摘要:本章探討了低壓供電系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電時的人身觸電危險性及由漏電引起的火災(zāi)危險性的原因,為避免電氣設(shè)計與施工過程中的錯誤,必須采取措施確定采用相應(yīng)的防觸電保護方式,再根據(jù)情況考慮配合使用漏電保護器,確保接線正確。
關(guān)鍵詞:高層建筑;配電系統(tǒng);安全設(shè)計措施
一、引言
高層建筑的電氣設(shè)計首先是要考慮到人身的安全,探討低壓供電系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電時的人身觸電危險性及由漏電引起的火災(zāi)危險性的原因,并提出了相應(yīng)的防范措施。在高層建筑電氣設(shè)計中具有重要的意義。
二、低壓三相供電系統(tǒng)中漏電的觸電危險性及其防范
(一)低壓三相供電系統(tǒng)中漏電原因分析
l.熔斷器規(guī)格可能人為加大數(shù)倍或被銅絲代替,起不到過流保護作用;
2.電故障點可能發(fā)生在系統(tǒng)的足夠遠的末端,故障回路阻抗較大,漏電短路電流不足以令熔斷器動作;
3.如果電氣設(shè)備容量較大,熔體額定電流超過漏電電流時,熔斷器也不會動作;
4.接地裝置不符合要求,造成接地電阻較大,導(dǎo)致漏電短路電流較小也不會令熔斷器動作;
5.當采用過電流自動保護開關(guān)時,開關(guān)失靈,或脫扣電流設(shè)置過大,自動保護開關(guān)不動作;
6.保護接零(接地)線的接線端子連接不實,造成接觸電阻過大,限制了故障電流,導(dǎo)致熔斷器不動作。
。ǘ┯|電事故的防范
1.應(yīng)用漏電保護器。保護接地對接地電阻值要求較高,在土壤電阻率p值較大的地區(qū)很難實現(xiàn),而接零保護系統(tǒng)中存在著保護零線斷線后不能保證安全的缺陷,重復(fù)接地也只能起到平衡電位、減輕故障程度的作用。為提高安全程度,就要配合使用漏電保護器。
漏電保護是從泄漏電流,人體觸電等非金屬性單相接地等故障考慮,用來保護人身及設(shè)備安全的一種保護方式,在實際使用中,由于電流動作型的檢測特性好即可作全系統(tǒng)的總保護也可作為各干線,支線的分級保護,因此,電流型的漏電保護器是應(yīng)用較普遍的一種。由于漏電保護采用的是“差動”保護,當配電線路中發(fā)生相一地故障或絕緣破壞時,漏電保護能否可靠動作,主要取決于故障電流或漏電電流的路徑因此漏電保護與接地系統(tǒng)的形式有很大的關(guān)系。
2.實施等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)是指將保護接零總線與建筑物的總水管、總煤氣管、暖通管等金屬管道或裝置用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)的措施,以達到均衡建筑物內(nèi)電位的目的,降低接觸電壓,防止因TN系統(tǒng)相線接地及其它原因所引起故障電壓的電擊,防止因TN系統(tǒng)PEN線斷線而形成危險電壓的電擊,圖1所示。
圖1中性點接地的系統(tǒng)中PEN線斷線的危險
等電位聯(lián)結(jié)對防止或減輕接觸電壓是一種很有效的措施。但不能認為設(shè)置了總等電位聯(lián)結(jié)就能防止單相接地故障的電擊危害,裝置自動切斷故障電源的保護裝置仍為主要保護措施。對此IEC規(guī)定,在采用自切斷電源的防間接接觸保護措施中應(yīng)作總等電位聯(lián)結(jié)。英國IEE則將總等電位聯(lián)結(jié)與自動切斷電源合為一條措施,即如果不設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié),幾自動切斷電源這一保護措施不能單獨成立,除非補充其它安全措施。
三、高層建筑低壓配電系統(tǒng)漏電的火災(zāi)分析與防范
多年來,我國對電氣火災(zāi)的防范工作大多只限于一般性的防火檢查,這與許多發(fā)達國家存在著較明顯的差異。發(fā)達國家更側(cè)重依靠完善電氣系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和管理來消除電氣起火的隱患,從根本上杜絕電氣起火事故的發(fā)生。正是由于側(cè)重點的差異,才造成今日我國電氣火災(zāi)此起彼伏,防不勝防的嚴峻局面。近年來,由漏電引起的火災(zāi)不斷發(fā)生,而且這種火災(zāi)比起短路等引起的火災(zāi)更具隱蔽性,通常是悄悄地發(fā)生,失火后也難以找出真正的原因來加以防范,因此,危害性也就更大。充分了解漏電的火災(zāi)危險性,加強對漏電的技術(shù)防范措施應(yīng)是當前電氣防火工作的重要任務(wù)之一。
。ㄒ唬┞╇娨鸹馂(zāi)的原因。
1.接地電弧性短路是最危險且多發(fā)的電氣火災(zāi)隱患。
2.漏電電流引起火災(zāi)漏電故障點通常情況下接觸會不實,似接非接,導(dǎo)致接觸電阻較大,使過流保護裝置難以動作,同時會在故障點處產(chǎn)生電弧,足以引燃所有可燃物。
3.保護零線或保護地線的接線端子處連接不實,引起火災(zāi)。
4.漏電電流引起火災(zāi)漏電持續(xù)發(fā)生后,由于電流不能流散,而尋找阻抗小的另一回路通地,會沿保護接零線(接地線)傳導(dǎo)使所有與之相連的電氣裝置的金屬外殼帶有對地電壓,這時就可能向鄰近低電位的水暖管、煤氣管等金屬構(gòu)件飛弧成為起火源,同樣能引燃周圍可燃物。
。ǘ┰斐陕╇姷囊蛩
1.低壓配電系統(tǒng)的安裝質(zhì)量問題,如潮濕或有酸堿腐蝕性的環(huán)境中,電線明敷,設(shè)備未做保護直接安裝;布線時,刀、鉗、錘等損傷絕緣層;導(dǎo)線接頭連接質(zhì)量和絕緣包扎質(zhì)量不符合要求等等不規(guī)范現(xiàn)象。
2.電氣線路或設(shè)備疏于檢查,因過負荷或使用年限較長等原因絕緣劣化;
3.選用假冒、偽劣的電氣產(chǎn)品;
4.外界因素,多見為水份浸入、擠壓、鼠咬等。
。ㄈ┞╇娀馂(zāi)的防范措施
1.裝設(shè)漏電保護器。現(xiàn)行的低壓配電系統(tǒng)中設(shè)置的保護接零和過流保護裝置等措施不能完全有效地防止漏電火災(zāi)的發(fā)生,如圖2所示。RCD是最有效的接地故障保護電器。當發(fā)生電弧性接地故障起火時,RCD則能立即動作切斷電源。因此,預(yù)防火災(zāi)的接地故障保護設(shè)置部位應(yīng):首先,預(yù)防火災(zāi)的漏電電流動作保護器應(yīng)設(shè)置在其保護范圍內(nèi)正常時漏電電流小于或等于150mA的部位。其次,高層建筑中,低壓配電系統(tǒng)多為三級配電,預(yù)防火災(zāi)的漏電保護器應(yīng)設(shè)在二級配電的配電箱的總開關(guān)處。第三,對于高層住宅建筑應(yīng)在每棟住宅的電源進線總開關(guān)處設(shè)置預(yù)防火的漏電保護器。
圖2漏電保護器應(yīng)用于TT系統(tǒng)中
2.RCD動作電流的選擇
。1)對于分支線及線路末端用電設(shè)備選擇RCD,取I△n=30mA;t≤0.1s;
。2)對于支線選擇RCD,取I△n=100mA;t≤0.3s;
(3)干線選擇ReD,取I△n=500mA;t≤1s;
3.保護接零及保護接地線的截面積選擇必須經(jīng)過計算確定,并用碰殼短路實驗進行電流校核。其接線端子必須可靠連接,不允許有松動,并經(jīng)常檢查其連接質(zhì)量。
4.接地電阻值應(yīng)符合設(shè)計要求。電氣設(shè)備的保護接地電阻值不應(yīng)超過4Q,如用電設(shè)備的容量較大,熔體熔斷電流也較大時,應(yīng)增加接地線截面或并聯(lián)接地體以充分減小接地電阻值,增大漏電短路電流,有利于保護裝置動作。
5.實施等電位聯(lián)結(jié)。漏電保護器對于單相220V線路只提供間接接觸保護,同時還存在因機件磨損、接觸不良、質(zhì)量不穩(wěn)定、壽命較短等因素而導(dǎo)致動作失靈的種種隱患,不能單獨成為一種可靠的保護措施,因此尚應(yīng)實施等電位聯(lián)結(jié),才能有效地消除漏電的電氣線路或設(shè)備與低電位的金屬構(gòu)件之間電弧、電火花的產(chǎn)生,即消除漏電電壓引起火災(zāi)的可能。等電位聯(lián)結(jié)是指將保護接零總線與建筑物的總水管、總煤氣管、暖通管等金屬管道或裝置用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)的措施,以達到均衡建筑物內(nèi)電位的目的,尤其是對于易燃易爆場所更有其不可替代的作用。
四、結(jié)語
高層建筑電氣設(shè)計包括的范圍很廣,本文主要就其中的供電系統(tǒng)的安全保護問題進行了探討,詳細分析了低壓供電系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電時的人身觸電危險性及由漏電引起的火災(zāi)危險性的原因,指出了一些錯誤認識,提出了相應(yīng)的防范措施。
參考文獻:
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