淺析漏電斷路器在路燈低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：在路燈低壓配電系統(tǒng)中，過去都采用接地保護(hù)或接零保護(hù)，由于線長且故障電流小，導(dǎo)致故障時保護(hù)裝置動作緩滯無法迅速切斷回路，其保護(hù)裝置也就很難做可靠動作。漏電斷路器動作靈敏、迅速，應(yīng)用在路燈系統(tǒng)上，*可以保護(hù)路燈系統(tǒng)正常運(yùn)行的。

 

關(guān)鍵詞：低壓配電；漏電斷路器；故障保護(hù)；迅速切斷；路燈用電

 

  在低壓配電系統(tǒng)中，為防止發(fā)生人身電擊事故，都應(yīng)在線路中設(shè)置故障保護(hù)裝置。根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》1996年出版（GB50054-95）要求，在正常工作環(huán)境下，人身意外電擊電壓限值為50V，同時要求故障保護(hù)切斷回路要迅速，由于電流通過人體越長越有害，所以故障保護(hù)動作切斷回路的時間不宜大于5秒。

低壓配電系統(tǒng)中，以前采用的保護(hù)方式都是接地或接零保護(hù)(熔斷器及斷路器)，其可靠性較差，已無法實(shí)現(xiàn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的要求，而只能采用動作靈敏又很迅速的漏電斷路器。根據(jù)新規(guī)范的要求，近幾年來，我們將漏電斷路器應(yīng)用于路燈低壓配電系統(tǒng)中，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，其效果明顯優(yōu)先于之前的故障保護(hù)裝置。

 

  路燈配電的特點(diǎn)：一是線路鋪設(shè)長；二是分散式用電負(fù)荷；三是人較容易觸及。熔斷器或斷路器在系統(tǒng)發(fā)生斷路故障時自動切斷電源，對于接地故障，由于路燈配電的特點(diǎn)，致故障時保護(hù)裝置動作緩滯無法迅速切斷回路，其保護(hù)裝置也就很難做可靠動作，迅速切斷故障線路，增加了電擊危險發(fā)生率。

  在過去將金屬燈柱及座箱等接地保護(hù)系統(tǒng)中，如果發(fā)生接地故障，其接地電流=電源電壓/源處接地電阻+燈柱處接地電阻。

  若：電源處接地電阻=燈柱處接地電阻=4Ω

  則：接地電流=220/4+4=22.5A

  這時：燈柱座箱的電壓=接地電流=燈柱處接地電阻/電源處接地電阻+燈柱處接地電阻

  當(dāng)燈柱處接地電阻=電源處接地電阻時，燈柱座箱的電壓=電源電壓/2=110V。

  此時線路中的故障電流，雖然不足以使熔斷器或斷路器發(fā)生動作，但這時的燈柱座箱的電壓足以使觸及的行人發(fā)生電擊。

  在過去將金屬燈柱及座箱等與系統(tǒng)的PE線或PEN線相接的接零保護(hù)系統(tǒng)中，如果發(fā)生接地故障，其：接地電流=電源電壓/“相-零回路"阻抗

  在路燈配電系統(tǒng)中常用的是小截面電線，阻值每千米約為1歐姆左右。理論上接地電流可達(dá)到百安培，由于接地故障處往往不是金屬性連接等原因，其實(shí)際的接地電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述計(jì)算值。

同樣，由于線路的故障電流較小，其保護(hù)裝置也就很難作出可靠動作，則燈柱及座箱上就會附有危險電壓，至發(fā)生電擊危險性存在。

 

 

3.1選用原則

（1）漏電斷路器的質(zhì)量選用要好。

（2）漏電斷路器的脫扣額定電流，約為正常動作電流的1.3倍。

（3）不動作額定漏電電流，約為正常泄漏電流的2倍。

 

3.2　選擇正確的安裝部位

（1）路燈干線保護(hù)。保護(hù)用漏電斷路器可裝設(shè)在路燈主干線的首端，其保護(hù)范圍為路燈低壓配電干線及其配電裝置。當(dāng)上述電氣設(shè)備出現(xiàn)單相接地故障時，漏電保護(hù)器立即動作，切斷電源，防止人身間接觸電事故，同時又作為分支線上漏電保護(hù)裝置的后備保護(hù)。

（2）路燈分支保護(hù)。二級保護(hù)為路燈分支保護(hù)。這保護(hù)用漏電保護(hù)裝置裝設(shè)在路燈各分支電路。這保護(hù)以防止直接接觸觸電為主要目的，而各自保護(hù)面積則較小，確保其他非故障支路不間斷供電。

 

4.1平臺架構(gòu)

  對路燈控制箱進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測路燈線路的電流和電壓值來判斷路燈的工作情況

 

  直接接入ARCM310儀表，監(jiān)控每個路燈的電壓、電流等電參量進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，也可設(shè)置定時通斷時間并遠(yuǎn)程控制路燈通斷

 

4.2平臺介紹

  安科瑞路燈用電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域路燈的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測。用電通過監(jiān)測路燈線路的電流和電壓值來判斷路燈的工作情況，任何不正常的工作狀態(tài)，平臺都能進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，預(yù)警信息通過手機(jī)APP推送，短信，語音電話和郵件等，時間到達(dá)責(zé)任人的身邊，提醒運(yùn)行人員接觸器跳閘，電源失壓等等。平臺也可以設(shè)置開合閘時間，每天定時控制路燈控制器的啟動和關(guān)閉。

  1.監(jiān)測路燈的開閉，使用時長，非工作時間開啟，或開啟時間過短，則進(jìn)行預(yù)警；

  2.監(jiān)測路燈的電流電壓工作狀態(tài)，可以分級設(shè)置預(yù)警值和報(bào)警值，當(dāng)超出閾值范圍時進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，

  3.判斷路燈功率和線路損耗，當(dāng)電流超出閾值范圍時進(jìn)行預(yù)警；

  4.可以設(shè)置路燈的異常個數(shù)，超出異常個數(shù)進(jìn)行預(yù)警通知；

  5.對路燈回路的漏電流和導(dǎo)線溫度進(jìn)行監(jiān)測，如果漏電過大，線纜溫度過高則進(jìn)行預(yù)警或報(bào)警；

  6.可以設(shè)置開合閘時間，定時對路燈控制器進(jìn)行操作，觸發(fā)頻率可以設(shè)置成一次或者每天。

  7.多種開關(guān)燈執(zhí)行方案設(shè)定，可設(shè)置普通（平時）方案、周末方案、節(jié)（假）日方案、臨時方案，并可設(shè)定方案執(zhí)行的方式和優(yōu)先級；

  8.自動開關(guān)燈管理可選擇定時模式、按季節(jié)變化的日出日落自動跟隨模式、光照度輔助開關(guān)燈模式；

  9.能夠自動進(jìn)行亮燈率計(jì)算，形成亮燈率報(bào)表首頁

  消息提醒顯示需要處理的任務(wù)及報(bào)警消息

  隱患統(tǒng)計(jì)以曲線圖的方式展示當(dāng)月隱患數(shù)量

  地圖顯示相關(guān)點(diǎn)位

  監(jiān)控模塊提供數(shù)據(jù)監(jiān)控監(jiān)控功能，包含大數(shù)據(jù)調(diào)度和統(tǒng)計(jì)。

 

 

地圖顯示

  設(shè)備監(jiān)控可以按監(jiān)控設(shè)備識別號、項(xiàng)目篩選，顯示設(shè)備識別號、設(shè)備詳情、設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“設(shè)備"后進(jìn)入設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)頁面?？刹榭礆v史曲線，巡檢記錄，報(bào)警信息，控制日志和、視頻監(jiān)控

 

 

 

隱患管理包括隱患巡查、隱患派發(fā)、隱患處理、隱患分析

運(yùn)維管理

能耗分析

 

4.3產(chǎn)品選型介紹

 

4.4功能介紹

  智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有單、三相交流電測量、四象限電能計(jì)量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及RS485通訊或GPRS無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。

  應(yīng)用：用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等

ARCM310功能：ARCM310智慧用電在線監(jiān)控裝置（以下簡稱裝置）是針對0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有單相交流電測量、漏電監(jiān)測、溫度監(jiān)測、內(nèi)控開合閘以及RS485通訊或GPRS無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。

  裝置采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑監(jiān)控裝置預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。作為一種先進(jìn)的智能化、數(shù)字化的采集元件，該裝置已廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場、銀行、古建筑等眾多場所。

ARCM310圖片

  GSM400-4G功能：AF-GSM是安科瑞電氣推出的新型的4G遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采用嵌入式設(shè)計(jì)，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，同時采用了功能強(qiáng)大的微處理芯片，配合內(nèi)置看門狗，性能可靠穩(wěn)定。

  本產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)接口，可以方便的連接RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備，僅需一次性完成初始化配置，就可以完成對MODBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并且與安科瑞服務(wù)器進(jìn)行通訊，

GSM400-4G圖片

4.5用戶體驗(yàn)

4.6現(xiàn)場安裝

  以《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，經(jīng)過多年的實(shí)際探索運(yùn)行，我們在采用了將漏電斷路器應(yīng)用在路燈的低壓配電系統(tǒng)中的做法是可行的，其成效是明顯的。在使用了漏電斷路器后，系統(tǒng)線路的接地保護(hù)性能完好，能夠滿足《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的要求，使整個系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)效，易于推廣。

 

[1]周剛.漏電斷路器在路燈低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

[2]趙宗友，高寒.電工電子技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2016

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2020.06版

 

作者簡介：劉細(xì)鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事用電研究發(fā)展，