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电热设备电力装置设计规范

主编部门：中华人民共和国机械工业部

批准部门：中华人民共和国建设部

蓬莱路桥承台施工方案施行日期：1994年2月1日

为使电热设备电力装置（以下简称电热装置）的设计执行国家的技术经济政策，做到技术先进、安全可靠、节约电能、经济合理、便于维修，制订本规范。

本规范适用于新建的电弧炉、矿热炉、感应电炉、感应加热器和电阻炉等电热装置的设计。

电热装置的设计除应遵守本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。

电热装置宜属于二级或三级负荷，当事故停电将在国民经济上造成重大损失的多台大型电热装置宜属于一级负荷。电热装置的辅助设备的负荷等级应根据事故停电所造成损失或影响的程度确定。

电热装置的变压器、变频或变流装置与电炉或加热器的距离应小，但应便于操作、维护和检修。

电热装置应设置能满足维修安全和正确操作要求的联锁装置。

电热装置的继电保护装置、测量仪表、控制电器和导线的设置，应便于操作、监视和维修，并应避免受热、受潮、受电磁感应、受撞击和积聚灰尘。

高频、中频电流或工频大电流导体的截面选择和布置，应减少由于集肤效应和邻扰效应所引起的导体中电流的不均匀分布。

电热装置导体的支架、保护遮板、套管、铠装、紧固件和邻近的金属部件的设置和材料的选择，当在频率较高或电流较大时应减小感应发热的影响。

电热装置短网的配置应做到电阻和电抗较小，并应使三相阻抗平衡。

单台功率等于或大于400KW的电热装置，当其自然功率因数较低时，应装设单独的无功功率补偿装置,若经技术经济比较采用集中补偿有利时或当工厂、车间无功功率富裕时，可不装设单独的补偿装置。

电热装置的无功功率补偿装置采用电力电容器时，其性能的选择和接线方式应计入无功负荷的变化和高次谐波的影响。

电热装置宜采用闭路冷却，在闭路系统中不得产生气泡。

电热装置冷却水系统的设置,应便于监视其工作状况；并应根据需要装设水温、水压、流量等信号和保护装置。必要时应采取分断电热装置的电源等安全措施。

连接水冷工频导体与金属给排水管间的绝缘水管，其内径和长度的选择,应使每根绝缘水管内水的泄漏电流不超过20mA或采取其他安全措施。

多台单相电热装置应均匀地接在三相电路上。

单相电热装置的容量较大时，应验算电热装置引起的负序电流和负序电压对电网的影响；当超过现行国家标准的允许值时,应将单相负荷连接到更大短路容量的电网点或设置相平衡装置。当在运行过程中不经常产生不平衡时,应装设三相电网间可切换单相负荷的切换电器。当工艺过程允许采用直流加热时，可将单相负荷由三相交流整流后以直流供电。

不平衡电流较大的电热装置或单相电热负荷较多的变（配）电所应设监视负序电流的仪表。

电热装置的电力负荷引起公用电网电压波形的非正弦畸变不应超过现行国家标准的要求；当不能满足要求时,应采取装设谐波过滤装置等措施。

在变压器室地面上1.9m以下的电炉变压器的四周突出部分与变压器室内墙之间的最小距离应符合表2.0.17的规定。

表2.0.17 电炉变压器与室内墙之间的最小距离（m）

电热装置中母线或母线组的绝缘支持物和母线间的衬垫，在小于1kV的直流或交流工频、低频和中频的电路中，可采用绝缘浸渍处理的石棉水泥板（块）；当电压小于500V时,亦可采用浸渍处理（在干燥油中浸渍）的木材；当电压大于1kV小于1.6kV时，应采用电胶木、玻璃纤维板或耐热塑胶。具有迅速变化冲击负荷电炉的绝缘支持物（夹紧块衬垫），应采用耐震材料。 电压大于和等于1.6kV应采用瓷或玻璃制成的支柱绝缘子，当工频电流大于和等于1.5kA和中频、高频任何电流值时，绝缘子的附件应采用铝材，当用铝屏蔽保护或由少磁性生铁制造时，绝缘子的附件可采用铸铁。 母线组夹紧的金属部件当工频电流大于和等于1.5kA和中频、高频任何电流值时，宜采用由非磁性钢板制成弯形侧面的型截面或焊接侧面和硅铝合金部件，但重型多片母线组除外。 大电流母线的紧固件宜采用非磁性的铬镍、铜锌或其他合金制成的螺栓和双头螺栓。

电热装置变压器二次侧导体母线组不同极（不同相）母线间的绝缘电阻应满足产品要求，当产品要求未规定绝缘电阻值时,母线组同极（不同相）母线间的绝缘电阻应符合表2.0.19的规定。

表2.0.19母线组不同极（不同相）母线间的绝缘电阻（KΩ）

注：绝缘电阻采用电压为2.5kV的兆欧表，并断开导电体与变压器、变频机、开关设备、电阻炉加热元件等的出线端，提起电炉电极以及拆开水冷系统软管后测量。

交流或直流二次硬导体的不同极（不同相）母线间的最小净距应符合表2.0.20的规定。

表2.0.20二次硬导体母线间最小净距（mm）

注：1、上表系指母线高为250mm以下，当高于此值时最小净距应增加5～10mm。 2、多尘系指非导电尘。

电热装置需要在距安装地面2m及以上高度进行维护的部分，应设置有保护栏和固定梯的平台，不得采用活动式梯,在维护人员可能触及装置带电部分的区域内，平台、护栏和梯应采用难燃烧材料，工作平台的走道板应有阻燃的绝缘材料的覆盖物。

电热设备液压系统的蓄势泵和充油装置，当其油量60kg及以上时，应设置事故排油设施。

对危及工作人员安全或电热装置正常运行的静电荷，应采取接地、屏蔽或提供足够距离等抑制措施。

第三章　电弧炉和矿热炉装置

第一节　电炉装置的主电路系统

电炉应设置与供电系统连接的专用变压器。电炉变压器的容量选择，应符合工艺规定的用电制度和变压器允许的过负荷能力，其二次电压和调压方式，应符合工艺过程的要求，其一次电压的选择，应根据供电的技术经济比较确定。

电炉的供电系统应简单，并应操作方便。单台电炉装置宜由一回路供电。电炉变电所不宜引接向外部供电的高压线路。

三相电弧炉工作短路引起供电母线的电压波动值不应超过2.5%，但专供电弧炉用的变电所二次母线的电压波动不应受此限制。当不能满足上述要求时，应采取将电弧炉接到短路容量更大的电网点上等降低电压波动的措施。

有工作短路的电炉装置，应采取限制工作短路电流在电气设备允许范围内的措施。三相电弧炉装置的工作短路电流，不应大于电炉变压器额定电流的3.5倍。当采用电抗器限制短路电流时，电抗器应设旁路开关。

三相电弧炉装置主电路系统的导体载流量应按变压器额定容量的120%计算；开关设备和互感器的额定电流可按大于120%选择。

三相电弧炉装置应采用具有频繁操作性能的操作断路器。

电弧炉和矿热炉变压器应采取下列限制操作过电压的措施： 一、在电炉变压器与操作断路器间装设氧化锌避雷器或压敏电阻； 二、在三绕组电炉变压器的三次侧装设氧化锌避雷器或压敏电阻和阻容吸收装置； 三、在电炉变压器的二次侧装设阻容吸收装置。

有二台及以上三相电弧炉的工厂宜装设最大电力需量的电子计算机控制装置。

三相电弧炉高压电源电缆的截面选择应计入高次谐波电流的影响。

第二节　保护、控制、信号和测量

电炉变压器应装设故障短路的电流速断保护、变压器过负荷保护和变压器及其有载分接开关的瓦斯保护，并应符合下列规定： 一、故障短路的电流速断保护，其整定值应躲开电炉的最大工作短路电流。 二、变压器过负荷保护，应采用反时限特性的过电流继电器,保护的整定值应考虑电极的提升速度，宜在3倍额定电流时6s左右动作；对矿热炉的整定值应防止长时间不大的过负荷。矿热炉亦可采用带长延时的定时限过电流保护。三相电炉变压器过负荷保护应为三继电器式。 三、变压器及其有载分接开关的瓦斯保护，重瓦斯动作于电炉变压器一次侧断路器跳闸，轻瓦斯动作于信号。

当采用三绕组的电炉变压器（带串联调压绕组）时，可在第三绕组装设电流互感器代替二次侧大电流互感器。但应换算变流比，其相位应一致。

电炉装置应接地，接地电阻不应大于4Ω；在高土壤电阻率地区不宜大于10Ω。

三相电弧炉应设电极自动调节器。矿热炉宜设电极自动调节器，但小型矿热炉可采用手动操作。电极自动调节器应具有由自动操作转为手动操作的功能。

在电弧炉炉底与电压信号变压器间应装设防止电弧炉电极自动调节器的电压信号变压器烧损的隔直电容器。

三相电弧炉的电极自动调节器宜采取防止当电极触及不导电炉料时折断电极的措施。

在大型矿热炉的操作平台处宜装设事故断电开关。

采用钥匙控制电炉的通电时，钥匙应仅在分断位置时才可能取下。

应在电炉操作区域内操作人员能看清的地方装设通电及断电的指示灯。

当电炉向浇注场地倾动时，应设使在浇注场地的人员能听到见到的声、光信号。

电炉装置应装设下列信号： 一、电炉高压通电及断电的信号； 二、调压装置在四级及以上时GB50342-2003《混凝土电视塔结构技术规范》.pdf，指示电压等级的信号； 三、反映三相电弧炉每相电弧电压的信号； 四、油循环系统故障的信号； 五、水或风冷却系统故障的信号； 六、操作电源失压的信号； 七、根据工艺要求的其他信号。

电炉装置应装设有功电度表、无功电度表、电流表和电压表。10t及以上的电弧炉宜装设三相有功功率表。上述仪表应装设在电炉变压器高压侧；5t及以下电弧炉的仪表可装设在配电所。电炉装置应装设显示电极电流、电压值的电流表和电压表。当采用电极自动调节器时，应装设监视调节器工作的仪表。电弧炉的电流表，应有过负荷量程。电弧炉应装设带有最大电力需量的有功电度表。

第三节　电力设备的布置

一台电炉装置的变压器、电抗器、操作断路器、隔离开关、切换开关和互感器等电力设备，可装设在同一房间内。需经常操作的断路器和开关，宜采用电动操作或远方机械传动。电炉变压器应靠近电炉以缩短短网长度；必要时可抬高变压器的安装高度。

门向车间内开的电炉变压器室，应设置容量为100%变压器油量的贮油池龙麟旋窑工程施工组织设计，或将油排到安全处所的设施。

电炉变压器室宜预留装设有载分接开关换油或过滤油的地方。

电炉变压器室可设开向控制室的防火门。