施工與實務
低壓配電的全貌:住宅、商店、工廠
三種規模,三種架構
| 住宅 | 商店、小型辦公 | 工廠、大型場所 | |
|---|---|---|---|
| 受電方式 | 低壓 | 低壓 | 高壓(自設變壓器) |
| 供電型態 | 單相三線 110 V/220 V | 三相四線 220/380 V | 高壓進、低壓出 |
| 責任分界 | 電度表 | 電度表 | 受電點,往電源側移 |
| 盤體 | 分電箱 | 配電箱、小型配電盤 | 配電盤、電動機控制中心 |
| 主要負載 | 照明、插座、冷氣 | 空調主機、冷凍櫃、招牌 | 電動機、電熱、電容器 |
低壓的定義與盤體的分界
規則把 600 V 以下歸為低壓。而盤體的名稱有一個明確的分界: 配電箱是裝置電氣設備供 600 V 以下使用者;配電盤則是供高壓設備使用者 建築工程施工規範 第九章 3.8 。
實務上這兩個詞常被混用,但在文件上它們指的是不同的東西—— 看圖說時要注意。
商店:三相四線是常態
商店與小型辦公的用電有兩個特徵:有三相動力負載(空調主機、冷凍櫃、電梯), 同時也需要大量單相的照明與插座。三相四線正好同時提供兩者—— 三條火線之間 380 V 給動力,每一條火線對中性線 220 V 給單相負載。
但這裡有一個規則上的門檻。住宅場所供電給照明、器具與插座的電路, 對地電壓應為 150 V 以下 用戶用電設備裝置規則 第 35 條第一款、第三款 ; 三相四線的對地電壓是 220 V,超過了。
規則留的路是:加裝漏電斷路器或漏電啟斷裝置者,對地電壓得超過 150 V 且在 300 V 以下 用戶用電設備裝置規則 第 35 條第一款、第三款 。 換句話說,對地電壓拉高之後,要用漏電保護補回來—— 這是三相四線場所的漏電保護比住宅更關鍵的原因。
商店還有幾項專門的規定:
| 項目 | 規定 |
|---|---|
| 展示窗 | 距展示窗上方 450 毫米內,沿水平最大寬度每 3.6 米,或展示區主要部分上方,至少裝一個插座出線口 用戶用電設備裝置規則 第 46 條 |
| 招牌廣告燈 | 供招牌廣告燈及造型照明的出線口以至少 600 伏安計算 用戶用電設備裝置規則 第 45 條第三項 |
| 金屬桿上的招牌燈 | 裝設在金屬桿或金屬構架,或對地電壓超過 150 V 的路燈、號誌燈、招牌廣告燈,應裝漏電斷路器 用戶用電設備裝置規則 第 87 條第二項 |
| 商業廚房 | 水槽外緣 1.8 米內的插座應裝漏電啟斷裝置 用戶用電設備裝置規則 第 89 條第一款 |
工廠:分界點往電源側移
工廠與大型場所常常採高壓受電,自己設變壓器降到低壓。 這件事改變的不只是電壓——變壓器變成用戶自己的設備, 所以它的一次側、二次側與接地全部由用戶負責。
最直接的後果是接地種類換了。規則依接地種類訂電阻值上限 用戶用電設備裝置規則 第 92 條 :
| 種類 | 適用 | 電阻上限 |
|---|---|---|
| 特種接地 | 三相四線多重接地系統供電地區,用戶變壓器的低壓電源系統接地,或高壓用電設備接地 | 10 Ω |
| 第一種接地 | 非接地系統供電地區,用戶高壓用電設備接地 | 25 Ω |
| 第二種接地 | 三相三線式非接地系統供電地區,用戶變壓器的低壓電源系統接地 | 50 Ω |
| 第三種接地 | 低壓用電設備接地、內線系統接地、變比器二次側接地、支持低壓用電設備的金屬體接地 | 對地電壓 150 V 以下:100 Ω/對地電壓 151 至 300 V:50 Ω/對地電壓 301 V 以上:10 Ω |
住宅只會碰到第三種接地。工廠自設變壓器之後, 低壓電源系統接地變成特種或第二種接地,電阻要求嚴格得多 (10 Ω 或 50 Ω 以下,而住宅是 100 Ω 以下)。
規則還有一條專門處理這個情形:電業三相四線多重接地系統供電地區, 高壓供電用戶的低壓用電設備與內線系統共同接地時, 其自備變壓器的低壓電源系統接地,不得與一次電源的中性線共同接地 用戶用電設備裝置規則 第 94 條第一款 。
電動機分路是另一套規定
工廠與住宅最大的差別在電動機。它的起動電流可以是額定的好幾倍, 所以規則把它的導線與保護獨立出來處理:
| 項目 | 與一般分路的差別 |
|---|---|
| 導線安培容量 | 電力工程的分路導線應能承受電動機額定電流的 1.25 倍 用戶用電設備裝置規則 第 19 條 |
| 過電流保護 | 電動機因起動電流較大,其過電流保護裝置的安培額定得大於導線的安培容量 用戶用電設備裝置規則 第 79 條第一項第三款 |
| 脫扣型別 | 起動電流大,需要瞬時脫扣門檻較高的型別,否則每次起動都跳 |
| 過載保護 | 另以積熱電驛處理;積熱型裝置不得作為短路或接地故障保護 用戶用電設備裝置規則 第 75 條 |
第二列是一個重要的例外。一般分路的鐵律是「保護額定不得大於導線安培容量」, 而電動機分路容許反過來——因為那顆保護裝置在這裡處理的是短路, 過載由另一個裝置負責。這是少數「兩個裝置分工」的場合。
第四列的最後一句要特別注意:積熱型熔斷器與積熱電驛, 以及其他非設計為保護短路或接地故障的保護裝置, 不得作為導線的短路或接地故障保護。電動機的過載保護與線路的短路保護 是兩件事,不能互相取代。
功率因數與電容器
工廠的感應電動機讓功率因數偏低,於是加裝電容器改善。 規則對電容器的放電有明確要求:放電設備應能於電源啟斷後 五分鐘內將殘餘電壓降至 50 V 以下 用戶用電設備裝置規則 第 960 條第一款 。
這一條的意義是安全而非效率——切斷電源之後,電容器上還有電荷。 維修前的等待時間是規定出來的,不是感覺出來的。
一張跨規模的對照表
| 看什麼 | 住宅 | 商店 | 工廠 |
|---|---|---|---|
| 對地電壓 | 110 V | 220 V | 依變壓器二次側而定 |
| 是否受 150 V 限制 | 是 | 要靠漏電保護才容許 | 另有規定 |
| 接地種類 | 第三種 | 第三種 | 特種或第二種 |
| 漏電保護 | 指定分路應裝 | 對地電壓超過 150 V 時是前提 | 依場所與設備 |
| 電動機分路 | 幾乎沒有 | 空調主機、電梯 | 整廠的主體 |
| 誰檢驗 | 台電定期檢驗 | 台電定期檢驗 | 另有專責人員與週期 |
這篇的範圍
供電型態的分類是實務上的常見情形,實際的供電方式由台電依契約容量與 現場條件決定。電動機、電容器與高壓受電設備的規定在規則中各自成節, 本篇只摘出與低壓配電架構有關的部分,未涵蓋其設計計算。 高壓設備的作業資格依相關法規辦理,不在本站的範圍內。