臨電系統三級配電二級漏電保護設計

　　臨電自身引起的PEN 線(xiàn)電位升高原因：

　　1）由于臨電系統單相220V 負荷不平衡或單相220V 中存在嚴重的三次諧波（如果采用△/Y-11 變壓器，則不存在此問(wèn)題）或中性線(xiàn)斷線(xiàn)和接觸不良，220V 單相負荷不平衡最嚴重情況下也不會(huì )造成±10%的電壓偏差，整個(gè)回路分配至電源至總配電箱之間的電壓降很小，對總配電箱處的地電位基本沒(méi)有影響。電源至總配電箱處的中性線(xiàn)斷線(xiàn)的幾率基本沒(méi)有，接觸不良的機率也相對很小，而其他部位中性線(xiàn)斷線(xiàn)不會(huì )對總配電箱處電位產(chǎn)生影響。三相和二相380V 負荷的不平衡也不會(huì )造成PEN 線(xiàn)電位升高。

　　2）臨電系統內部的接地故障，由于臨電系統安裝有靈敏度較高的漏電保護器，漏電電流較小，造成PEN 線(xiàn)有較大電位升高的情況很少。

　　3）對于臨電自身引起的PEN 線(xiàn)電位升高，最主要的解決辦法是總配電箱處的重復接地，因為PEN 線(xiàn)重復接地可以降低PEN 線(xiàn)電位升高的危險程度。

　　4）總配電箱進(jìn)線(xiàn)電纜的短路和過(guò)載保護可以由臨電系統的上級配電系統提供，如同高壓電纜出線(xiàn)需要高壓配電所提供相應保護一樣。只要保護設計得當，應該是可行的。在臨電方案實(shí)施中對這一段線(xiàn)路的路徑、敷設方式進(jìn)行安全可靠性*估，選出比較安全的方案是可能的。根據臨電方案實(shí)施和運行實(shí)踐，這段線(xiàn)路一般是采用電纜進(jìn)行敷設，受重視程度較高，安全狀況比較好，短路和漏電事故故障率很低，對人身安全危脅較小，短路、過(guò)載保護兼接地保護就能滿(mǎn)足系統保護要求，只要設計和管理得當，是能夠滿(mǎn)足系統運行要求的。

　　5）總配電箱設置在靠近負荷中心的方案從技術(shù)上是符合臨電方案的。

　　臨電規范第5.1.2 條的強制性規定為“采用TN系統做保護接零時(shí)，工作零線(xiàn)（N 線(xiàn)）必須通過(guò)總漏電保護器，保護零線(xiàn)（PE 線(xiàn)）必須由電源進(jìn)線(xiàn)零線(xiàn)重復接地處或總漏電保護器電源側零線(xiàn)處，引出形成局部TN-S 接零保護系統”。臨電方案允許在規定條件下形成局部TN-S 接零保護系統，則總配電箱在靠近負荷中心設置的方案是可行的。

　 （4）在用電規模較大的場(chǎng)合，單個(gè)總配電箱所帶的負荷過(guò)多，缺乏設計前的規劃臨電規范沒(méi)有對一個(gè)總配電箱以下的配電規模進(jìn)行限制，主要是因為采用了配電室供電方式，實(shí)際上是是多總配電箱供電方式，但在實(shí)際臨電方案設計時(shí)經(jīng)常采用的是單總配箱模式，如果施工現場(chǎng)、用電負荷的規模較大而不建集中的配電室，單總配箱模式會(huì )使總配以下的配電規模過(guò)大，超過(guò)了一定的限度，有些是后續項目增加造成的，給臨電系統的管理帶來(lái)了故障范圍大、故障頻繁、保護誤動(dòng)、管理和維護不便等很多問(wèn)題。這就要求我們在臨電設計前要對針對施工現場(chǎng)實(shí)際情況，作一些可行性分析和規劃，是采用配電室供電方式，還是采用多總配的四級配電方式（通過(guò)新增一級配電將電能分配至總配電箱上），將每個(gè)總配回路的規模限定在一定的范圍內，如一個(gè)總配帶3~4 個(gè)分回路，每個(gè)分回路帶3 個(gè)分配電箱，一個(gè)總配回路最多帶9~12個(gè)分配電箱。如果臨電規模超過(guò)9~12 個(gè)分配電箱，就要考慮再增加一個(gè)總配電箱。在可能有后續負荷的情況下，還要在臨電方案設計中預留相應的回路。

　　在距離比較遠不同區域，就要考慮重新布置一套臨時(shí)配電系統。配電規模較大時(shí)，就應采用多總配電箱方式。

　 （5）對分配電箱供電區域劃分不合理臨電規范規定分配電箱應設在用電設備或負荷相對集中的區域，在臨電方案實(shí)施中發(fā)現分配電箱供電區域劃分有不合理之處。

　　用電設備或負荷相對集中的區域實(shí)際上是有大有小的，有些負荷只在特定的施工階段使用，有些負荷在某個(gè)施工階段與其它負荷集中出現。在臨電設計時(shí)，對區域設置幾個(gè)分配電箱的問(wèn)題只是進(jìn)行簡(jiǎn)單劃分，而不是動(dòng)態(tài)的配置，造成了不應有的資源的閑置和資源的過(guò)渡緊張狀況，不能滿(mǎn)足施工對臨電系統的階段性需求。

　　有些負荷的性質(zhì)不同，負荷相互之間影響較大，如：動(dòng)力和照明回路，大容量設備（如100kVA 的閃光對焊機）和小容量設備等，盡量能按設備和施工需要分開(kāi)設置，如塔吊要求不能頻繁停電，但它本身電機起動(dòng)、制動(dòng)以容易影響其它設備，在高層施工中塔吊、人貨電梯或龍門(mén)架等固定設備應分配在一個(gè)分配電箱內，而其他移動(dòng)設備、容易發(fā)生漏電故障和備用回路分配在另一個(gè)分配電箱內，這樣對施工過(guò)程相互影響小，各種保護也容易設置，特別是設置漏電保護器后有助于形成安全可靠的臨電系統。

　?。?）臨電設計和系統配置與實(shí)際脫節，不能隨施工需要動(dòng)態(tài)配置臨電設計在規劃時(shí)缺乏調研環(huán)節，企圖一次將臨電配置到位，沒(méi)有考慮施工現場(chǎng)用電需求發(fā)生變化后如何調整。臨電方案中的短路和過(guò)載保護是按計劃投入的臨電設備計算的，但在實(shí)際運行中施工方案有時(shí)會(huì )發(fā)生變化，有些臨電設備就可能與計劃投入的臨電設備容量相差較大；隨著(zhù)工程階段的不同，接入分配電箱的臨電設備也有相應的不同，在實(shí)際接入的臨電設備常常不能和分配電箱回路已有短路和過(guò)載保護相匹配，已有的回路和需要使用的臨電回路數量也不匹配，在較為嚴重的情況下，常常造成容量較大的斷路器控制較小容量的用電設備，或者是較大容量的臨電設備沒(méi)有多余的回路。

　　短路和過(guò)載保護處于失控狀態(tài)，五級短路和過(guò)載保護都不能提供可靠的保護，造成既浪費了資源，還不能形成有效的保護狀況。

　　4 三級配電和二級漏電保護在設計和方案實(shí)施中應注意的問(wèn)題

　 （1）臨電方案的設計要注重前期規劃，只有前期規劃做好了，才能有較優(yōu)的臨電方案臨電方案的目標是規劃合理、保護有效、經(jīng)濟合理、安全可靠。

　　要注重對施工現場(chǎng)及建筑物情況（特別是地下設施情況）、施工負荷情況的了解，合理配置總配電箱、分配電箱的數量和位置，使臨電電源盡量深入負荷中心，選擇合適的路徑，盡量減少施工對臨電系統的影響，充分考慮施工不同階段，臨電系統隨施工現場(chǎng)需要變動(dòng)而重新布置的可能性，使臨電系統既能達到安全可靠的目的，以能滿(mǎn)足施工對臨電的需求。

　　臨電方案應經(jīng)優(yōu)化比選，方案既要能滿(mǎn)足于系統對安全的要求，又要考慮系統投入的合理性，對各種可能的方案要進(jìn)行比對，不斷優(yōu)化方案。

　?。?）漏電保護應形成保護范圍適當、有效可靠的二級或多級漏電保護系統漏電保護設計要考慮臨電規模和二級漏電保護的匹配問(wèn)題，臨電規模較大時(shí)應把臨電系統劃分成多個(gè)大小合適的臨電系統，相當于臨電規范規定的多總配模式。同時(shí)二級漏電保護的重點(diǎn)應向容易發(fā)生漏電的部分和末端用電設備和線(xiàn)路傾斜，適當減少或區分電源側的漏電保護需求，對漏電機率較小的線(xiàn)路和配電設備考慮風(fēng)險因素后可以簡(jiǎn)化或不用漏電保護；而對存在漏電可能性較大的部分則應采用二級或二級以上的多級漏電保護。

　　對于臨電規范中的二級漏電保護系統，最有效的辦法是根據需要在分配電箱內增加一級漏電保護器，與末端漏電保護器形成有效、可靠的漏電保護。

　　對分配電箱以下漏電范圍仍較大和容易漏電的部分，要縮小保護范圍和檢查是否已組成了局部的有效、可靠的二級漏電保護。

　?。?）臨電系統的短路和過(guò)載保護的重點(diǎn)應放在保護的及時(shí)性和可靠性上，選擇性則可以放在次要位置上漏電保護的靈敏度高，多級漏電保護之間可以具有良好的選擇性，但與短路保護之間很難有選擇性，正因為漏電保護破壞了與短路保護的選擇性，又由于施工現場(chǎng)臨電的特殊性，短路保護的上下級之間實(shí)際上已失去了選擇性，再由于臨電的供電等級較低為三級，沒(méi)有特殊要求，在短路保護上應注重發(fā)生故障后的快速動(dòng)作和可靠動(dòng)作，因為短路和過(guò)載保護很少動(dòng)作，保護的選擇性要求和停電范圍相對不是很重要。另一個(gè)原因是施工現場(chǎng)安全的需要。施工現場(chǎng)用電安全性、可靠性、快速性要大于選擇性。

　?。?）根據臨電設備的特點(diǎn)，分配電箱采用樹(shù)干式配電方式較為可行臨電設備大部分設備容量不是很大，除絕緣問(wèn)題外沒(méi)有特殊要求，能承受在一定范圍的停電影響，又由于臨電設備的需用系數和同時(shí)系數較低，在適當范圍內對分配電箱采用樹(shù)干式供電方式能減少臨電方案的投入，而對臨電系統影響不大。在實(shí)際中采用樹(shù)干式供電方式，要考慮臨電系統的局部變動(dòng)的影響，因為樹(shù)干式供電方式對施工現場(chǎng)臨電布設的暫時(shí)性和可能變動(dòng)性適應性不好，所以樹(shù)干式供電方式在設計和實(shí)施時(shí)要控制在一定范圍內，兼顧系統的靈活性、安全性、變動(dòng)性、保護可靠性、不利影響性等因素。

　?。?）要認清并重視短路和過(guò)載保護在臨電系統中的作用，形成有效的保護，而不能因為有漏電保護而忽略系統短路和過(guò)載的保護相間、相對零故障是比較嚴重的故障，如果不并發(fā)接地故障時(shí)，漏電保護是不能提供保護的，而短路和過(guò)載保護還能提供漏電保護的后備保護，臨電設計和系統配置時(shí)一定要認識到其重要性。由于施工現場(chǎng)的特殊性，實(shí)際上設備和線(xiàn)路的短路故障機率不是很低，而是發(fā)生短路的可能性很大。在臨電設計時(shí)要重視短路保護的計算，建立一套短路計算的方法，要考慮保護系統如何滿(mǎn)足施工對臨電需求的問(wèn)題；系統接入的臨電設備是變化的，不僅要考慮保護的范圍，而且要考慮設備容量有一個(gè)變動(dòng)區間時(shí)也能提供有效的保護。

　　施工現場(chǎng)存在著(zhù)用電的特殊性，臨電規范2005對臨電系統采取從嚴的措施，規定就高不就低，同樣對臨電系統的正常應有的保護也要本著(zhù)從嚴的精神，按要求設計、配置、維護，確實(shí)把系統安全的責任放在第一位，從技術(shù)層面上把好安全關(guān)。不把故障隱患留給施工用電人員，確保用電安全。

　?。?）臨電系統應重視設計方案的*審，實(shí)施后的經(jīng)驗總結及持續改進(jìn)問(wèn)題臨電設計方案完成后，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家團隊的*審和方案實(shí)施后問(wèn)題的反饋，可以發(fā)現方案中存在的問(wèn)題，減少不必要的投入或降低方案帶來(lái)的風(fēng)險。由于施工現場(chǎng)情況的特殊和復雜，所以不同的規模和環(huán)境要求有不同的方案，通過(guò)對方案實(shí)施效果的驗證，可以發(fā)現在一般情況下難以發(fā)現的問(wèn)題，獲取不同的經(jīng)驗教訓，鍛煉和提高臨電設計水平，達到持續改進(jìn)的目的，是臨電設計中需要非常重視的一個(gè)環(huán)節。

　　5 結論

　　三級配電二級漏電保護是臨電規范2005 年的強制性標準，按規范配置的臨電系統是建立在有一定技術(shù)和管理水平上的，目前的臨電方案設計、配置、管理的整體水平還達不到規范的要求，如果不考慮施工現場(chǎng)具有的特殊性，不能深刻理解臨電規范的實(shí)質(zhì)精神，不顧現場(chǎng)實(shí)際情況，對臨電規范死搬硬套，臨電方案設計就會(huì )出現較多問(wèn)題，在臨電設計中必須重視對實(shí)際問(wèn)題的靈活解決。有了好的臨電設計方案和不斷的持續改進(jìn)，才能有較好的現場(chǎng)實(shí)施、管理效果，這樣才能真正按施工需求形成有效、安全、可靠的臨電系統。