供配电设计中,什么情况下,该选用3P的断路器和4P的断路器?
辨识度除外
2020年07月23日 13:57:47
只看楼主

供配电系统设计一般在什么情况下选择3P断路器和4P断路器?这是一个很好的问题,因为这个问题平时或许大家不注意,但一到用的时候,很多人都闷头了,感觉两眼一抹黑,不知道怎么办才好。 那么,什么情况下,该选用3P的断路器,又是在什么情况下,选用4P的断路器呢?我们都知道,断路器的选用,目的就是为了保护设备和人身的安全,保护设备的安全,很好理解,那就是要让设备在额定的电压和电流下工作,否则就应该跳闸,而保护人身的安全,核心是要能判断,什么情况下可能会威胁到人身安全。


供配电系统设计一般在什么情况下选择3P断路器和4P断路器?这是一个很好的问题,因为这个问题平时或许大家不注意,但一到用的时候,很多人都闷头了,感觉两眼一抹黑,不知道怎么办才好。

QQ截图20200723144704.png


那么,什么情况下,该选用3P的断路器,又是在什么情况下,选用4P的断路器呢?我们都知道,断路器的选用,目的就是为了保护设备和人身的安全,保护设备的安全,很好理解,那就是要让设备在额定的电压和电流下工作,否则就应该跳闸,而保护人身的安全,核心是要能判断,什么情况下可能会威胁到人身安全。

在讲这个之前,我们有必要要讲一下来自 IEC的标准接地叫法 ,前苏联的三相四线,三相五线等不正规叫法我们就不说了。


QQ截图20200723144722.png


在IEC的规定中,把接地分成了上图的四种形式,具体的英文意思大家应该可以根据上图看懂。


(1)先讲第一种,TT系统。 采用这种接地系统,看图我们很明显,那就是电源端的接地系统和负载侧的接地系统是分别设置的,在正常的情况下,显然,N线处于地电位,对大地的电压为0,但如果发生接地故障,这时,变压器的电源点处因为接地电阻的关系,会产生一定的电压,而因为是TT系统,负载的外壳还是保持在0电位,在这种情况下,零线和外壳直接就有可能产生危及人身安全的危险电压,具体如下图:


QQ截图20200723144744.png


因此,很明显,采用TT系统,因为负载和电源的接地系统并不先联,所以,必须采用4极开关。


(2)IT系统这种系统的供电方式, 一般采用三相三线制,不引出N线,因此,这种情况下,只能采用3极开关,这个我想是比较好理解的。当然,IT 系统如果引出中性线,应为电气维修安全使用 4P 开关,这和TT系统一样,应该采用4极开关。


(3)TN-C系统 我们都知道,TN-C系统中,总共有四条线,分别是A,B,C,PEN,所谓的PEN线,即在这个系统中,PEN线既是零线,也是保护线。此时选用4P开关,则会在PEN线在断路器的位置上多出3个可能的断点,这就会发生危险的TN-C系统断零的危险状态,在这种状态下,某些用电器的电压可能会超过平常的220V,造成电器烧毁。因此,基于用电器安全考虑,避免断零风险增加,TN-C系统严禁使用4极开关。


(4)TN-S系统 这种系统中,PE线和N线是严格分开了设置的,因此,应该说对人身安全的保护水平提高了很多,因为用电器外壳点的电位基本和电源点的电位是一致的。

但这种情况,如果用4极开关,还还是存在着断零的可能,因此,我们建议是TN-S系统一般情况下也不用用四级开关。


当然,现在,很多人觉得零线不断开,检修人员觉得就不安全,要求断路器要设接地故障保护,那么,在这种情况下,我们要选用4极开关。

因此,至于选用3极还是4极开关,我们可用下面一张图来概括:

3p开关与4p开关的区别:

(1)3P用于三根火线的接线,也就是380V的接线,一般用于380V的电器。4P用于三火一零的接线,通常是用于带零线的380V电器,当然也能做总开关。3P是三开、控制三相电的,有三个进(出)线端,进三根火线。通常用于三相电总线开关和三相电设备。4P的就是在三开的基础上加一端子,为零线端子用N表示。


(2)1P、2P是用于单相的;3P、4P则用于三相的。当用于保护接零时,只能使用1P、3P;而当用于保护接地时,最好用2P、4P的。而1P N只在相线上装设保护器,当工作时同时断开相线。


(3)4P开关的有两个用途:

1. 作电器隔离,用以断开线路的中性线,保证电气维修时维修人员的安全,我国过去广泛采用所谓接零保护的TN-C系统,因该系统的中性线是PEN线,不能用闸刀切断,线路中普遍采用3P开关,在电气维修过程中N线没有完全隔离造成点击事故。而4P开关可以有效的断开N线,起电气隔离作用。2. 用作功能开关,如双电源自动切换装置(ATS)。但4P开关使用过程中存在断“零”的风险,因此在供配电设计时应慎用4P开关。


zhaoyangmao
2020年07月25日 13:39:49
2楼

非常好的资料,谢谢楼主分享

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bb510213
2020年07月26日 08:54:25
3楼

非常好的资料,谢谢楼主分享

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lw010
2020年07月28日 19:24:13
4楼

非常好的资料,谢谢楼主分享。

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风平浪静02
2020年07月29日 11:01:30
5楼

第一,也说 ”引入大地绝对零电位“。电位,是指电场力将单位正电荷移动到参考点所做的功。电位差是指两点间电位的差别,也就是电压。因为地球离其他星球距离较大,几乎没有电荷的交换。习惯上把地球看作不带电的中性球体,认为进、出地球的电荷为零。为了全球量值的统一,把地球看作零电位,这对地球电离层,气象研究或许是有意义的。

因为电力系统建立在地球之上,特别是电力系统对地的分布电容,与大地有一定的关系。但是,他们进、出大地的电荷始终为零。由于低压配电系统电压较小,系统较小,分布电容电流很小,几乎不对系统正常运行、事故处置产生影响。如果说,人在大地上活动,有机会接触低压配电系统。那么只有保持电气设备外露可导电部分对地的零电位差,才是保证安全用电的根本。变压器中性点是低压配电系统的参考点(零点)对地毫无关系,不接地也一定能够正常运行,IT系统就是很好的例子。

所有低压配电系统对地事故,包括;对地电击、对地漏电、杂散电流,还有所谓的火灾,都是从引入这个大地绝对零电位开始的。没有这个引入,低压系统对地电流路径都没有。那为什么我们要冒这么大风险去满足那个根本不存在的,”引入大地绝地零电位“呢???有什么理由将 N 线处于地电位的必要呢??? 所以,”引入大地绝对零电位“是彻头彻尾的谬论。N 线处于地电位,是被误导之结果。

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风平浪静02
2020年07月29日 11:17:30
6楼

第二,TT系统,当低压线路发生接地事故,电流经过系统接地电阻产生电压降,那么 N 线对地电压有所提高,那和电气外露可导电部分有什么关系呢。电压降再高,也不会高于相线对地电压吧。

人如果站在电气外露可导电部分接地附近,就是站在接地电阻上面。因为保护导线 PE 使得人体电阻被短接,人是安全的。如果采用所谓的 ”总等电位联接“ 引出20米以外,就是站在接地电阻下面。4Ω:2000Ω,当故障电流大于15A时,人就会有危险!建议好好理解一下:什么是 TT 系统。什么是接地电阻。接地电阻上电压降再大,也形成不了大于15A电流,所以与采用4P断路器无关。

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风平浪静02
2020年07月29日 12:18:19
7楼

第三,关于 IT 系统不引出中性线,有下面几种解释;

IEC,IT系统不引出中性线.png


(1)一相接地另两相对地电压升高为380V和引出中性线没有关系,不引出也会是380V。反正中性线对地始终不会高于相电压。如果 IT 系统只能有一种电压,为什么不可以降低线电压呢?再说,220V和380V电气绝缘基本在同一个档次,如果要增加绝缘强度,也是分分钟的事情,不增加成本和技术。

(2)电击死亡条件在于电击电流和脱离电源时间,这是被大量事实证明的。220V和380V两者毕竟相差不是很大,同在一个保护条件下,不会有大的区别。再说,如果不去排除第一次故障,应该是可以及时排除的,这样就不可能存在380V电击死亡危险大增之说。顺便说一下:系统接地型式是专门为防间接电击而设置的,与其他条件无关。IT 系统和提高供电可靠性无关,和电能质量无关。

(3)关于中性线接地无法得知,这又是第一个问题延续。如果把电力系统中性点和大地放在同一和参考点上,或许就无法知道中性线接地。但是,低压配电系统的参考点和大地参考点不处在同一个平面上,是无法进行比较的。配电系统接地肯定可以知道。这个广大从业人员已经很有办法了。

小负载必定会有小保护,不存在大的过流保护涵盖整个系统。

如果相线已经切断,中性线不断又如何?IT 系统连接地干线都没有,更不会有电压降产生。再说不是还有后面的 T 保护接地导线。所以,采用4P断路器根本没有意义。希望理解一点,IT 系统就是直接碰触相线都是安全的,这是 IT 系统的主要优点,否则我们就不搞 IT 系统了。

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风平浪静02
2020年07月29日 12:37:22
8楼

第四,很早就没有人采用 TN-C 系统了,因为其确实存在一定风险。但是,采用4P断路器会造成断零,是个假命题。早期采用熔丝保护是有可能的。现在中性线也会有过电流的可能,那么中性线上是不是也应该有过电流保护呢?


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abaozi2222
2020年07月29日 21:32:46
9楼

隔离作用?为什么我看到的这个四极带漏电的断路器对的零线没有断开的?是什么原因呢?微信图片_20200729213120.jpg

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风平浪静02
2020年07月30日 15:31:13
10楼

我们想,IEC一定知道,是用电器应该适应供电系统,还是供电系统迎合用电设备,如此浅析的道理专家学者应该不会不明白。因为用电器不能适应380V绝缘要求,而强烈建议不输出中性线的道理,应该是不存在的。现时,英制、美制,插座、插头转换器比比皆是,是不是都存在绝缘安全隐患问题。那么标准制定机构是不是有责任予以制止。

IT系统采用RCD.png

我们真不敢相信 IT 系统,而且是安装在电源总出线处的RCD(电流式)能够使得第二次故障接地时动作。如果说,IT 系统一定是变压器中性点经高电阻接地的,而且高电阻是1000Ω,那么采用 IT 系统意义全部消失。而且,第一次电击RCD不动作,人员一定没办法救了,因为电击电流大于0.07A。

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