体截面积,单位为平方毫米(mm); 有效的短路电流方均根值(r.m,s),单位为安(A); 取决于导体材料的电阻率、温度系数和热容量以及相应的初始和最终温度的系数。对于以常 用材料绝缘的线导体的k值,如表43A所示。

    436利用电源的特性限制过电流

    当供电电源不可能提供超过导体载流量的电流时,可以认为该导体已经具有过负荷保护和短路保 护(例如某些电铃变压器、某些电焊变压器和某些类型的热电发生器)。

    附录A (资料性附录) 并联导体的过电流保护

    A.2并联导体的过负荷保护

    当包含有多芯电缆的并联导体的回路中发生过负荷时,在每根导体中的电流增加的比例将是相同 的。如果并联导体之间的电流分配是均衡的,那么,只用一个保护电器就能保护所有的导体。在采用适 当的并列系数和其他适用系数的情况下,并联导体的截流量(Iz)是每根导体的截流量之和。 并联电缆之间的电流分配因这些电缆的阻抗不同而不同。对于大截面的单芯电缆,其阻抗中的电 抗分量大于电阻分量,这对电流的分配有很大的影响。电抗分量受每根电缆相对的物理位置影响,例 如,如果回路的每相都是由两根大截面的电缆组成,两根电缆具有相同的长度、结构和截面积,而并联 设置于不利的相对位置(例如同相电缆捆扎成一束),这样,电流的分配可能是70%/30%,而不是 50%/50%。 当并联导体间阻抗的差异导致电流分配不均衡,例如,差别大于10%时,则对每个导体的设计电流 和过负荷保护的要求应分别予以考虑。 每根导体的设计电流可以用总负荷和每根导体的阻抗计算求得。 m根并联导体中的第根导体的设计电流I.由式(A1)给出

    Z1 Lk Z 2+

    IB 回路的设计电流,单位为安培(A); I 第k根导体的设计电流,单位为安培(A); Z 第根导体的阻抗,单位为欧姆(α); Z,和Zm分别是第1根导体和第m根导体的阻抗,单位为欧姆(α)。 在并联导体的截面积不大于120mm时,第k根导体的设计电流I由式(A.2)给出

    IB1Z 也可以是,所有导体的载流量之和,即2I2,条件是所有的并联导体只有一个共用过负荷保护 图A.2),因此:

    一第根导体的保护电器的标称电流,单位为安培(A); 一第k根导体的持续载流量,单位为安培(A); 一保护电器的额定电流,单位为安培(A); ZIzm根并联导体的载流量之和,单位为安培(A)。 注:对于母线系统,有关资料宜从制造厂或从GB7251.2获得

    1m根并联导体中每根都有过负荷保护电器

    A.3并联导体的短路保护

    当导体并联时,保护电器的布置应考惠并联部分内短路的影响。 在采用一个保护电器时,并联配置中的某个导体不可能受到有效的保护,因而宜考虑其他的保护配 置。这些配置包括:对每根导体装设单独的保护电器、在每根并联导体的电源侧和负荷侧分别装设保护 电器,以及在电源侧装设可联动的保护电器。待殊的保护配置的确定取决于故障条件的可能性。 在多根导体并联连接的情况下,就有多条故障电流通路同时出现的可能,从而导致在故障部位的电 流连续激增的后果。对此,可能要在每根并联导体的电源侧(S)和负荷侧(I)都装设短路保护。在 图A.3和图A.4中说明的就是这种情况

    图A.3在故障开始时流通的电流

    保护电器cs动作后汤

    图A.3表示,假如故障出现在导体3的X点,故障电流就会在导体1、导体2和导体3中流通,故障 电流和流过保护电器cs和cl的故障电流比例,将取决于故障点的位置。在本例中,是假设最大比例的 数障电流将流过保护电器cs。图A,4表示,在保护电器cs一且动作,故障电流仍然经过导体1和导体 2流至故障点X。由于导体1和导体2是并联的,流过保护电器as和bs的电流被分流,可能不足以使 它们在所要求的时间内动作。对于这种情况,装设保护电器cl是必要的。应当注意,流过cl的电流小 于流过cs并使其动作的电流。如果故障点处靠cl足够近,cl将首先动作。如果在导体1或导体2出现 同样的故障,装设保护电器al和bl也同样是必要的。 将保护电器装设在两端的方法,与将保护电器只装设在电源侧的方法相比,它有两个缺点。首先,如果在 X点的故障由于cs和cl的动作而被排除了,那么该回路就会由导体1和导体2带着原有的负荷继续运行 因此,导体1和导体2的故障以及随后的过负荷,也许无法被检测出来,因为这取决于故障的阻抗。其次,在 X点的故障有可能烧断在cl侧的导体而形成开路,故障余下的一侧则带电而未被检测出来。 另一个可替代6个保护电器的方案是在电源侧装设一个可联动的保护电器。见图A.5。这将防止 在故障状态下回路继续运行

    图A.5可联动的保护电器的说明

    附录B (资料性附录) 433.1的条件(1)和(2)

    图B.1433.1的条件(1)和条件(2)的说明

    附录C (资料性附录) 过负荷保护电器的位置或省略

    每个回路要装设过负荷保护电器和短路保护电器。这些保护电器通常都需要装设在每个回路的起点。 对于某些应用,过负荷保护或短路保护电器之一,可不遵循这种一般要求,条件是须由其他保护电 器来起保护作用。

    在分支回路起点不需要装设过负荷保护的情况

    件是,在这个分支回路的保护电器P2的电源侧没有其他分支回路连接或电源插座,而且, 433.2.2a)的要求,对分支回路的这部分提供了短路保护

    荷保护电器(P)不在分支回路(B)的起点(见43

    该过负荷保护电器做为布线系统的保护电器。由于仅用电设备可以产生过负荷。因此,过负荷保 铲电器可以在分支回路受到短路保护的范围内的任何一处安装。 b)参照433.2.2b)和图C.2,过负荷保护电器Pz,可以自分支回路(B)的起点(O)被移至不超过3m的 地方,条件是,在分支回路的这段长度上设有其他的连接或电源插座,而且,按照433.2.2b)的要求, 其长度不能超过3m,而且在这段长度上能使短路、火灾以及对人的危险降至最低。

    图C.2过负荷保护电器(P,)装设在不超过离分支回路(B)起点的3m处(见433.2.2b))

    大家认可的长度是3m,分支回路的这一 一段没有短路保护,然而,需采取预防措施来保证安全。见 33.2.2b)。批外,电源回路的短路保护也可以保 支回路直到P,装设处(见附录D)。

    C.3可以省略过负荷保护的情况

    a)参照433.3.1和图C.3,允许省略过负荷保护的条件是在这个分支回路的保护电器的电源侧 既没有其他分支回路连接也没有电源插座,并且适用于下列一种情况: 分支回路B,由P提供过负荷保护(见433.3.1a));或 分支回路B:不大可能过负荷(见433.3.1b))或 分支回路B4用于电信、控制、信号以及类似情况(见433.3.1d))

    b)参照433.3.2.1和图C.4,由433.3.2.1提出的C.2和C.3a)的附加要求,只能适用于IT系 统。当这个分支回路的保护电器F2的电源侧,既没有其他的连接也没有电源插座时,可以省 略过负荷保护,并且符合下列一种情况: 分支回路B,采用在GB16895.21中412规定的保护措施,并且由IⅡ类设备组成;或 分支回路B,用RCD保护,该保护在第二次故障出现时立即动作;或 分支回路B,安装有绝缘监测电器,它在第一次故障出现时就能分断回路,或发出报警信号以 表示有故障存在

    图C.4在IT系统中可以省略过负荷保护的说明

    连I系统中,需要考虑可能 故障。在天多数情况下,这 故障会构成短路。然而,两个故障回路内的故 亢、导体的长度和截面积,都可能是未知的 种可能出现的两个绝缘故障,可能导致至 护电器因过电流面动作。

    附录D (资料性附录) 短路保护电器的位置或省略

    每一个回路都要装设过负荷保护电器和短路保护电器。这些保护电器通常装设在每个回路的 起点。 对于某些应用,过负荷保护或短路保护电器之一,可不遵循这种一般要求,而所提供的其他保护仍 然有效

    酒店标准规范范本2在分支回路起点不需要装设短路保护的情

    参照434.2.1和图D.1,短路保护 起点(O,沿看(B)做移全 不超过3m的地方,条件是在分支回 他的连接或电源插座,而且在 434.2.1的情况下,对这段长度,能使短 的危险降至最低

    大家认可的在分支回路中这3m长的导体,不受到短路保护,但是,供电回路短路保护仍可以提供 短路保护直到P,装设处。 b)参照434.2.2和图D.2,短路保护电器P2可以装设在分支回路(B)的起点(O)的电源侧的某 点处,条件是按照432.2.2的规定该分支回路的起点与这段分支回路的短路保护电器之间的 最大长度,按“三角形法则”的规定。 具有截面积为S2的在O点处分支的导体,其利用装设在A点的保护电器P,提供短路保护的最大 长度,是在三角形BON中给出的长度ON。 本条可以用在只有短路保护的情况。在这个例子中,是不考虑过负荷保护的(见C.3)。 这个最大长度与能使保护电器P动作的最小短路电流相对应。这个保护电器保护分支回路B,至 长度AB,也保护分支回路B2。由P,保护的分支回路B,的最大长度取决于分支回路Bz连接到分支回 路B的位置,

    分支回路B的长度不能超过由三角形简图所确定的长度值。在这种情况下,保护电器Pz可以沿 着分支回路B2移动直至N点。 注1:这种方法也适用于一连串不同截面积的三根导体的情况。 注2:如果对于B:部分,其布线长度按照绝缘特性而有所不同,这种方法适用于采用下式所取得的长度: AB=L2Si/S2 如果,对于B部分,无论对于什么样的绝缘特性,其布线长度都是相同的,则这种方法适用于下式

    如果,对于B,部分,无论对于什么样的绝缘特性,其布线长度都是相同的,则这种方法适用于下式 所取得的长度:

    如果,对于B部分,无论对于什么样的绝缘特性,其布线长度都是相同的,则这种方法适用于 得的长度:

    法兰标准D.3可以省略短路保护的情况

    参照434.3和图D.3,对于某些应用场合(比如,互感器或测量回路),可以省略短路保护电器,条 件是按照434.3的要求,短路、火灾以及对人的危险被降至最小。 请注意,采用电流互感器的测量回路不得被开路,否则将导致过电压。 对某些应用场合,比如对电磁起重机,可以省略短路保护(见434.3)

    3对某些应用,可以省略短路保护电器的情况

    ....
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