《四极开关的选用》PPT课件.ppt

四极开关的选用 2 四极开关的选用原则： 一、低压配电设计规范 GB50054-1995 第 4.5.6条： 在 TT或 TN-S系统中， N线上不宜装设电器将 N线断开，当需要断开线时，应装设相线 和 N线一起切断的保护电器。 当装设漏电电流动作的保护电器时，应能将 其所保护的回路所有带电导线断开。在 TN系 统中，当能可靠地保持 N线为地电位时， N线 可不需断开。 在 TN-C系统中，严禁断开 PEN线，不得装设 断开 PEN线的任何电器。当需要在 PEN线装 设电器时，只能相应断开相线回路。 3 二、民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 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 开关应用采用四极开关。 4. TT 系统的电源进线开关应采用四级开关。 5. IT 系统中当有中性线时应采用四极开关。 4 三、低压配电设计规范（征求意见稿） 3.2.19在以下的情况下，应选用具有中性极的 开关电器： 1. TT 系统、 TN 系统与 IT 系统之间的电源转 换开关电器。 2. TT 系统的隔离电器（负荷侧无中性导体时除 外）。 3. IT 系统中，当有中性线导体时选用的开关电 器。 4. 剩余电流动作保护器（负荷侧无中性导体时 除外）。 5 四极开关应慎用 1、不必为中性线的过流而切断中性线 60364-4-473是规定线路过流保护的标准。其中关 于中性线过流保护的条文都规定不论中性线粗细 ,只需断 开有关相线 ,不必断开中性线。这是因为断开有关相线后 中性线电流自然消失 ,中性线过流问题不复存在 ,而少一 个中性线触头、导电不良故障易于发现及时处理 ,而中性 线的触头导电不良难以发现 ,往往成为 “断零” 而导致烧 坏大量单相用电设备的事故 ,因此在可能条件下应尽量减 少中性线上的触头或刀闸的数量 ,用于中性线过流保护的 可装可不装的触头就不必装设。 6 断零 15 W 150 W O 10 R R 345 V 35 V 380 V 190 V 364 V L1 L2 N L3 (P EN ) O 三相四线回路“断零”后三相负载不平衡，三相电压也不平衡 7 2、中性线过流不可能引起人身电击事故 60364-4-41是规定防电击措施的标 准 ,但该标准中没有因 - -系统线 过流 ,导致线过大的电压降和过大的设 备外壳对地电压而规定断开中性线的防电击措 施。道理很简单 ,在电气设计中对线路的电压 降都有限制 ,低压线路上的电压降一般取为不 大于回路标称电压的 5%,即相线、线和 中性线的电压降总共不超过 220 5%=11 , 设备外壳上不可能出现大于 50或 25的对地 电压。所以为防人身电击而断开中性线也是不 必要的。 8 3、电气检修安全要求隔离中性线 在常用的电源直接接地的、系统 内 ,正常情况下中性线的电位基本上是大地 的电位 ,但由于种种原因它可能带危险对地 电压 ,例如电源回路一相接地导致中性线对 地电位升高 ,但因中性线包有绝缘 ,还不致 引起事故。为了避免公用电网内大量低压 用户停电 ,这种故障一般不跳闸 ,只作为事 故隐患潜伏下来。它只在电气检修时对检 修人员构成危险 ,因此在电气检修时 ,应在 隔离相线的同时也隔离中性线。 9 3、电气检修安全要求隔离中性线 又如 ,当 10变电所内高压侧发生接地 故障时 ,由于接地装置电位的升高同样也 可使中性线带故障电压 ,因 10不接地 网络的接地故障不跳闸只作用于信号 ,这 个可达百伏左右的故障电压在中性线上 也是持续存在的 ,它也同样危及电气检修 人员。 10 3、电气检修安全要求隔离中性线 现时一些城市将 10网络由不接地系 统改为经小电阻接地系统 ,上述故障电压 可达千伏以上 ,虽然这时 10继电保护 可切断电源 ,但其动作时间长达 0.5 1 , 依然要危及检修人员。另外 ,检修时的电 击危险是来自沿系统电源线路导入 的雷电过电压 ,其持续时间以微秒计 ,但电 压极高 ,足以致人死命。对以上列举的各 种沿中性线导入的危险电压引起的电气 检修时电击事故的防范 ,别无他法 ,只能用 在隔离相线的同时隔离中性线的办法来 防范。 11 4、有总等电位联结的 -系统建筑物内的中 性线不需要隔离 并非所有建筑物电气装置都要求中性线和相线一起隔 离才能保证检修安全 ,这需视接地系统类别和建筑物内 有无总等电位联结而定。 60364-4-46标准第 461.2条规定 :“在 -系统中 (包括 - -系统中 户内 -部分 )中性线不需要隔离和开关”。英国 标准 电气安装规范 第 461-01-02条也规定 : 在电源进线处 ,除单相回路外 , -、 - -系 统三相回路应断开全部相线而不要求断开中性线。所 以如此规定 ,其原由可用图 1来说明 ,图中 - -系 统电气装置设有总等电位联结 ,如图中点划线所示。 12 图 1 TN - C - S 系统内中性线不隔离没有电击危险 13 4、有总等电位联结的 -系统建筑物 内的中性线不需要隔离 大家知道 ,在 60364标准和我国有关防电击标准 中 ,建筑物内的总等电位联结都规定为各种接地系统内 必不可少的基本防电击措施。当进行电气检修时 ,即使 中性线没有隔离而带有从电源侧传导来的对地故障电 压 ,如图 1中所示 ,但由于存在总等位联结的缘故 ,所 有外露导电部分和装置外导电部分都处于同一电位水 平上 ,而不存在电位差 ,检修人员接触中性线时自 然无由遭受电击 ,甚至连触电感觉都没有。因此在有总 等电位联结的 -系统建筑物内不必为电气检修安 全而隔离中性线。图 1 - -系统内中性线不隔 离没有电击危险。 14 5、系统内电源进线开关应隔离中性线 上述 60364-4-46第 461.2条不隔离中性线的规定 未提系统 ,说明系统内应隔离中性线。英国 标准 电气安装规范 第 461-01-03条则规定 系统 (也包括系统 )电气装置内的电气隔离应隔离 所有带电导体 ,其中包括中性线。这可用图 2来说明 ,图 中的建筑物虽然做了总等电位联结 ,但系统中的中 性线与地绝缘而未与建筑物的总等电位联结导通 ,它与 地间存在故障电压引起的电位差 ,此电位差将对电 气检修人员构成电击危险。因此在系统 (也包括不 常用的系统 )建筑物内 ,必须在总电源进线处和有 需要的局部场所电源进线处 ,将中性线和相线同时隔离 。 15 5、系统内电源进线开关应隔离中性线 图 2 系统内中性线不隔离存在电击 危险由于我国较多采用系统 ,如果按 和标准的规定 ,不在系 统建筑物内装用四极开关 ,只有系统 建筑物内装用四极开关 ,则四极开关的装 用可大大减少 ,这对提高电气安全水平和 节约建设投资都是有好处的。 16 图 2 TT系统内中性线不隔离存在电击危险 17 6、系统内的漏电保护器必须隔离中性线 除了电气检修安全隔离中性线外 ,系统内的漏电保 护器 (以下简称 )为保证出现两个故障后的电气 安全 ,也要求隔离中性线。图 3所示的系统因发生 接地故障而使中性线带故障电压。因中性线包有 绝缘 ,这一故障并不直接引起事故。但如再发生第二个 故障 ,例如图示的相线碰外壳的设备接地故障 ,则 瞬即跳闸。如果未隔离中性线 ,跳闸后 故障电压将如图中虚线所示通过设备绕组和绝缘 损坏的故障点传导至设备外壳上 ,而导致电击事故。这 当然是很不安全的 ,因此为防这种两个故障引起的电击 事故 ,系统内在断开相线时 ,必须同时断开 中性线 ,以隔离的传导。 18 图 3 TT系统内 RCD 中性线不隔离两个故障时设备外壳 可能带危险电压 19 6、系统内的漏电保护器必须隔离中性线 图 3 系统内中性线不隔离、 两个故障时设备外壳可能带危险电压。 英国、美国和日本广泛采用 - - 系统 ,因此上述英国标准第 531-02- 01条规定 :“应能同时断开回路全 部相线。”而不要求断开中性线。德、 法等欧洲大陆国家广泛采用系统 ,因 此他们生产的几乎全为四极或二 极的。 20 7、电源转换开关不需断开中性线 电源转换开关属功能性开关 ( ), 60364-4-46标准第 465.1.2条规定 :“ 功能性开关不必要控制 ( )全部带电导 体。”即不必在开合相线的同时开合中性线 ,因中性线 上没有刀闸并不影响电源的转换。需要说明的是 , / 64译文集将其下的第 465.1.5条译为 :“保证电源 转换的功能性开关必须作用 ( )于所有带 电导线。”其中“”一词有“作用”、 “影响”的含义 ,但没有“断开 ( )”或“控制”的意思 ,注意勿误解 ,否则其前面的 465.1.2条将无法解释。只有当电源转换开关带漏电保 护功能时 ,才需装用四极开关未隔离中性线 ,那是为了 防止漏电保护的误动或拒动 (说明从略 ),而不是出于电 源倒换功能上的需要。 21 8、单相回路的中性线隔离不存在“断零”危险 单相回路内如果中性线开关触头导电不良 ,不 会出现上述三相回路中因“断零”烧坏用电设 备的问题 ,因此为了提高电气安全水平 ,单相双 级开关得到较多的应用。例如住宅楼的单相总 电源进线开关和每户的单相电源进线开关 ,不 论其接地系统为何种类型 ,都应将中性线隔离 , 即采用双极开关 ,这样做可以提高电气安全水 平 ,例如防止因设备相线、中性线接错而引起 事故 ,不会招致“断零”引起的危险。对此 ,上 述英国标准第 460-01-02条规定 :“任何接 地系统的单相电源进线总开关或总断路器应能 将两根带电导体都切断。 22 9、结束语 1. 电源进线开关中性线的隔离不是为了防三相回路内中性线不平衡电 流引起的中性线过流或这种过流引起的人身电击危险 ,而是为了消除 沿中性线导入的故障电位对电气检修人员的电击危险。 2. 为减少三相回路“断零”事故的发生 ,应尽量避免在中性线上装设不 必要的开关触头 ,即在保证电气检修安全条件下 ,尽量少装用四极开 关 3. 不论建筑物内有无总等电位联结 ,系统 电源进线开关 应实现中 性线和相线的同时隔离 ,但 有总等电位联结的 -系统和 - -系统建筑物电气装置无此需要。 4. 系统内的应能同时断开相线和中性线 ,以防发生两个故障 时引起的电击事故 ,但对系统内的没有此要求。 5. 除带漏电保护功能的电源转换开关外 ,其他电源转换开关无需隔离中 性线。 6. 不论为何种接地系统 ,单相电源进线开关都应能同时断开相线和中性 线。