案例分析题
【2011年第3题】题21~25:某座建筑物由一台1000kVA变压器采用TN—C—S系统供电,线路材质、长度和截面如下图所示,图中小间的移动式设备由末端配电箱供电,回路首端装有单相I
n=20A断路器,建筑物作总等电位联结,已知截面为50mm
2、6mm
2、2.5mm
2铜电缆每芯导体在短路时每km的热态电阻值为:0.4Ω、3Ω、8Ω。请回答下列问题,并列出解答过程。
单选题
该移动式设备发生相线碰外壳接地故障时,计算回路故障电流Id最接近下列哪一项数值?(故障点阻抗、变压器零序阻抗和电缆电抗可忽略不计)
【正确答案】
B
【答案解析】根据实际接线,小间内移动设备发生相线碰外壳接地故障时的电路图如下图所示:

因此,故障电流I
d为:I
d=U
0/(R
建筑物外相线+R
建筑物内相线+R
小间内相线+R
小间内PE+R
建筑物内PE+R
建筑物外PEN)=220/[2×(0.15×0.4+0.07×3+0.02×8)]=255.81(A)。
本题中给出了建筑物外PEN线与相线截面相同、建筑物内PE线与相线截面相同和小间内PE线与相线截面相同的条件,因此计算故障回路电阻时可以乘2。为了更好的理解本题的接线,画出了实际的接线图如下:

单选题
假设移动设备相线碰外壳的接地故障电流为200A,计算该移动设备金属外壳的预期接触电压Ut1最接近下列哪一项数值?
【正确答案】
A
【答案解析】在建筑物内实施总等电位联结MEB后,该移动设备外壳上的预期接触电压Ut1为小间内PE线上的电压降加上建筑物内PE线上的电压降,即:
Ut1=Id×R小间内PE+Id×R建筑物内PE=200×0.07×3+200×0.02×8=74(V)
本题中接地故障电流Id已经给出,降低了难度。采用总等电位联结后的预期接触电压为故障接地点到总等电位联结的电压,即PE小间内PE线上的电压降加上建筑物内PE线上的电压降。从本题可以看出,总等电位联结对于降低预期接触电压有一定的效果,但是预期接触电压仍然大于安全电压50V。
单选题
在移动设备供电回路的首端安装额定电流In为20A的断路器,断路器的瞬动电流为12Ln,该回路的短路电流不应小于下列哪一项数值,才能使此断路器可靠瞬时地切断电源?
【正确答案】
C
【答案解析】根据《低压配电系统设计规范》GB 50054—2011第6.2.4条,当短路保护电器为断路器时,被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍,因此短路电流应不小于1.3×12×20=312(A)。本题考查规范原文。
单选题
如果在小间内作局部等电位联结,假设相线碰移动设备外壳的接地故障电流为200A,计算该设备的接触电压Ut2最接近下列哪一项数值?
【正确答案】
A
【答案解析】在小间内实施局部等电位联结LEB后,该移动设备外壳上的预期接触电压Ut2仅为小间内PE线上的电压降,即:Ut2=Id×R小间内PE=200×0.02×8=32(V)。
采用局部等电位联结后的预期接触电压为故障接地点到局部等电位联结的电压,即小间内PE线上的电压降。与总等电位联结相比,减少了建筑物内PE线上的压降,因此也就有可能将预期接触电压降低到安全电压50V以下。本题可以很好地说明局部等电位联结的作用。
单选题
如果在小间内移动式设备有带电裸露导体,作为防直接电击保护的措施下列哪种处理方式最好?
【正确答案】
C
【答案解析】选项A,50V特低压供电,不能作为防直接电击措施,应为25V及以下方可;
选项B,设置遮拦和外护物,可以防止人体与裸露导体接触,但对移动设备不方便;
选项C,可以;
选项D,剩余电流动作保护器(I△n≤30mA)只能作为防直接电击之附加防护,不能作为单独防护措施。
选项A,根据GB 50054第5.3.8条或16895.21的第411.1.4.3条规定,25V以下不需要直接接触防护,但25V以上还需要遮拦或外护物的防护措施,因此A不正确;
选项B,对于移动式设备设置遮拦显然不利用设备的工作,设置外护物还是存在人通过可导电物体接触到带电部分的可能,因此安全性略低;
选项C,裸露导体包以绝缘再加非导电地面可以很好的防止直接电击,但是非导电地面又属于间接接触防护措施:
选项D,没有争议,只能作为附加防护,不能单独作为直接接触防护措施。