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《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008讲义--低压配电7


7 低压配电 一 本章内容与原版本相比主要有下列修改: 本章内容与原版本相比主要有下列修改: 1 删除了原规范中的中性线断线保护等内容。 2 在ELV特低电压配电一节增加了“电气设备浸 ELV特低电压配电一节增加了“ 在水内时的基本防护” 在水内时的基本防护”内容。 3 在低压电器选择中增加了“ 四极开关的选择和 在低压电器选择中增加了“ ATSE自动转换开关等” ATSE自动转

换开关等”内容。 4 将原规范第14章3节 低压配电系统的防触电保 将原规范第14章 护的内容移至第七章。 二本章重点内容 1 低压配电系统

2 特低电压配电 3 电器设备选择 4 低压配电线路的保护 7.3 特低电压配电 7.3.1 特低电压(ELV)的额定电压不应超过交流 特低电压(ELV)的额定电压不应超过交流 50V。特低电压可分为安全特低电压(SELV)及保 50V。特低电压可分为安全特低电压(SELV)及保 护特低电压(PELV)。 护特低电压(PELV)。 【注释】 特低电压(ELV)是电击防护中直接 注释】 特低电压(ELV)是电击防护中直接 接触及间接接触两者兼有的防护措施。特低电压系 统分为在正常条件下不接地的安全特低电压系统 (SELV)和在正常条件下有接地保护的特低电压 SELV)和在正常条件下有接地保护的特低电压 系统(PELV)。 系统(PELV)。

由于功能上的原因,使用了标称电压不超过 50V,但SELV或PELV的所有要求不能完全满足及 50V,但SELV或PELV的所有要求不能完全满足及 没有必要采用SELV或PELV时,必须采用IEC标准 没有必要采用SELV或PELV时,必须采用IEC标准 等所规定的直接接触防护和间接接触防护的补充 措施。这种防护措施的组合称为FELV系统。民用 措施。这种防护措施的组合称为FELV系统。民用 建筑中,主要采用SELV和PELV两种特低电压系 建筑中,主要采用SELV和PELV两种特低电压系 统。 7.3.2 符合下列要求之一的设备,可作为特低电压 电源: 1 一次绕组和二次绕组之间采用加强绝缘层或接 地屏蔽层隔离开的安全隔离变压器; 2 安全等级相当于安全隔离变压器的电源; 3 电化电源或与电压较高回路无关的其它电源;

4 符合相应标准的某些电子设备。这些电子设 备已经采取了措施,可以保障即使发生内部故障, 引出端子的电压也不超过交流50V;或允许引出 引出端子的电压也不超过交流50V;或允许引出 端子上出现大于交流50V的规定电压,但能保证 端子上出现大于交流50V的规定电压,但能保证 在直接接触或间接接触情况下,引出端子上的电 压立即降至不大于交流50V。 压立即降至不大于交流50V。 【注释】 条文规定了可用作SELV系统和PELV系 注释】 条文规定了可用作SELV系统和PELV系 统供电电源的四类电源设备。 第4款 所规定的设备,如果输出端电压高于交 流50V,当用内阻至少为3000 的电压表进行测量 50V,当用内阻至少为3000 时,所测得的电压在交流50V限值以内,可认为 时,所测得的电压在交流50V限值以内,可认为 符合特低电压电源要求。这类设备包括绝缘测试

设备。

7.3.3 特低电压配电应符合下列要求: 1 SELV和PELV的回路应满足下列要求: SELV和PELV的回路应满足下列要求: 1)ELV回路的带电部分与其它回路之间应具 ELV回路的带电部分与其它回路之间应具 有基本绝缘;ELV回路与有较高电压回路的带电 有基本绝缘;ELV回路与有较高电压回路的带电 部分之间可采用双重绝缘或加强绝缘作保护隔离, 也可采用基本绝缘加隔板; 2)SELV回路的带电部分应与地之间具有基本 SELV回路的带电部分应与地之间具有基本 绝缘; 3)PELV回路和设备外露可导电部分应接地。 PELV回路和设备外露可导电部分应接地。 2 ELV系统的回路导线至少要应有基本绝缘, ELV系统的回路导线至少要应有基本绝缘, 并应与其它带电回路的导线实行物理隔离,当不 能满足要求时,可采取下列措施之一:

1)SELV和PELV的回路导线除应具有基本绝缘 SELV和PELV的回路导线除应具有基本绝缘 外,并应封闭在非金属护套内或在基本绝缘外加护 套; 2)ELV与较高电压回路的导体,应以接地的金 ELV与较高电压回路的导体,应以接地的金 属屏蔽层或接地的金属护套分隔开; 3)ELV回路导体可与不同电压回路导体共用一 ELV回路导体可与不同电压回路导体共用一 根多芯电缆或导体组内,但ELV回路导体的绝缘水 根多芯电缆或导体组内,但ELV回路导体的绝缘水 平,应按其它回路最高电压确定。 3 ELV系统的插头及插座应符合下列要求: ELV系统的插头及插座应符合下列要求: 1)插头必须不可能插入其它电压系统的插座内; 2)插座必须不可能被其它电压系统的插头插入; 3)SELV系统的插头和插座不得设置保护导体触 SELV系统的插头和插座不得设置保护导体触 头。

4 安全特低电压回路应符合下列要求: 1)SELV回路的带电部分严禁与大地、其它回路 SELV回路的带电部分严禁与大地、其它回路 的带电部分及保护导体相连接; 2)SELV回路的用电设备外露可导电部分不应与 SELV回路的用电设备外露可导电部分不应与 大地、其它回路的保护导体、用电设备外露可导电 部分及外界可导电部分相连接。 【注释】 条文规定了SELV系统和PELV系统, 注释】 条文规定了SELV系统和PELV系统, 配电回路的配置要求。 第1~2款 对SELV系统和PELV系统回路的带电部 1~2款 SELV系统和PELV系统回路的带电部 分与其它特低电压回路之间的绝缘要求及线路敷设 等作了明确规定。 第3款 对特低电压SELV及PELV系统中,采用插 对特低电压SELV及PELV系统中,采用插 头及插座的要求,以保障安全。

第4款 对SELV回路的带电部分、用电设备外露 SELV回路的带电部分、用电设备外露 可导电部分禁止或不应与大地、其它回路的带电 部分、保护导体、外露可导电部分及外界可导电 部分相连接作了明确规定。 7.3.4 ELV系统的保护,应符合下列规定: ELV系统的保护,应符合下列规定: 1 当SELV回路由安全隔离变压器供电且无分 SELV回路由安全隔离变压器供电且无分 支回路时,其线路的短路保护和过负荷保护,可 由变压器一次侧的保护电器完成; 2 当具有两个及以上SELV分支回路时,每一 当具有两个及以上SELV分支回路时,每一 个分支回路的首端应设有保护电器; 3 当SELV超过交流25V或设备浸在水中时, SELV超过交流25V或设备浸在水中时, SELV和PELV回路应具有下列基本防护: SELV和PELV回路应具有下列基本防护: 1)带电部分应完全由绝缘层覆盖,且该绝缘 层应只有采取破坏性手段才能除去;

2)带电部分必须设在防护等级不低于IP2X的遮 )带电部分必须设在防护等级不低于IP2X的遮 栏后面或外护物里面,其顶部水平面栅栏的防护 等级不应低于IP4X; 等级不应低于IP4X; 3)设备绝缘应符合电力设备标准的有关规定。 4 在正常干燥的情况下,下列情况可不设基本防 护: 1)标称电压不超过交流25V的SELV系统; )标称电压不超过交流25V的SELV系统; 2)标称电压不超过交流25V的PELV系统,并且 )标称电压不超过交流25V的PELV系统,并且 外露可导电部分或带电部分由保护导体连接至总 接地端子; 3)标称电压不超过12V的其它任何情况下。 )标称电压不超过12V的其它任何情况下。 【注释】 条文对特低电压系统的短路保护和过 注释】 负荷保护的设置做了规定,并且明确了在特定条 件下特低电压系统设置基本防护的要求。

7.3.5 ELV宜应用在下列场所及范围: ELV宜应用在下列场所及范围: 1 潮湿场所(如喷水池、游泳池)内的照明设备; 2 狭窄的可导电场所; 3 正常环境条件使用的移动式手持局部照明; 4 电缆隧道内照明。

7.5 低压电器的选择 7.5.3 三相四线制系统中四极开关的选用,应符合 下列规定: 1 保证电源转换的功能性开关电器应作用于所有带 电导体,且不得使这些电源并联; 2 TN-C-S、TN-S系统中的电源转换开关,应采用 TNTN切断相导体和中性导体的四极开关; 3 正常供电电源与备用发电机之间,其电源转换开 关应采用四极开关; 4 TT系统的电源进线开关应采用四极开关; TT系统的电源进线开关应采用四极开关; 5 IT系统中当有中性导体时应采用四极开关。 IT系统中当有中性导体时应采用四极开关。

【注释】 三相四线制系统中,四极开关的选用 注释】 第1款 保证电源转换的功能性开关电器应作用 于所有带电导体,且不得使这些电源并联。条文 引自IEC60364- 46。 引自IEC60364-4-46。 第2款 TN—C—S、TN—S系统中的电源转换开 TN— TN— 关应采用切断相导体和中性导体的四极开关。在 电源转换时切断中性导体可以避免中性导体产生 分流(包括在中性导体流过的三次谐波及其他高 次谐波),这种分流会使线路上的电流矢量和不 为零,以至在线路周围产生电磁场及电磁干扰。 采用四极开关可保证中性导体电流只会流经相应 的电源开关的中性导体,可以避免中性导体产生 分流,避免在线路周围产生电磁场及电磁干扰, 参见图7 参见图7-8。

电源 1

电源 2

用电设备

图 7-8

装有四极开关的交流三相电源

第3款 正常供电电源与备用发电机之间,其电 源转换开关应用四极开关,应断开所有的带电导 体。 第4款 TT系统的电源进线开关应采用四级开关, TT系统的电源进线开关应采用四级开关, 以避免电源侧故障时,危险电位沿中性导体引入。

7.5.4 自动转换开关电器(ATSE)的选用应符合 自动转换开关电器(ATSE)的选用应符合 下列规定: 1 应根据配电系统的要求,选择高可靠性的 ATSE电器,其特性应满足现行国家标准《 ATSE电器,其特性应满足现行国家标准《低压开 关设备和控制设备》GB/T14048·11的有关规定; 关设备和控制设备》GB/T14048·11的有关规定; 【注释】 近几年,配电系统中采用的双电源转换 注释】 技术,已经由电器元件组装式双电源自投箱过渡 到一体化的自动转换开关电器(ATSE)。由于 到一体化的自动转换开关电器(ATSE)。由于 ATSE的种类结构形式不同,转换时间也不同,此 ATSE的种类结构形式不同,转换时间也不同,此 前国家的设计规范也无选择自动转换开关电器的 相关规定。

因此,在选择自动转换开关电器时,难免出现 一些混乱。本次规范修订将自动转换开关电器的 选择作了基本规定,为设计人员正确选择ATSE提 选择作了基本规定,为设计人员正确选择ATSE提 供依据。 第1款 ATSE用于两路电源间自动转换,为重要 ATSE用于两路电源间自动转换,为重要 负荷供电可靠性至关重要。ATSE是根据国家产品 负荷供电可靠性至关重要。ATSE是根据国家产品 标准《低压开关设备和控制设备》GB/T14048· 标准《低压开关设备和控制设备》GB/T14048·11 (等同采用IEC60947(等同采用IEC60947-6-1:1998标准)生产的。该 1998标准)生产的。该 类产品分为PC级(由负荷开关组成)和CB级(由 类产品分为PC级(由负荷开关组成)和CB级(由 断路器组成),其特性具有“自投自复”功能。 断路器组成),其特性具有“自投自复” 在正常环境中,不应发生误动作、拒动作或损坏, 应通过EMC试验。 应通过EMC试验。

2 ATSE转换动作时间,应满足负荷允许的最 ATSE转换动作时间,应满足负荷允许的最 大断电时间的要求; 【注释】第2款 ATSE的转换时间取决自身构造, 注释】 ATSE的转换时间取决自身构造, PC级的转换时间一般为100ms,CB级一般为1~3s。 PC级的转换时间一般为100ms,CB级一般为1~3s。 当ATSE用于应急照明系统,如:正常照明断电, ATSE用于应急照明系统,如:正常照明断电, 安全照明投入的时间不应大于0.25s。此时,PC级 安全照明投入的时间不应大于0.25s。此时,PC级 ATSE能够满足要求,CB级则不能。又如:银行 ATSE能够满足要求,CB级则不能。又如:银行 前台照明允许断电时间为1.5s,正常照明断电,备 前台照明允许断电时间为1.5s,正常照明断电,备 用照明投入的时间不应大于1.5s。此时,PC级 用照明投入的时间不应大于1.5s。此时,PC级 ATSE能够满足要求。所以,选用的ATSE转换动 ATSE能够满足要求。所以,选用的ATSE转换动 作时间,应满足负荷允许的最大断电时间的要求。

根据GB/T14048.11-2002的规定,ATSE在转换电源 根据GB/T14048.11-2002的规定,ATSE在转换电源 期间中断向负荷供电。受ATSE开关本体的物理特 期间中断向负荷供电。受ATSE开关本体的物理特 性和制造工艺限制,为防止“电弧性短路” 性和制造工艺限制,为防止“电弧性短路”, ATSE的断电时间不应小于50ms。 ATSE的断电时间不应小于50ms。

3 当采用PC级自动转换开关电器时,应 当采用PC级自动转换开关电器时,应 ATSE 能耐受回路的预期短路电流,且ATSE的额 能耐受回路的预期短路电流,且ATSE的额 定电流不应小于回路计算电流的125%; 定电流不应小于回路计算电流的125%;
【注释】 第3款 在选择PC级自动转换开关电器 注释】 在选择PC级自动转换开关电器 时,其额定容量不应小于回路计算电流的125%, 时,其额定容量不应小于回路计算电流的125%, 以保证自动转换开关电器有一定的裕量。

由于PC级ATSE自身不具有过流保护功能,所以其 由于PC级ATSE自身不具有过流保护功能,所以其 触头必须能耐受回路的预期短路电流,保证在 ATSE上级的断路器切断故障前触头不熔焊,并能 ATSE上级的断路器切断故障前触头不熔焊,并能 正确进行切换。 短路故障对电器设备损坏是非常严重的,PC级 短路故障对电器设备损坏是非常严重的,PC级 ATSE应耐受该回路的预期短路电流,在短路故障 ATSE应耐受该回路的预期短路电流,在短路故障 被排除之前,保证自身的可操作性。 反映PC级ATSE的短路电流耐受能力有两个参数: 反映PC级ATSE的短路电流耐受能力有两个参数: 其一是额定短时耐受电流(Icw),其二是额定限 其一是额定短时耐受电流(Icw),其二是额定限 制短路电流。 前者用于校核ATSE的热稳定性能,Icw应不小于 前者用于校核ATSE的热稳定性能,Icw应不小于 其所在回路的预期短路电流值;

后者是指当PC级ATSE回路短路电流大于25kA 后者是指当PC级ATSE回路短路电流大于25kA 时,应在PC级ATSE前加指定的短路保护电器 时,应在PC级ATSE前加指定的短路保护电器 (SCPD),用以限制短路电流,在设计选用时, SCPD),用以限制短路电流,在设计选用时, 应配套选用。 SCPD的额定电流应大于或等于ATSE的额定电 SCPD的额定电流应大于或等于ATSE的额定电 流,若采用熔断器作为SCPD时,应选择gG或aM、 流,若采用熔断器作为SCPD时,应选择gG或aM、 gM型,不应选用半导体保护型。且需注意:在加 gM型,不应选用半导体保护型。且需注意:在加 装SCPD后,应校核配电系统的选择性保护以及配 SCPD后,应校核配电系统的选择性保护以及配 电级数。

4 当采用CB级ATSE为消防负荷供电时,应采用仅 当采用CB级ATSE为消防负荷供电时,应采用仅 具短路保护的断路器组成的ATSE。其保护选择性 具短路保护的断路器组成的ATSE。其保护选择性 应与上下级保护电器相配合; 【注释】第4款 当采用CB级ATSE为消防负荷供 注释】 当采用CB级ATSE为消防负荷供 电时,应采用仅具有断路保护的断路器组成的 ATSE,防止因过负荷脱扣,造成消防设备断电。 ATSE,防止因过负荷脱扣,造成消防设备断电。 其选择性保护应与上、下级保护电器相配合,防 止越级脱扣而造成更大范围的停电。 当采用PC级ATSE时,若采用额定限制短路电流, 当采用PC级ATSE时,若采用额定限制短路电流, 即指定短路保护电器,其保护选择性应与上下级 保护电器相配合。

5 所选用的ATSE宜具有检修隔离功能。当ATSE 所选用的ATSE宜具有检修隔离功能。当ATSE 本体没有检修隔离功能时,设计上应采取隔离措 施; 【注释】第5款 采用ATSE作双电源转换时,从 注释】 采用ATSE作双电源转换时,从 安全着想,要求具有检修隔离功能,此处检修隔 离指的是ATSE配出回路的检修应需隔离。如 离指的是ATSE配出回路的检修应需隔离。如 ATSE本体没有检修隔离功能时,设计上应在 ATSE本体没有检修隔离功能时,设计上应在 ATSE的进线端加装具有隔离功能的电器。 ATSE的进线端加装具有隔离功能的电器。

6 ATSE的切换时间应与供配电系统继电保护时间 ATSE的切换时间应与供配电系统继电保护时间 相配合,并应避免连续切换; 【注释】第6款 当设计的供配电系统具有自动重 注释】 合闸功能,或虽无自动重合闸功能但上一级变电 所具有此功能时,工作电源突然断电,ATSE不应 所具有此功能时,工作电源突然断电,ATSE不应 立即投到备用电源侧,应有一段躲开自动重合闸 时间的延时。避免刚切换到备用电源侧,又自复 至工作电源,这种连续切换是比较危险的。

7 ATSE为大容量电动机负荷供电时,应适当调整 ATSE为大容量电动机负荷供电时,应适当调整 转换时间,在先断后合的转换过程中保证安全可 靠切换。 【注释】第7款 由于这类负荷具有高感抗,分合 注释】 闸时电弧很大。特别是由备用电源侧自复至工作 电源时,两个电源同时带电,如果转换过程没有 延时,则有弧光短路的危险。如果在先断后合的 转换过程中加50~100ms的延时躲过同时产生弧光 转换过程中加50~100ms的延时躲过同时产生弧光 的时间,则可保证可靠切换。 ATSE的转换时间并不是越短越好,尤其对于向 ATSE的转换时间并不是越短越好,尤其对于向 大容量电动机负荷供电的ATSE,当ATSE断开常 大容量电动机负荷供电的ATSE,当ATSE断开常 用电源时,负载会产生反电动势,此反电动势和 备用电源电势的相位差可能接近180° 备用电源电势的相位差可能接近180°,

有可能产生大的冲击电流(2~3倍正常启动电流), 有可能产生大的冲击电流(2~3倍正常启动电流), 造成熔断器熔断或断路器脱扣,同时负载将承受 极大的机械应力(4~9倍正常机械应力,F=kI2), 极大的机械应力(4~9倍正常机械应力,F=kI2), 造成电动机或相关连接装置的机械部分损坏。 在中间位置适时停留可使电动机避开危害。


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