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GB_50054-2011_低壓配電設計規范條文說明

文章作者:rdywn 上傳更新:2017-01-30

中華人民共和國國家標準

低壓配電設計規范

GB 50054-2011

條文說明

修訂說明

《低壓配電設計規范》GB50054—2011,經住房和城鄉建設部2011年7月26日以第1100號公告批準發布。

本規范修訂遵循的主要原則:貫徹執行國家的有關法律、法規和政策,合理利用資源,充分考慮社會效益和經濟效益;涉及人身及生產安全的使用強制性條文;采用行之有效的新技術,做到技術先進、經濟合理、安全實用;積極采用國際標準和國外先進標準,并且符合中國國情;廣泛征求意見,通過充分協商,共同確定;執行現行國家關于工程建設標準編制規定,確保可操作性;按“統一、協調、簡化、選優”的原則嚴格把關,并注意與國家有關工程建設標準內容之間的協調。

本規范修訂開展的主要工作:籌建規范修訂編組,制定規范修訂工作大綱;編制規范初稿和專題調研大綱;編制規范征求意見稿,并經歷了起草、匯總、互審、專題技術會議討論定稿,以及完成送審稿專家審查意見得修改;完成規范報批稿。

本規范修訂,與上版規范比較在內容方面的變化主要情況:將規范適用范圍的電壓由交流、工頻500V以下修改為交流、工頻1000V及以下;取消了原規范總則中對于選用銅、鋁導體材質的規定;增設術語為單獨一章,刪除附錄中的名詞解釋;補充了功能性開關電器和剩余電流動作保護電器選擇和安裝的規定;補充了選用具有中性極的開關電器的規定;補充了IT系統中安裝絕緣監測電器的規定;補充了等電位聯結用的保護聯結導體截面積選擇的規定;將原來第三章“配電設備的布置”中的第二節“配電設備布置中的安全措施”和第四章“配電線路的保護”中的第四節“接地故障保護”合并,并增加“SELV系統和PELV系統及FELV系統”一節,為第5章“電氣裝置的電機防護”;在“配電線路的保護”一章中增加了“配電線路電氣火災防護”一節;增加了關于“可彎曲金屬導管布線”、“地面內暗裝金屬槽盒布線”“礦物絕緣電纜敷設”、“預分支電纜敷設”的規定。

原規范主編單位:機械工業部中機中電設計研究院;參編電位:機械工業部第八設計研究院、北京有色冶金設計研究總院、中國航空工業規劃設計研究院、北京建筑設計院;主要起草人:王增堯、王厚余、馮宗恒、呂光大、宋正華、湯繼東。

為便于廣大設計、施工、科研、學校等單位的有關人員在使用本規范時能正確理解和執行條文規定,規范修訂編制組按章、條順序編制了本規范的條文說明。供使用者參考。

1總則

1.0.1本條強調“保障人身和財產安全”和“節約能源”,這是根據國家的基本政策“以人為本”和“建設資源節約型社會”修改的。

1.0.2本條將原規范適用的電壓范圍由“交流、工頻500V及以下”修改為“交流、工頻1000V及以下”,與現行國家標準《建筑物電氣裝置》的系列標準GB 16895(等同采用IEC 60364標準)保持一致。而且在我國,有的單位早已將本規范的規定運用在1000V及以下的電氣系統中,沒有發現任何問題。

1.0.3對于本規范中沒有規定的低壓配電設計的內容,當其他現行國家標準有規定時,同樣應該執行。特別是現行國家標準《建筑物電氣裝置》GB 16895的系列標準是等同采用國際標準IEC60364的標準,該系列標準在國際上已得到重視和應用。該系列標準對特殊場所的低壓配電設計的特殊要求,在下列現行國家標準中有詳細的規定,同樣應該遵照執行,這些標準是:

1《建筑物電氣裝置第7部分:特殊裝置或場所的要求第701節:裝有浴盆或淋浴盆場所》GB 16895.13

2《建筑物電氣裝置第7部分:特殊裝置或場所的要求第702節:游泳和其他水池》GB 16895.14

3《建筑物電氣裝置第7—703部分:特殊裝置或場所的要求裝有桑拿浴加熱器場所》GB 16895.14

4《建筑物電氣裝置第7—704部分:特殊裝置或場所的要求施工和拆除場所的電氣裝置》GB 1685.7

5《建筑物電氣裝置第7部分:特殊裝置或場所的要求第705節:農業和園藝設施的電氣裝置》GB 16895.27

6《建筑物電氣裝置第7—706部分:特殊裝置或場所的要求活動受限制的可導電場所》GB 16895.8

7《建筑物電氣裝置第7部分:特殊裝置或場所的要求第707節:數據處理設備用電氣裝置的接地要求》GB 16895.9

8《建筑物電氣裝置第7—710部分:特殊裝置或場所的要求醫療場所》GB 16895.24

9《建筑物電氣裝置第7—711部分:特殊裝置或場所的要求展覽館、陳列室和展位》GB 16895.25

10《建筑物電氣裝置第7—712部分:特殊裝置或場所要求太陽能光伏(PV)電源供電系統》GB/T 16895.32

11《建筑物電氣裝置第7—713部分:特殊裝置或場所的要求家具》GB 16895.29

12《建筑物電氣裝置第7—714部分:特殊裝置或場所的要求戶外照明裝置》GB 16895.28

13《建筑物電氣裝置第7—715部分:特殊裝置或場所的要求特低電壓照明裝置》GB 16895.30

14《建筑物電氣裝置第7—717部分:特殊裝置或嘗試的要求移動的或可搬運的單元》GB 16895.31

15《建筑物電氣裝置第7—740部分:特殊裝置或場所的要求游樂場和馬戲場中的構筑物、娛樂設施和棚屋》GB 16895.26

2術語

3.2.33~2.0.36過去我們習慣將低壓開關電器分為隔離開關(不能接通和分斷負荷電流和短路電流)、負荷開關(不能接通和分短路電流)和斷路器(可以接通和分斷負荷電流和短路電流)三類。但是在產品標準中這個分類已經該變了,現可用現行國家標準《低壓開關設備和控制設備第3部分:開關、隔離器、隔離開關以及熔斷器組合電器》GB 14048.3—2008(等同采用IEC 60947—3:2005)的“電器定義概要表”表1來說明:

由有關電器的定義和此表可以看出:只具有隔離功能的開關電器稱為“隔離器”;“開關”是可以接通負荷電流、短路電流和分斷負荷電流而不能分斷短路電流的開關電器;具有隔離功能的開關稱為“隔離開關”。開關、隔離器和隔離開關可以和熔斷器組合構成熔斷器組合電器。

3電器和導體的選擇

3.1電器的選擇

3.1.1本條對原規范第2.1.1條略作修改,只是調整了款的順序。所選電器的額定電壓、額定電流和額定頻率應與所在回路標稱電壓、計算電流和頻率相適應,只要電器能正常工作就不必要求與所在回路的標稱電壓和頻率完全一致,因為電器可在偏離標稱值的一定范圍內正常工作。

1本規定包括很廣泛的內容,對于環境條件的規定可參見現行國家標準《建筑物電氣裝置第5—51部分:電氣設備的選擇和安裝通用規則》GB/T 16895.18和各產品標準。另外,特別提請注意的是現在有的電器產品(如斷路器、熔斷器、剩余電流動作保護器、插頭和插座等)按用途分為“工業用”、“家庭和類似用途用”的產品,并分別制定了產品標準,在選用時請注意。

6根據有關產品標準,如現行國家標準《低壓開關設備和控制設備第2部分:斷路器》GB 14048.2—2008規定低壓斷路器的“短路分斷(或接通)能力”分為“極限短路分斷能力”和“運行短路分斷能力”,“極限短路分斷能力”的定義是:“按規定的試驗程序所規定的條件,不要求斷路器連續承載起額定電流能力的分斷能力”;“運行短路分斷能力”的定義是:“按規定的試驗程序所規定的條件,要求斷路器連續承載起額定電流能力的分斷能力”。在選用時請根據工程的具體情況進行選擇。

3.1.4將原規范第2.2.12條、第4.5.6條中有關的內容合并列為一條。在TN-C系統中,當保護接地中性導體斷開時,有可能危及人身安全,因此本條規定為強制性條文,必須嚴格執行。

3.1.5隔離電器的可靠性是非常重要的,因此對隔離電器作此規定。

3.1.6本條是對原規范第2.1.6條的修改條文。根據現行國家標準《低壓開關設備和控制設備第2部分:斷路器》GB 14048.2—2008的規定,增加了“具有隔離功能的斷路器”可作為隔離電器。

3.1.7為了保證人身安全,隔離電器應可靠地將回路與電源隔離,而半導體開關電器不具有這樣的功能,因此規定為強制性條文,必須嚴格執行。

3.1.10隔離器、熔斷器以及連接片不具有接通斷開負荷電流的功能,所以不能作為功能性開關電器。如果裝設錯誤,將可能造成人身和財產損失,因此本條規定為強制性條文,必須嚴格執行。

3.1.11對本條作用如下說明:

1要求剩余電流動作保護電器能斷開所保護回路的所有帶電導體,包括中性導體,是為了防止在回路中可能發生的誤動作。對于剩余電流動作保護電器“在TN-S系統中,當中性導體為可靠的地電位時可不斷開”的規定,是考慮到當中性導體為可靠的地電位時斷開中性導體是沒有意義的,而中性導體是否為可靠的地電位,需要技術人員根據工程的具體情況決定。

2要求在負荷正常運行時,不希望剩余電流動作保護電器動作,所以在選擇剩余電流動作保護電器和劃分回路時,應該防止可能出現的對地泄漏電流引起剩余電流動作保護電器誤動作。在現行國家標準《電擊防護裝置和設備的通用部分》GB/T 17045—2008(等同采用IEC 61140:2001)中對用電設備的保護導體電流限值作了規定。

3對選擇剩余電流動作保護電器的作了規定。

3.1.12對沒有保護導體的回路中,剩余電流動作保護電器是不能正確動作的,因此必須裝設保護導體。本條為強制性條文,必須嚴格執行。

3.1.13本條規定是為了使剩余電流動作保護電器能夠保護整個TT系統。

3.1.14在IT系統中,發生第一次對地故障時,是可以不斷開電路的,因此剩余電流動作保護電器不應該動作。所以,剩余電流動作保護電器的額定剩余不動作電流值不應小于第一次對地故障時流經故障回路的電流。

3.1.15本條對在某些情況下選用具有中性極的開關電器(通稱四極開關)作了規定,但這并不是說只是在這些情況下應該用具有中性極的開關電器。在其他情況下,開關極數的確定,應由技術人員根據本規范規定和工程的具體情況來決定。應該說明的是如果選用了具有中性極的開關電器,而中性極發生故障則有可能使中性線斷開,這也是我們不希望的。

3.1.16在電路中如果電流流經不期望的路徑,則會產生雜散電流,而這個雜散電流將產生電磁干擾,影響其他設備的工作。為此,可選用具有斷開中性極的開關電器,避免產生雜散電流。這可以用圖1、圖2來說明:

 

圖1在TN-S系統中,產生雜散電流的例子

在圖1表示的TN-S系統中,用電設備的中性線電流,可以從兩個不同的路徑流過,這樣就會產生電磁干擾。如果按圖2,采用具有中性極的開關電器,中性線電流就不會從右邊的中性線中流過了。在這種情況下,采用具有中性極的開關電器是防止產生電磁干擾的有效措施。

 

圖2在TN-S系統中,采用具有斷開中性極的開關可避免產生雜散電流

3.2導體的選擇

3.2.2按敷設方式及外界影響確定的導體載流量,不僅應小于計算電流,同時還應滿足線路保護的要求的規定。因為在設計線路保護時,經常與本回路的阻抗、導體的截面積有關,在本規范第5.2.8條、第6.3.3條等對此均有規定。所以在本條中增加了“導體應滿足線路保護的要求”。

根據現行國家標準《電纜的導體》GB/T 3956的規定,鋁導體的最小截面積是10mm2,所以規定敷設的鋁導線最小截面是10mm2。

當電纜用于長期穩定的負荷時,可按經濟電流密度選擇導體的截面,這是引用了現行國家標準《電力工程電纜設計規范》GB 50217中的規定。當電纜用于長期穩定的負荷時,按經濟電流截面選擇導體的截面,可以有利于節約能源。

3.2.4現行國家標準《建筑物電氣裝置第5部分:電氣設備的選擇和安裝第523節:布線系統載流量》GB/T16895.15—2002(等同采用IEC 60364-5-523)中規定的絕緣導體和無鎧裝電纜的載流量以及載流量的校正系數,這些載流量表是國際標準中的載流量表,在國際上被普遍采用。鎧裝電纜的載流量以及載流量的校正系數在現行國家標準《電力工程電纜設計規范》GB 50217中作了規定。

3.2.5本條保留了原規范第2.2.5條的規定,并根據現行國家標準《電力工程電纜設計規范》GB 50217中的有關規定作了補充。

3.2.6本條是根據現行國家標準《建筑物電氣裝置第5部分:電氣設備的選擇和安裝第523節:布線系統載流量》GB/T16895.15—2002(等同采用IEC 60364-5-523)中的有關規定對原規范第2.2.3條作了修改。

3.2.9目前,由于在用電設備中有大量非線性用電設備存在,電力系統中的諧波問題已經很突出,嚴重時,中性導體的電流可能大于相導體的電流,因此必須考慮諧波問題引起的效應。

對于表3.2.9中存在諧波電流時,三相平衡系統中4芯和5芯電纜載流量的降低系數的應用,可以用下面的例子說明:

假設有一計算機電流39A的三相負荷平衡回路,使用4芯PVC絕緣電纜,固定在墻上。

經查,6mm2銅芯電纜的載流為41A,假如回路中不存在諧波電流,選擇該電纜是適當的。假如有20%三次諧波,那么采用降低系數0.86,計算電流變成:

 

對這一負荷采用10mm2銅芯電纜是適當的。

假如有40%三次諧波,則應按中性導體電流選擇截面,中性導體電流為:

 

并采用降低系數0.86,則計算電流為:

 

對于這一負荷采用10mm2電纜是適當的。

假如有50%三次諧波,電纜截面仍按中性導體電流來選擇,電流值為:

 

這時額定負荷系數為1,采用16mm2的電纜才是適當的。

以上電纜截面的選擇,僅考慮電纜的載流量,未考慮電壓將和其他設計方面的問題。

3.2.12本條是保護接地中性導體、保護導體和中性導體之間關系的基本要求。

3.2.13裝置外可導電部分在電氣連接的可靠性方面沒有保證,因此嚴禁作為保護接地中性導體的一部分。本條是強制性條文,必須嚴格執行。

3.2.14本條第2款的規定是對于保護導體截面選擇的一般規定,按式(3.2.14)選擇保護導體是最基本的要求,按表3.2.14選擇保護導體簡單方便,但是在某些情況下,特別是在相導體截面積比較大的情況下,可能偏于保守,此時,按式(3.2.14)選擇保護導體會更合理。

在低壓線路上存在分布電容和用戶的非線性用電設備(計算機、電視、調光燈、電子鎮流器、微波爐、電磁爐、變頻設備等)會使PE線上的泄漏電流很大,如果保護導體斷線,則可能會對觸及到保護導體的人的安全造成威脅。因此,本條第5款對保護導體的截面積作了專門規定。

現行國家標準《電擊防護裝置和設備的通用部分》GB 17045(等同采用IEC 61140:2001)中,對用電設備的最大保護導體電流作了以下的規定:接自額定電流值小于等于32A的單相或多相插頭和插座系統的用電設備:當設備的額定電流小于4A時,最大保護導體電流為2mA;當設備的額定電流大于4A、小于等于10A時,最大保護導體電流為0.5mA/A;當設備的額定電流大于10A時,最大保護導體電流為5mA。對于沒有為保護導體設置專門措施的固定連接的和不易移動的用電設備,或接自額定電流值大于32A的單相或多相插頭和插座系統的用電設備:當設備的額定電流小于7A時,最大保護導體電流為3.5mA;當設備的額定電流大于7A、小于等于20A時,最大保護導體電流為0.5mA/A;當設備的額定電流大于20A時,最大保護導體電流為10mA。

3.2.17關于局部等電位聯結用的保護聯結導體截面的規定是參考了輔助等電位聯結用的保護聯結導體截面的規定作用的規定,這個規定曾經被列入國家建筑標準設計圖集02D501-2《等電位聯結安裝》中,多年實踐證明,這個規定是合理的。

4配電設備的布置

4.1一般規定

4.1.3本條是對原規范第3.1.4條的修改條文,增加了配電室需用的水、汽管道“應做等電位聯結”,是為了保證配電室內操作維護人員的安全。“配電屏上、下方及電纜溝內部應敷設水、汽管道”的規定,是防止水、汽管道“跑冒滴漏”和維修時影響電氣設施正常運行。

4.2配電設備布置中的安全措施

4.2.1落地式配電箱底部適當抬高是為了防止水進入配電箱內和便于施工接線。底部抬高后還應將底座四周封嚴,以防止鼠、蛇類等小動物爬入箱內裸導體上引起短路事故。例如某大酒店廚房用的落地配電箱底部抬高后未封嚴,一老鼠鉆進箱內,爬在母線上造成短路。

4.2.2將原規范第3.1.6條中“并列的兩段母線”改為“相鄰的兩段母線”更為準確。本條規定是作為增強一級負荷配電可靠性的措施之一,當沒有一級負荷的母線發生故障引起火災時,有一級負荷的母線因為采取了防護措施而不直接受到影響或少受影響,防護措施可以是配電屏的防火材料隔板,也可是隔墻,隔墻是整體形時,墻上應開通門洞。

4.2.3此凈距是為了防止電工在柜(屏)頂進行維修工作時,誤跨觸到鄰近的屏(柜)頂上的裸帶電母線而造成電擊事故而作的規定。

4.2.4根據過去設計的經驗和調查,許多工業企業的供配電系統,由單臺變壓器供電的低壓配電屏并排列的長度一般不超過6m時,屏后的通道只有一個出口,已能滿足安全運行的要求,且便于建筑形式的布置:當配電屏的長度超過6m時,屏后通道應設2個出口,以便于維修工作和事故時人員逃離事故點。

4.2.5本條是對原規范第3.1.9條的修改條文,增加了“當防護等級不低于現行國家標準《外殼防護等級(IP代碼)》GB 4208規定的IP2Х級時,”以滿足直接接觸防護要求。有的開關柜在屏后操作,因此屏后的通道要適當加寬,一便于操作和維修工作的進行。由于這種操作不是經常性的,屏后通道不能完全按屏前操作維護通道一樣的要求。與原規范相比:

1增加了屏側通道最小寬度數據,不受限制時應為1m,受限制時為0.8m。屏側通道是指在配電屏側端連接屏后通道和屏前通道的操作維護人員的通路。

2抽屜式雙排面對面屏前通道,受限制時的最小寬度由2.0m改為2.1m。固定式多排同向布置屏間通道,受限制時的最小寬度由2.0m改為2.1m。

3新增了掛墻式配電箱的箱前操作通道最小寬度的規定。

4.2.6本條是對原規范第3.2.10條的修改條文。原規范規定屏后通道上方裸導電體距離高度為2.3m,不符合直接觸防護中置于伸臂范圍2.5m之外的要求,故作此條規定。

4.3對建筑物的要求

4.3.1根據低壓配電裝置室的性質和防火規范的一般要求而定。由于三級耐火等級的屋頂承重結構為燃燒體,不防火,不夠安全,所以規定屋頂承重結構為不低于二級耐火等級。原規范第3.3.1條相比,增加了“當配電室與其他場所毗鄰時,門的耐火等級應按兩者中耐火等級高的確定”的規定。

4.3.2本條規定主要是考慮當室內發生事故時,現場人員容易逃離事故地點,同時也便于救護人員接近現場、平時使用也較方便。有的配電室分樓下和樓上兩部分布置,其內部有樓梯上下相同,樓下部分有通向室外的門,但這還不夠,樓上部分也應有通往室外走道或樓梯間的安全門,當樓上或樓下發生火災或其他事故時,樓上的人員可直接從接上逃至室外。

4.3.3一般配電室的電氣設備和元件不是密封的,容易造成事故。另外觀察表計也要有較明亮的光線,要求配電室的環境清潔、明亮。因此,土建設計要注意不使用易起灰的裝修材料,使室內少積灰和光線明亮。

4.3.4配電室內的電纜溝距戶外較近時和在地下水位較高的地區,溝內容易滲水,因此土建應采取防止滲水的措施。另外在電纜管道穿過墻基處,若管口及其周圍密封不嚴實,戶外地下水容易由管口處流入地溝。地溝底部應有一定的坡度,當溝內有水進入時,可以使其流至一端設法排出。經常容易進水的電纜溝內,必要時還應做集水坑,以便將水抽出。規定“配電室的地面宜高出本層地面50mm或設置防水門檻”,是為了防止配電室外少量的水進入。

4.3.5有的電氣元件,如繼電器、熔斷器、儀表、導線、照明光源等,對使用的環境有一定的要求,否則會影響正常的工作,因此嚴寒地區和炎熱地區應考慮合適的室溫問題。有人值班的配電室應保證人正常工作的室溫和照明,必要時,還需考慮應有的生活設施,如給排水、廁所等設施。

4.3.6在高層建筑內通常將配電室設于地下室或樓層內,且位置較偏僻,因此一定要考慮到安裝時和建成后維修時的運輸通道問題。設計時要向土建設計提出要求,不能只考慮安裝時的運輸,還應考慮建筑物成后,正常使用時配電設備出故障運出維修的可能,后者常常容易為設計人員所忽略。地下室的通風一般不好,應設機械通風,還應有緊急照明系統,保證事故停電時,有可靠的安全照明。

4.3.7鼠、蛇類等小動物往往能從密合不嚴的門縫和通風孔爬入室內,因此配電室的門窗應密合,并應在通風孔上裝設遮護網罩。現行國家標準《外殼防護等級(IP代碼)》GB 4208規定的IP3Х級防護標準是能防止直徑大于2.5mm的固體異物進入,如網罩的網孔較大時,南方地區蛇類較多,蛇容易穿過網孔爬入室內,造成事故。因此,規定網罩的防護等級不宜低于IP3Х較可靠。

4.3.8將配電室設置在建筑物地下室最底層,這在雨季形成洪水或大量積水時,或建筑物內給排水系統出現事故造成地下室最底層大量積水情況下對配電系統的安全可靠運行非常不利,因此,配電室不宜設置在建筑物地下室最底層。在不得已情況下,配電室位于地下室最底層時,應根據當地氣象部門記載的洪水資料數據、建筑物的防洪標準以及建筑物內給排水系統的可靠性和事故時出現的積水量確定防水措施。

5電氣裝置的電擊防護

5.1直接接觸防護措施

(Ⅰ)將帶電部分絕緣

5.1.1僅用油漆、清漆、噴漆及類似物不能作為絕緣。

(Ⅱ)采用遮攔或外護物

5.1.2現行國家標準《外殼防護等級(IP代碼)》GB 4208規定的IP2Х級的防護,能防止直徑大于12.5mm的球形物體進入防護殼內;能防止手指觸及殼內帶電部分或運動部件。IPХХB級能防止手指或長度小于等與80mm的類似物觸及殼內帶電部分或運動部件。

5.1.3容易接近的遮攔或外護物的頂部容易掉進異物,如短短金屬線、垃圾塊及大小金屬零件等,固防護等級要求較高。現在國家標準《外殼防護等級(IP代碼)》GB 4208規定的IPХХD級或IP4Х級的防護,能防止直徑(厚度)大于1mm的固體物進入防護殼內。

5.1.4所謂可靠地固定是指防護物不能隨便移動或被無意識的移動。

5.1.5本條規定主要是為了使保護物起到可靠的保護作用,加強可靠性,具體采用哪一種防護比較合適,則要依據實際情況而定。

5.1.6現行國家標準《外殼防護等級(IP代碼)》GB4208規定的IPХХB級防止手指或長度小于等于80mm的類似物接觸及殼內帶電部分或運動部件,所以規定網狀遮護物與裸帶電體凈距不應小于100mm是安全的。

(Ⅲ)采用遮擋物

5.1.7阻擋物的設置與制作要求沒有遮護物那樣嚴格,一般是作為簡易的防護措施但也應起到防直接電擊的保護作用。

阻擋物是指欄桿、網狀屏障等。它能防止人無意識地觸及裸帶電體,但不能防止故意繞過阻擋物面有意識地觸及裸帶電體。

5.1.9本條是對原規范第3.2.11條的修改條文,將阻擋物與裸導體水平靜距離改為1.25m,與伸臂范圍的要求吻合,為防止人身體前傾后伸臂觸電,將阻擋物高度定位1.4m。

(Ⅳ)置于伸臂范圍之外

5.1.10如果兩個不同電位的可導電部分之間的間隔不超過2.5m,則被認為是可同時觸及的。

5.1.11伸臂范圍值是指無其他輔助物(如工具或梯子)的手直接接觸范圍。

人在工作時,有時手中把握有導電的金屬工具,因此,當計算此種情況的伸臂范圍時應加入手持工具的長度。

5.2簡介接觸防護的自動切斷電源防護措施

(Ⅰ)一般規定

5.2.1本條是對原規范第4.4.2條的修改條文,因IEC 60364系列標準化為我國標準的GB 16895系列國家標準中沒有“樓地故障保護”這一術語,故本次規范修改將其按GB 16895系列國家標準中的說法稱作“間接接觸防護中自動切斷電源的防護措施”,這些措施針對的是相導體因絕緣損壞對地或與地有聯系的導體之間的短路,包括相導體與大地、保護導體、保護接地中性導體、配電和用電設備的金屬外殼,敷線金屬管槽、建筑物金屬構件、給排水和采暖、通風等金屬管道以及金屬屋面、水面等之間的短路,這種短路均與接地有關。當發生接地故障并在故障持續的時間內,與它有電氣聯系的電氣設備的外露可導電部分對大地和裝置外可導電部分間存在的電位差,此電位差可能是人身遭受電擊,間接接觸防護措施因接地系統類別不而異,故這種保護比較復雜,國際電工標準和一些技術先進的國家對它很重視,對其危害的防范都做出看具體規定。

本條和原規范第4.4.2條在文字表述上有所不同外,其內容是一致的。需要強調的是,切斷故障電路是間接接觸防護的措施之一,但不是唯一的措施,也可采用其他措施。

5.2.2根據現行國家標準《電擊防護裝置和設備的通用部分》GB/T 17045的有關規定,電器設備共分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四類。

人體受電擊時安全電壓限值為50V,系根據現行國家標準《電流對人和家畜的效應第1部分:通用部分》GB/T 13870.1-2008(等同采用IEC/TS 60479-1:2005) 的規定,在干燥環境下當接觸電壓不超過50V時,人體接觸此電壓不會受傷害。

5.2.3電氣裝置的外露可導電部分與保護導體相連接可以降低接觸電壓值,亦可以提高保護電器的動作靈敏度。

5.2.4等電位聯結可以更有效地降低接觸電壓值,還可以防止有建筑物外傳入的故障電壓對人身造成危害,提高電器安全水平,條文中“可接用的建筑物金屬結構部分”,是指在施工中便于進行聯結的樓板、梁、柱、基礎等建筑構件中的鋼筋。這些鋼筋都必須加以利用,使其成為總等電位聯結的一部分;實際上鋼筋之間、鋼筋與各種金屬管道之間因自然接觸而連通,這也可以認為滿足總等電位的要求。

5.2.5總等電位聯結雖然能大大降低接觸電壓,但如果建筑物離電源較遠,建筑物內保護線路過長,則保護電器的動作時間和接觸電壓都可能超過規定的限制。

這時應在局部范圍內再做一次等電位聯結即局部等等電位聯結,見圖3。局部等電位聯結之前,圖中人的雙手承受的接觸電壓為電氣設備與暖氣片之間的電位差;其值為a—b—c段保護導體上的故障電流產生的電壓降,由于此段線路較長,電壓降超過50V,但因離電源距離遠,故障電流不能使過電流保護器在5s內切斷故障線路。為保障人身安全,應如圖虛線所示做局部等電位聯結。這是接觸電壓降低為a—b段的保護導體的電壓降,其值小于安全電壓限值50V。

 

圖3局部等電位聯結的作用

1-電氣設備;2-暖氣片;3-保護導體;4-結構鋼筋;

5-末端配電箱;6-進線配電箱;Ia-故障電流

如果做輔助等電位聯結,即將電氣設備與暖氣片直接連接,如圖4虛線所示,這時人體承受的接觸電壓接近0。

圖中MEB和LEB分別為總等電位聯結和局部等電位聯結端子板。

上例說明局部等電位聯結和輔助等電位聯結的目的在于使接觸電壓降低至安全電壓限值50V以下,而不是縮短保護電器動作時間。

為使接觸電壓不超過50V,應使:

(1)

式中:Id—故障電流(A)。

故障電流Id應大于等于式(5.2.5)中的Ia,故:

(2)

上式即可對局部等電位聯結和輔助等電位聯結的有效性進行驗證。

 

圖4輔助等電位聯結的作用

1—電氣設備;2—暖氣片;3—保護導體;4—結構鋼筋;

5—末端配電箱;6—進線配電箱;Id—故障電流

(Ⅱ)TN系統

5.2.8接地故障回路的阻抗包括電源、電源到故障點之間的帶電導體以及故障點到電源之間的保護導體的阻抗在內的阻抗,通常是指變壓器阻抗和自變壓器至接地故障處相導體和保護導體或保護接地中性導體的阻抗。因TN系統故障電流大,故障點一般被熔焊,故障點阻抗可忽略不計。

Ia是保證保護電器在規定時間內切斷故障回路的動作電流,其值必須保證保護電器在規定時間內動作,且應考慮保護電器動作的靈敏度與可靠性。

5.2.9固定式電氣設備發生接地故障時,人體觸及它時通常易于擺脫,并綜合考慮其他因素,如避免發生線路絕緣燒損、電氣火災、線路在接地故障時的熱承受能力、躲開電動機啟動電流的影響和保護電器在小故障電流下的動作靈敏度以及線路的合理截面等,IEC標準將所有接地系統切斷固定式電氣設備和配電干線的允許最長時間規定為5s。

供點給手持式和移動式電氣設備的末端配電線路,其情況則不同。手持式和移動式電氣設備因經常挪動,較易發生接地故障。當發生接地故障時,人的手掌肌肉對電流的反應不是由意志地緊握不放,不能擺脫帶故障電壓的設備而使人體持續承受接觸電壓。為此,依據IEC標準的相應規定,作了切斷供給手持式電氣設備和移動式電氣設備的末端線路或插座回路的時間規定。

5.2.10在TN系統中,自同一配電箱或配電干線直接引出的不同回路,有的給固定式電氣設備供電,有的給手持式或移動式電氣設備供電,由于兩種回路發生接地故障時對切斷電源時間要求不同可能導致的電擊危險是比較容易理解的,如圖5所示。

當固定式電氣設備發生接地故障時,故障電流經a—b—c一段保護導體返回電源,如果b—c線段很長,其上的故障電壓降將遠遠超過50V,該故障電壓通過保護導體傳到手持式設備,由于固定電氣設備切斷故障回路的時間允許達5s,在這段時間內,使用手持式電氣設備的人如果站在地面上將遭受電擊的上害。如果為保證安全,使固定式電氣設備在0.4s內切斷電路,將會有很多線路放大線芯截面。如果采用以下兩種辦法可以解決問題:①將末端配電箱至總等電位聯結回路的這段保護導體阻抗降低至小于等于式(5.2.10)的要求;②可以在該配電箱處做局部等電位聯結,以降低該場所內保護導體的長度或阻抗,減少電位差,如圖5中虛線所示。

 

圖5同一配電箱或配電干線直接引出的不同回路

1—進線配電箱;2—末端配電箱;3—手持式電氣設備;4—結構鋼筋;

5—保護導體;6—固定式電氣設備

對于由同一配電箱或配電干線間接給固定式、手持式和移動式電氣設備供電的情況,由于上述同樣原因導致的電擊危險則內容被忽略,如圖6所示。

由同一配電箱1供電給不同的配電箱,其中一個配電箱給固定式電氣設備供電,另一個配電箱給手持式電氣設備供電。當固定式電氣設備發生接地故障時,故障電流經a—b—c—d一段保護導體返回電源,如果c—d線段很長,其上的故障電壓降將遠遠超過50V;若固定式電氣設備切斷故障回路的實際仍為5s,則該故障電壓同樣將通過保護體對使用手持式電氣設備的人造成電擊傷害。這時采用上述相同的兩種辦法可以解決問題。

圖6同一配電箱或配電干線間接引出的不同回路

1—進線配電箱;2—配電箱;3—手持式電氣設備;4—結構鋼筋;

5—保護導體;6—固定式電氣設備

5.2.12第5.2.11條規定的公式主要是說明為了使保護導體和與之連接的外露可導電部分的對地電壓不超過50V,所有與系統接地極并聯的接地電阻應該越小越好。事實上,由于相導體與大地之間的接地電阻的阻值難以確定,很難保證保護導體和與之連接的外露導電部分的對地電壓不超過50V,所以在室外無法做總等電位聯結的場所往往采用TT系統或局部TT系統,以避免保護導體傳導故障電壓造成電擊事故。

5.2.13用一般的過電流保護器(熔斷器、斷路器)兼作間接接觸防護電器最為經濟簡單,應優先采用。如過電流保護不能滿足本規范式(5.2.8)要求時,采用剩余電流動作保護器最為有效,但都需設保護導體。

(Ⅲ)TT系統

5.2.14當TT系統配電線路內由同一保護電器保護的幾個外露導電部分之間相距較遠時,每個外露導電部分的保護導體可連接至各自的接地極上。

當有多級保護時,如果被保護的各級外露導電部分在一個建筑物內,則應采用共同的接地極;如果被保護的各級外露導電部分在不同的建筑物內,或在屋外相距較遠的地方,則各級應采用各自的接地極。

5.2.15、5.2.16 TT系統的故障回路阻抗包括變壓器相線和接地故障點阻抗以及外露導電體接地電阻和變壓器中性點接地電阻。故障回路阻抗大,故障電流小,且按照IEC技術文件的解釋,其故障抗阻包括難以估計的接觸電阻。因此,TT系統的故障回路阻抗和故障電流是難以估算的,它不能用TN系統的本規范式(5.2.8)來驗算保護的有效性,而需用式(5.2.15)來驗算保護的有效性。從式(5.2.15)可知,保護動作的條件是當外露導體對地電壓達到或超過50V時保護電器應動作,這時的故障電流應大于保護電器的動作電流,即:

(3)

在切斷接地故障前,TT系統外露導電部分呈現的電壓往往超過50V,因此仍需要按規定時間切斷故障。當采用反時限特性過電流保護電器時,應在不超過5s的時間內切斷故障,但對于手握式和移動式設備應按接觸電壓來確定切斷故障回路的時間,這實際上是難以做到的。所以TT系統通常采用剩余電流動作保護。

5.2.17配電線路間接接觸防護的保護電器的動作特性不符合本規范式(5.2.15)的要求時,要采取局部等電位聯結或輔助等電位聯結的措施,將接觸電壓降至50V以下。

(Ⅳ)IT系統

5.2.19 IT系統有兩種形式,即電源中性點對地絕緣或者串經接地阻抗接地。正常工作的IT系統如一相發生接地故障(被稱作第一次接地故障),中性點對地絕緣的TT系統的IT系統的故障電流決定于另外兩個非故障接地相的對地電容值;中性點經接地阻抗接地的IT系統的故障電流則受接地阻抗的限制;因此IT系統的接地故障電流很小,可以繼續供電。正因為如此,對供電可靠性要求很高的場合,配電系統往往采取IT系統。

IT系統的第一次接地故障電流值需加以限制,以保證接地故障電壓不超過50V,這時不需切斷故障回路,只作用于信號報警。這樣既不會發生電擊事故,又可保證供電的連續性。運行人員接到報警信號后應及時排除第一次接地故障。否則,當另一相再發生接地故障時(被稱作異相接地故障或第二次接地故障)將發展成相間短路,導致供電中斷。

為了使IT系統第一次接地故障時裝置的接觸電壓小于等于50V,應減小配電系統的對地電容,例如限制裝置線路的總長度。

5.2.22 IT系統不宜配出中性導體,是因為中性導體無法進行絕緣監測,當其發生接地故障時,IT系統其實已經成為TN或者TT系統。這時如果出現接地故障,保護電器就會按照TN或者TT系統的要求切斷故障回路,使得供電中斷。IT系統則失去了供電可靠性高的優勢。

6配電線路的保護

6.1一般規定

6.1.1短路保護和過負荷保護是預防電氣火災的重要措施之一,配電線路裝設短路保護和過負荷保護的目的就是避免線路因過電流導致絕緣受損,進而引發火災及其他災害。一般來說,短路保護作用于一切斷電源,過負荷保護作用于切斷電源或發出報警信號。

6.1.2隨著低壓電器的快速發展,上下級保護電器之間的選擇、配合特性不斷改善。對于過負荷保護,上下級保護電器動作特性之間的選擇性比較容易實現,例如,裝在上級保護電器采用具有定時限動作特性或反時限動作特性的保護電器。對于熔斷器面言,上下級的熔體額定電流比只要滿足1.6:1即可保證選擇性;上下級斷路器通過其保護特性曲線的配合或者短延時調節也不難做到這一點。但對于短路保護,要做到選擇性配合還有一定難度,需綜合考慮脫扣器電流動作的整定值、延時、區域選擇性連鎖、能量選擇等多種技術手段。根據目前低壓電器的技術發展情況,完全實現保護的選擇性還是有一定難度的,從經濟、技術兩方面考慮,對于非重要負荷還是允許采用部分選擇性或無選擇性切斷。

6.1.3供給用電設備的末端線路,除符合本章要求外,尚有用電設備的特殊保護要求,所以還要符合現行國家標準《通用用電設備配電設計規范》GB 50055的規定。單用點設備本身的過電流保護不屬于本規范規定的范圍。

6.1.4當電器裝置中存在大量諧波電流時,會引起相導體及中性導體的過負荷,而中性導體的過負荷是最常見的。在三相四線回路中,有時當相導體載流量在正常值范圍以內時,中性導體已經嚴重過載。所以應根據配電系統中諧波的情況采取中性導體的保護措施。

如果沒有諧波,即使中性導體截面積小于相導體截面積,但正常工作時通過中性導體的最大電流明顯小于其載流量,這時不必檢測中性導體過電流。

如果有諧波,但中性導體截面積大于等于相導體截面積,并且能夠保證中性導體通過的最大電流小于等于其載流量,這時不必檢測中性導體過電流

如果諧波含量很高,即使中性導體截面積大于等于相導體截面積,也難以保證中性導體不出現過電流,這時應根據中性導體載流量檢測過電流。當檢測到過電流時,只要動作于切斷相導體即可,中性導體不必切斷。

6.2短路保護

6.2.4按照現行國家標準《低壓開關設置和控制設備第2部分:斷路器》GB 14048.2的規定,斷路器的制造誤差為±20%,在加上計算誤差、電網電壓變差等因素,故規定被保護線路末端的短路電流不應小于低壓斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍。

6.2.5導體載流量減小的原因包括截面積、材料、敷設方式發生變化等。

6.2.8本條第2款、第3款的規定是考慮了并聯導線中任一導線在線路中間發生短路時,故障電流從其余并聯導線的兩端流至故障點的情況。

6.3過負荷保護

6.3.1電氣線路短路時間的過負荷(如電動機啟動)是難免的,它并不對線路造成損害。長時間即使不大的過負荷也將對線路的絕緣、接頭、端子造成損害。絕緣因長期超過允許溫升將因老化加速縮短線路使用壽命。嚴重的過負荷(例如過負荷100%)將使絕緣在短時間內軟化變形、介質損耗增大、耐壓水平降低,最后導致短路,引發火災和其他災害。

6.3.2被保護線路導體的絕緣熱承受能力一般呈反時限特性,與之相適應,過負荷保護電器的時間電流特性也宜為反時限特性,以實現熱效應的配合。

6.3.3關于過負荷保護的兩個條件及其關系可以用圖7說明:

圖7過電荷保護電器的動力特性關系圖

6.3.4本條第1款規定是為了操作與維護方面,例如一段安裝在高處的水平母干線變截面夠經插開關箱引至配電箱,插接開關箱可以安裝在便于操作的高度,但距離母干線截面減小處的距離不能大于3mm。

6.3.5本條第2款系指不論負荷多大,由于受電源本身阻抗限制不可能使線路過負荷。

6.3.6線路短時間的過負荷并不立即引起災害,在某些情況下可讓導體超過允許溫度運行,即使犧牲一些使用壽命也應保證對重要負荷的不間斷供電,例如消防水泵、旋轉電機的勵磁回路、起重電磁鐵的供電回路、電流互感器的二次回路等,這時保護可作用于信號。

6.3.7如果滿足條文的規定即可認為并聯導線中的電流分配是相等的,這樣對于并聯導線的過負荷保護的要求則簡單明了。

6.4配電線路電器火災防護

6.4.1接地電弧引起的火災屬于電氣火災中短路性火災的一種,其發生幾率很高,是導致電氣火災的最大隱患。為了減小其發生,應采取措施及時發現接地故障。電弧性對地短路起火難以用一般的過電流防護電器防護,但是剩余電流監測器對此類故障具有足夠的靈敏度,且價格便宜,安裝方便,可及時對接地故障做出反應,作用于切斷電源或發出報警信號。

6.4.2建筑物內配電線路的絕緣情況應受到全面監視,不能出現監測盲區。一般來說,可在建筑物電源總進線配電箱處設置剩余電流監測器,該監測器可以安裝在總進線回路上,也可以安裝在各饋出回路上,這樣可以對建筑物實施全面的防護。在設計、安裝正確、產品符合電磁兼容要求的情況下,建筑物內任何一點出現接地故障剩余電流監測器都能夠做出反應。如果在總進線配電箱處安裝了剩余電流監測器,之后的各級配電箱可以不再安裝剩余電流監測器。

如果正常情況下泄漏電流較大,剩余電流監測器安裝在總配電柜進線或出線回路上時,動作電流值難以整定,可將總進線配電柜處的剩余電流監測器的動作電流整定值適當放大,也可以在下級配電箱的進線或出線回路中安裝剩余電流監測器。

6.4.3在國際電工委員會第64技術委員會(IEC TC64)最近的技術文件中規定300mA以上的電弧能量才能引起火災,故規定在火災危險場所內,剩余電流監測器的動作電流不宜大于300mA。一般場所不受此值限制,可根據實際情況調整動作電流值。

7配電線路的敷設

7.1一般規定

7.1.5電纜敷設的防火封堵是防止電氣火災的重要措施,因此作此規定。

7.2絕緣導線布線

(Ⅲ)金屬導管和金屬槽盒布線

7.2.7、7.2.8這兩條是對原規范第5.2.7條的修改條文。僅將“金屬管”改為“金屬導管”;“金屬線槽”還為“金屬槽盒”;“在建筑物的頂棚內”改為“在建筑物悶頂內有可燃物時”。

7.2.10本條是對原規范第5.2.8條的修改條文。將“電線管”改為“金屬導管”,并作了相應規定。

7.2.11本條是對原規范第5.2.9條的修改條文,僅將“電線管”改為“金屬導管”

7.2.12本條是為了防止金屬導管和金屬槽盒損壞而規定的。

7.2.13金屬導管是不適合在屋外直接埋地敷設的,但是對于短距離非重要用電負荷的線路可以適當放寬限制。

7.2.14本條是對原規范第5.2.13條的修改條文。新增了導線在金屬槽盒內的不線要求。

(Ⅵ)塑料導管和塑料槽盒布線

7.2.33本條是對原規范第5.2.10條的修改條文。新增高溫場所不宜采用明敷設的規定。

7.3鋼索布線

7.3.1、7.3.2這兩條是對原規范第5.3.1條的修改條文。規定“鋼索上絕緣導線至地面的距離”應該符合本規范第7.2.1條第2款護套絕緣導線至地面的最小距離的規定。

7.3.3本條是對原規范第5.3.2條的修改條文。將“金屬管”改為“金屬導管”、“塑料管”改為“塑料導管”,新增金屬槽盒及塑料槽盒。

7.4裸導體布線

7.4.1本條是對原規范第5.4.2條的修改條文,是強制性條文,必須嚴格執行。本條主要是為了避免車間內工人或維修人員等,在搬金屬梯子或手持長桿形金屬工具時,不甚碰到裸導體,從而導致人身傷亡。

7.5封閉式母線布線

7.5.2本條是對原規范第5.5.2條文的修改條文。明確水平敷設時,至地面的距離不應小于2.2m;垂直敷設時,距地面1.80m以下部門應采取防止機械損傷措施;第2款~第7款為新增內容。

7.5.3做好封閉式母線的接地是非常重要的,因此作此規定。

7.6電纜布線

(Ⅰ)一般規定

7.6.3本條是對原規范第5.6.3條的修改條文。將“黃麻或其他”刪除,因黃麻的防火性能差,實際工程中黃麻外護層已不采用。

(Ⅱ)電纜在屋內敷設

7.6.10本條是對原規范第5.6.10條的修改條文。新增在“有腐蝕性介質的房屋內明敷的電纜,宜采用塑料護套電纜”的規定。

(Ⅳ)電纜埋地敷設

7.6.35本條是對原規范第5.6.29條的修改條文。將電纜直接埋地敷設時,沿同一路徑敷設的電纜數量不宜超過的數量由8根修改為6根,與現行國家標準《電力工程電纜設計規范》GB 50217的規定一致。

(Ⅴ)電纜在多孔導管內敷設

7.6.45本條是對原規范第5.6.46條的修改條文。將“陶土管”刪除,因陶土管的強度差,實際工程中陶土管已不采用。

7.6.49本條是對原規范第5.6.45條的修改條文。將第1款修改為0.2%的排水坡度,與現行國家標準《電力工程電纜設計規范》GB 50217的規定一致。

7.7電器豎井布線

7.7.5本條是對原規范第5.7.5條的修改條文。根據現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016的規定將檢修門的耐火極限改為“丙級”。

7.7.6本條是對原規范第7.7.7條的修改條文。將不規范的“強電和弱電線路”提法修改為“電力線路和非電力線路”。


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