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          如何計算保護線路的長度?

           

                低壓斷路器在線路中起到過負荷和短路保護。長延時過電流脫扣器是熱脫扣器,它具有反時限特性,也就是說過負荷的電流越大,其自動切斷電源的時間也越短,反之,結果相反;瞬時過電流脫扣器是電磁脫扣器,當電流大于瞬時過電流脫扣器整定值,可以在約定的時間內切斷電源。低壓斷路器的靈敏度是指出現預期的過電流故障時,斷路器能夠在約定時間內自動切斷電源。如果斷路器的靈敏度差,當發生故障時,斷路器不能在約定的時間內自動切斷電源,若線路和設備在較長時間內通過較大的電流,會對其絕緣造成損害,降低設備和線路的使用壽命,同時對人身和設備安全產生威脅,嚴重的情況下可能會發生火災等事故。

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               為了保證低壓斷路器的靈敏度在《低壓配電設計規范》GB50054-2011中規定“當短路保護電器為斷路器時,被保護線路末端的短路電流不應小于斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1. 3倍。”比如對于C32的斷路器,其長延時過電流脫扣器的整定值或者額定值In為32A,脫扣曲線為C曲線,其瞬時脫扣范圍為5In~10In。當故障電流大于10In,即320A時,斷路器才會在約定時間內切斷電源,考慮到斷路器的制造誤差和計算誤差,要求保護線路末端的短路電流要不小于斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍。所以,當線路的斷路器選擇C32時,其保護線路末端的短路電流要不小于1.3×32×10=416A。對于線路來說,越靠近負荷端,其短路電流越小。短路類型可以分為三相短路,兩相短路,兩相接地短路和單相接地故障,其中,單相接地故障短路電流最小。如果當線路末端發生單相接地故障時,這種情況下短路電流最小,斷路器都可以靈敏的動作,那么在發生其它情況下短路,斷路器均可在約定時間內切斷電源。
           
               當確定了保護線路的斷路器型號和線路型號的時候,怎么計算出在保證斷路器可以靈敏動作下線路的最大長度呢?我們可以反推一下,通過計算可以使斷路器靈敏動作的最小短路電流Ik,然后計算發生單相接地故障短路電流為Ik時,線路的長度L。
               為了便于理解舉例說明,在TN-S系統中,斷路器的型號為C32,線路型號為全塑銅芯電纜5×10mm2,求在保證斷路器靈敏度前提下,可以保護線路的最大長度。計算步驟如下:
            (1)根據圖1畫出單相接地故障時等效電路圖,等效電路圖如圖2所示。從圖2中可以看出故障回路為相保回路,對于較小截面的電纜的電阻遠大于電抗,故可以把電抗忽略不計。全塑銅芯電纜10mm2的電阻每km為2.631Ω。
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            (2)選擇用C32斷路器,可以使該斷路器在約定時間內可靠動作的最小短路電流為1.3×32×10=416A。
            (3)線路發生單相接地故障時,設線路長度為L,則相保回路的電阻為2×2.631L=5.262LΩ。
            (4)保證斷路器的靈敏性需要滿足:220/(5.262L)≧416,整理得到線路最大長度L為100m。
           

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