《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）讲解提纲 任元会 2012.04

1. GB 50054-2011版与GB 50054-95版的主要变化 2. 电击防护

（1）直接接触防护措施

（2）RCD的应用及动作电流整定 （3）间接接触防护措施

（4）电气设备防电击分类，各类设备的特点及应用 （5）SELV及III类设备电气分隔的要求 （6）TN、TT、IT的特点和防间接接触 （7）TN、TT的自动切断电源防电击 （8）等电位联结

（9）接地故障时接触电压分析、计算及降低措施 3. 过电流防护——配电线路保护

（1）短路故障对线缆温度的影响，防护基本概念 （2）短路热稳定的设计实施 （3）过负荷的设计实施 （4）电气火灾防护 4. 电器选择

（1）电器选择条件

（2）开关和隔离电器性能及应用 （3）保护电器选择的六个条件解析 5. 导体选择

（1）各类导体选择的特点、基本概念和要求

（2）相导体选择要求，经济电流密度，配电线路节能 （3）N导体选择要求

（4）3次谐波对N线的影响及导体截面计算 （5）PE线、PEN线的选择要求 （6）等电位联结导体要求

低压配电线路保护、电击防护和保护电器选择 学习国家标准《低压配电设计规范》GB 50054-2011

任元会 2011.10

间接接触之预期接触电压分析及措施

任元会 2012.05

间接接触故障（使用I类设备时）应在规定时间内自动切断电源，同时应使预期接触电压限制在50V以内。

1. 如下图，TN-C-S系统。若设备A发生某相接地故障，A为I类设备，忽略线路感抗，忽略系统及变压器阻抗；相线、PEN线、PE线电阻分别为Rph、RPEN、RPE，分析和计算设备A之外露导电部分对地之预期接触电压Uf。

解析：

接地故障电流Id?U0 （1）

Rph?RPE?RPEN设备A之接触电压Uf?Id?(RPE?RPEN) （2）

当中性线截面SPE等于相线截面Sph，则RPE+RPEN=Rph，此式及式（1）代入式（2），得

1U0 （3） 212当SPE?Sph时，则得出Uf?U0 （4）

231U0=220V时，则SPE=Sph时，Uf ≈ 110V；SPE?Sph时，Uf ≈ 147V。实际值更低一些。

2 Uf?2. 上例中，若Rph=110mΩ，RPEN=100mΩ，RPE=120mΩ（其中进户箱至分配电箱3之间的RPE=100mΩ，分配电箱至设备A之间的RPE=20mΩ），设备A之接触电压Uf和故障电流Id为多少？

按上例式（1），Id?220?3?667A，按式（2），Uf?667?(100?120)?10?147V ?3(110?100?120)?103. 若在进线箱2处之PEN作重复接地，接地电阻为10Ω，而RB=4Ω，设备A之Uf为多少？ 解析：作重复接地后，等效电路见右图。由于RPEN并联了一个4+10Ω的电路，其并联电阻近似等于RPEN，故障电流Id视为不变，但在10Ω电阻回路产生了电流I'，按并联电路分流求得：

I'?667?0.04?1.9A

14?0.04作重复接地后，设备A之对地接触电压

U'f?667?120?10?3?1.9?10?80?19?99V

可见，作重复接地后能降低接触电压，减少了在RPEN上产生的电压降。能降低多少，取决于RPE与RPEN的关系，RPE越小，下降越多。总的来说，效果有限，一般难以降到50V以下。

4. 若在进线箱2处作总等电位联结（MEB），设备A接地故障时之接触电压为多少？

解析：此时之接触电压UMEB应为设备A与MEB处之间的电位差，即在RPE上产生电压降

UMEB?IdRPE?667?120?10?3?80V

5. 为什么进线处做了MEB，设备发生接地故障时接触电压（UMEB）还降不到50V以下？

解析：由于设备A故障，距MEB点较远，该段PE线的电阻（RPE）较大，发生接地故障时，RPE上产生的电压降（Id?RPE）大，完全可能超过50V。

GB 50054-2011之5.2.10条之公式（5.2.10）要求：ZL?50Zs，忽略电抗，ZL变为RPE，Zs变为Rph+RPE+RPEN，U0则上式之

5050Zs?(110?100?120)?10?3?0.075?，而RPE=120mΩ=0.12Ω，没有达到公式（5.2.10）之要求。 U02206. 上例中作了MEB，发生接地故障时，A设备之接触电压还超过50V，应采取什么措施？

解析：由于A至MEB距离较长，是RPE太大，通过故障电流Id时，使UMEB>50V。为此，应在离设备A距离更近处，如分配电箱3处，再作一次局部等电位联结（LEB），使A至LEB距离大大减小。按上例题2之参数，分配电箱3至A之间的RPE=20mΩ，此时A到LEB之间的接触电压ULEB?667?20?10?3?13.3V。

这正是GB 50054-2011之5.2.10条之第二款，达不到式（5.2.10）规定时的措施。

这里足见等电位联结的重要作用。MEB加LEB（或辅助等电位），总可以将接触电压降到50V以下或更低。

7. 若从建筑物内之分配电箱3引出分支线路给户外设备B（I类设备）供电，设备A发生接地故障，使接触电压Uf

通过PE线传至设备B外露导体部分，产生接触电压UfB。分析UfB多大？应采取什么措施降低UfB？

解析：因接地故障在设备A处，分配电箱3至设备B的线路未通过故障电流，分配电箱3处对变电所中性点之间的接触电压Uf3=UfB。而Uf3?Id?(100?100)?10?3?133.3V，即UfB=133V。因户外没有作等电位联结之故。

要降低Uf3值，最好是户外设备B采用局部TT系统，即切断设备B与分配电箱之间的PE线，不会传递此接触电压，设备之接地故障不会危及到设备B。

其他措施：护卫设备B作电气分隔，但需要加隔离变压器，往往成本高。 也可以采用II类或III类设备，多数情况不具备条件。

GB 50054-2011第5.2.11、5.2.12条解析和措施

该两条是对于TN接地系统相导体发生与无等电位联结的地间之接地故障时，提出的防间接接触之要求，其示意图表示如下图。这种情况通常发生在架空线路。

图示为TN-C-S系统，设备A装在建筑物内，作了总等电位联结（MEB），设备B装在室外。变压器低压侧中性点接地电阻RB，发生相导体在户外接地故障时之接地电阻为RE。

此时，故障电流：Id?U0 （1）

RB?REId通过RB产生电压降UN，即N点对地电位。如UN>50V，将通过PEN、PE线传导设备（A、B）之外露可导电部分，造成不安全因素。主要是设备B在户外没有等电位联结，承受50V以上电压，可能造成电击。因此要求

UN?50V （2）

由于UN?Id?RB，将（1）、（2）式代入（3）式，得50?U0RB

RB?RE整理后，得

RB50? （3） REU0?50式（3）即GB 50054-2011的第5.2.11条的规定。 为使UN?50V，应采取的措施：

（1）采用TT系统，特别是无等电位联结的户外设备，避免UN通过PE传递到设备外壳。 （2）如用TN系统，应尽量降低RB值，式（3）要求

RB?0.294，最好RB<2Ω。RE