IEC快递 | 中性导体的谐波防护

在前期《IEC快递》栏目,笔者曾报道,最新版IEC 60364-4-43:2023 [1]的第四次修订版在2023年7月颁布并取代了2008年版。

2023版IEC 60364-4-43主要在全文编辑性修改较大,某些有关电器设备的选择和安装的内容转移到了IEC 60364-5-53 [2]。

2023版在技术上修改就是,装置中有三次谐波情况下对中性或中间导体的保护。笔者这里用表格比较了新旧版中的变化。

比较可知,在2023版将2008版的注升级为正文,见431.2.3的b。在标准中正文的重要性高于注,也可以认为新版提升了对三次谐波对三相四线中的中性导体绝缘破坏作用的重视而更加严格。

我们来看看IEC 60364-5-52[3]附录E (规范性附录) 三相负荷平衡系统的谐波电流效应-对含有三次谐波电流通过的中性导体是如何选取降低系数的?注意这里,附录E是规范性附录,也应该与正文同等重要。

为了看官方便,摘录IEC 60364-5-52附录E中的表E.52.1给出的降低系数只适用于四芯或五芯电缆中中性导体和相导体具有相同材料和截面的电缆。这些降低系数是根据三次谐波计算出来的。

当中性导体电流大三相电流时,电缆截面应按中性导体电流选择。换句话说,这种情况下优先选择中性导体的电缆截面,而相导体电缆再按等同中性导体电缆截面选择。

当电缆截面选择是按中性导体电流,但中性导体电流稍大于或小于相电流时,有必要降低表E.52.1中三根带负荷导体的载流量。

如果中性导体电流大于相电流的133%, 且电缆截面选择基于中性导体电流, 那么三根相导体不是满负荷的。相导体发热量的减少抵消了中性导体产生的热量, 在这个方面来说没有必要对三根带负荷导体的载流量再使用降低系数。

E. 52. 2 谐波电流降低系数应用举例:

假定某一三相回路,计算电流39 A,使用四芯PVC绝缘电缆固定在墙上,敷设方式C。

从表B.52.4查得,6 mm2 截面积铜芯电缆载流量为41 A。如果回路中不存在谐波电流,选择该电缆是合适的。

假如有20%的三次谐波,需要采用0.86的降低系数,计算电流变成:

对这 一 负荷,有必要采用 10 mm 2 截面积电缆。

假如有40%的三次谐波,电缆截面选择基于中性导体电流,中性导体电流为:

采用0.86的降低系数,计算电流为:

对这一负荷, 采用10mm2而截面积电缆是合适的。

假如有50%的三次谐波存在,电缆截面选择基于中性导体电流,中性导体电流为:

在这种情况下,采用降低系数1,需要采用16mm2截面积电缆。

以上电缆载流量选型基于三相四线回路中存在三次谐波“单一情况下”电缆的热效应防护,即未考虑电压降和其他设计方面问题。

顺便提一下,IEC 60364中常提到“单一情况下” 或“单一故障下”就是排除了其他情况或其他故障仅就此中性导体的三次谐波防护而论事。举例:如果线路过长导致电压降超标或线路阻抗过大导致过电流保护器脱扣动作时间超标,这两项都需要加大导体截面来处理的事项要考虑另案处理,在这里一码是一码。

参考资料

[1] IEC 60364-4-43:2023 Low-voltage electrical installations -Part 4-43: Protection for safety - Protection against overcurrent

注:GB/T 16895. 5-2012低压电气装置 第4=43部分 安全防护 过电流保护(IEC 60364-4-43 :2008 IDT

[2] IEC 60364-5-53:2019 Low-voltage electrical installations –Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment – Devices for protection for safety, isolation, switching, control and monitoring

注:GB/T 16895.22—2022 低压电气装置 第5-53部分:电气设备的选择和安装 用于安全防护、隔离、通断、控制和监测的电器

[3] IEC 60364-5-52:2009 Low-voltage electrical installations一Part 5-52: Selection and erection of electrical equipment-Wiring systems

注:GB/T 16895.6——2014 低压电气装置第5-52部分:电气设备的选择和安装 布线系统

文章来源:电气工程师合作组 EEO 微信公众号: DQGCSclub 作者:王殿光返回搜狐,查看更多

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