摘要建筑电气设计要装设剩余电流动作保护,并进行等电位联结。除室内插座回路要装设剩余电流动作保护外,对室内空调回路、部分照明回路、预留的备用回路也都应装设剩余电流动作保护。在防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏,保护人身安全和确保设备安全方面,装设剩余电流动作保护和做等电位联结这两种技术措施是互为补充的,不能相互代替。
关键词剩余电流动作保护器;接地故障;电气火灾;等电位联结
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0126-02
近年来,在人们日常生产、生活的用电过程中,由漏电所引起的重大人身伤亡事故和电气火灾事故常有发生,探讨在建筑电气设计中装设剩余电流动作保护器,具有重要的现实意义。
剩余电流动作保护也称为漏电保护,是防止电击事故的有效措施之一,也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装剩余电流动作保护后,仍应以预防为主,并应同时采取等电位联结以防止电击和电气设备损坏事故的技术措施。
漏电是电气事故发生的重要原因,漏电往往会产生电弧或过热现象,从而引发电气火灾,这是漏电最为严重的后果.漏电已成为目前电气火灾防范的重点对象。漏电具有的破坏性不可低估,有效地防范、制止漏电事故的发生是安全用电的重要部分,防止漏电事故发生的重要措施是研究和推广剩余电流动作保护技术。安装剩余电流动作保护器是目前最为实用的一种防漏电事故的措施。
剩余电流动作保护是检测各相电流及中性线电流的矢量和,将三相导线及中性线穿过电流互感器,当没有发生接地故障时,无论三相是否平衡,此值总是为零,当发生某一相接地故障时,此值即为故障电流。剩余电流动作保护器作为接地故障保护电器,具有很高的灵敏度,当人体不慎直接触及绝缘外壳破损的设备内的相线时,能在数十毫秒的瞬间切断仅以毫安计的故障电流,从而避免发生电击致死事故。
1建筑物电气设计要装设剩余电流动作保护器
为避免接地故障带来的危害,在建筑电气设计中需要装设剩余电流动作保护器(也称漏电保护器、RCD)。一般需要装设两级剩余电流动作保护器。
第一级剩余电流动作保护器装设在电源进线处。它的作用是能有效防范接地故障造成的电气火灾事故发生。接地故障因故障电流较小,它常以电弧的形式出现。电弧具有大阻抗,它限制了故障电流,使一般的断路器,熔断器不能及时切断电源,而电弧本身的局部温度可高达两、三千摄氏度,很容易引燃附近的可燃物质。在电源进线上安装这一级剩余电流动作保护器,可在建筑物内任一处发生电弧性接地故障时及时动作,避免电气火灾的发生。第一级剩余电流动作保护器的额定动作电流的整定,《低压配电设计规范》(GB50054-95)第4.4.21条规定:“为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器,其额定动作电流不应超过0.5A”。
在电源进线上装设剩余电流动作保护器是国际上广泛采用的电气防火措施,为消除电气火灾提供了有效手段。目前,我国电气火灾发生率较高,火灾起数、人员伤亡所占的比例呈整体上升趋势,其中由于建筑物内部电气线路绝缘老化和用电器具短路、超负荷、接触不良等原因造成的电气火灾高居榜首。随着人们生活水平的提高,研究建筑电气设计与防火的重要性日益突出。电气火灾事关生命财产安全,不能轻率对待,要从根本上减少甚至杜绝建筑物电气火灾,建筑电气设计时应考虑设计方案的可靠性和安全性,要装设剩余电流动作保护器,并严格施工和严格检验,使剩余电流动作保护器正常发挥作用,以减少我国居高不下的电气火灾数量。
第二级剩余电流动作保护器一般要求装设在终端配电箱的插座回路上。因插座回路上常接用金属外壳的手握式和移动式电器,当这类电器发生相线碰外壳接地故障,人体遭受电击时,往往不能摔脱电器,以至人体通电时间过长而导致死亡。为此在插座回路上要装设对接地故障反应灵敏、能瞬时跳闸的剩余电流动作保护器,能使人体迅速脱离带电的可导电金属外壳,避免电击事故的发生。第二级漏电保护器(插座回路)的额定动作电流一般整定值为30mA。
同时要注意,在第一级和第二级分别装设的剩余电流动作保护器,要求在时限上应有选择性配合。这两级剩余电流动作保护器分别防范电气火灾事故和人身电击,对建筑物电气安全至关重要。
2室内所有空调回路都应装设剩余电流动作保护器
《住宅设计规范》(GB50096-1999)第6.5.2条第4款要求:“除空调电源插座外,其他电源插座电路应设置漏电保护装置”。有人据此认为空调回路不应装设剩余电流动作保护装置了,其实这样说并未真正理解规范。
1)规范并没有禁止空调回路使用剩余电流动作保护器。规范仅仅给出一种起码的、基本的要求,设计人员应当在条件允许的情况下做出更优化的设计。
2)规范的条文说明是强调了一定条件下的规定:“……空调机不是手握式电器,一般为绝缘外壳,且安装位置较高,故不必设置漏电保护装置。”显然,此种情况仅限于壁挂式空调机,对于柜式空调机并不太适合。柜式空调机为落地式安装,有些柜式空调机外壳为金属外壳,故存在着漏电电击事故的潜在危害。人们喜欢使用哪类空调机是因人而异的和不确定的,因此我们在建筑电气设计中就应该有比较完善的考虑。
3)对于有些阳台没有封闭的用户,即使是壁挂分体式空调机,也常有很多用户将室外机安装在阳台上的情况。此时,室外机在人身可触及的范围内,同样也存在漏电电击伤人的潜在危害。
4)设计人员仅仅是为用户预留了空调机安装条件,有些用户往往受到家庭经济条件等限制,暂时买不起或买得起而担心用不起,这些家庭很可能就不装空调了,此时,空调电源插座就有可能变成了普通插座,如果不设置剩余电流动作保护器,将对人身安全构成极大威胁。
3部分室内终端配电箱所有回路都应采取剩余电流动作保护措施
建筑物内对于进线电源为单相电源的室内终端配电箱,且照明事故停电不会产生较大影响的室内终端配电箱,笔者认为其配电箱内所有回路都应采取剩余电流动作保护措施,是十分必要的。
因为,这类室内终端配电箱,配电分支回路基本上都是由:照明回路一、照明回路二、普通插座一、普通插座二、柜式空调、壁挂空调一、壁挂空调二、预留备用等回路组成。如果按《住宅设计规范》(GB50096-1999)第6.5.2条第4款要求,仅在普通插座回路设置剩余电流动作保护器,其它回路不设置剩余电流动作保护器,这样极有可能留下安全隐患。现在用户在进行室内装修时或平时使用过程中,很有可能会把新增的普通插座接在照明回路上,或把预留的备用回路也接上了新增的普通插座。为了消除用电安全隐患,笔着认为箱内所有配电分支回路都应采取剩余电流动作保护措施。
同时,考虑到这类终端配电箱在建筑物内占绝大多数,量大面广,笔者建议可采取在进线总开关处设置一台带剩余电流动作保护的低压断路器,各分支回路不必再分别设置带剩余电流动作保护的断路器做法。因为这样室内终端配电箱的所有回路都有了剩余电流动作保护措施,既消除了用电安全隐患,用电安全系数进一步得到提高,又可节省大量的终端配电箱的费用,投资方满意。另一方面,由于大大缩小了室内终端配电箱的外形尺寸,箱体美观不显眼,用户也满意。
由此可见,在建筑电气设计中对空调所有回路和部分室内终端配电箱所有回路,均设置剩余电流动作保护器就显得十分必要了,也充分体现了设计者“实事求是”和“以人为本”的设计理念。
4建筑物要做等电位联结
等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气联结。是指将保护线与建筑物的总水管、总煤气管、暖通管等金属管道或装置用导线联结的措施,消除金属物体之间的电位差,防止金属物体之间由于存在电位差而对人身和设备产生危害。以达到均衡建筑物内电位的目的。等电位联结的作用,在于降低接触电压,以保障人员安全。
根据国内外电气事故统计,低压系统短路大多为相线碰设备外壳、金属管道、结构和大地的接地故障,它能使这些设备外壳、管道、结构带对地故障电压,导致人身电击或电气火灾事故,建筑物内作总等电位联结可消除或降低这种故障电压。
等电位联结对设备防护和人身防间接电击防护有着很重要的作用。人们的用电安全意识逐渐加强,用电安全措施也应逐渐完善。等电位联结是电气设计中的安全措施之一,它能有效降低接触电压,防间接接触电压及电磁干扰,特别是雷电电磁干扰,目前已被国际上许多国家所采用。
为了保证人身设备的用电安全,设计要求建筑物内作总等电位联结。在建筑楼电源进线处安装一总等电位联结端子箱,把总水管、煤气管、空调立管等所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件等与电位联结端子箱连通。
我国《低压配电设计规范》(GB50054-95)第4.4.4条规定,当采用接地故障保护时,建筑物内应做总等电位联结。国际电工委员会IEC60364-4-41(电击防护)标准也作了规定,装设剩余电流动作保护器和做等电位联结两种措施是互为补充、防止人身电击、确保设备安全并能有效的防止电磁干扰的保证。
剩余电流动作保护器对于单相220V线路只提供间接接触保护,同时还存在因机件磨损、接触不良,质量不稳定寿命较短等因素而导致动作失灵的种种隐患,不能单独成为一种可靠的保护措施。剩余电流动作保护器只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施。安装剩余电流动作保护器不得拆除或放弃原有的安全防护措施。因此尚应实施等电位联结,才能有效地消除漏电的电气线路或设备与低电位的金属构件之间电弧、电火花的产生,即消除漏电电压引起火灾的可能。
对于浴室、游泳池等特别潮湿的场所,等电位联结则要求采用局部等电位联结则更为安全。浴室、游泳池等特别潮湿的场所内,环境潮湿,人即使触及50V以下的安全电压,也有遭电击的可能。局部等电位联结,就是把浴室、游泳池内所有金属物体(包括金属毛巾架、铸铁浴缸、自来水管等)用接地线连成一体。浴室、游泳池等特别潮湿的场所内,人体皮肤完全湿透,人体阻抗大幅度下降,金属管道、结构等种种原因传导来的十几伏的不高的电压就可使人体通过大于心室纤维性颤动电流阈值而电击致死。这种电气事故是不能靠装设剩余电流动作保护器、隔离变压器等保护电器来防范的,因为这种使人致死的电压是沿非电的金属管道传导的。唯一的防范措施是在此电击危险特别大的局部场所作局部等电位联结。这样做后,无论从哪一金属管道、结构或PE线导入了不正常电压,由于等电位联结的作用,该场所内所有导电部分的电位都同时升高到同一电位水平,不出现电位差,电击事故自然无从发生。电气人员必须理解这种场所的电气危险性和实施局部等电位联结的重要性,以有效维护人的生命安全。
等电位联结不一定要接地。按等电位理论,只要电位相等。不产生电位差。就不会发生电击事故,作为局部等电位联结是使一定范围内不产生电位差,即使将外界的高电位引入,对人也是安全的。等电位联结的作用只是使人体伸臂范围内所接触的电位相等或接近而已。
5结束语
建筑电气设计要装设剩余电流动作保护,并进行等电位联结。除室内插座回路要装设剩余电流动作保护外,对室内空调回路、部分照明回路、预留的备用回路也都应装设剩余电流动作保护。在防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏,保护人身安全和确保设备安全方面,装设剩余电流动作保护和做等电位联结这两种技术措施是互为补充的,不能相互代替。
参考文献
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