住宅電氣故障分析及其改進(jìn)設(shè)計(jì)研究報(bào)告

#摘要例舉了住宅居民用電中發(fā)生的一些電氣故障,分析了造成事故的原因,提出了在電氣設(shè)計(jì)方面需要注意的若干事項(xiàng)及改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞電氣故障接觸電阻漏電保護(hù)近年來住宅用電負(fù)荷不斷增長,造成電氣線路長時(shí)間處于過載狀態(tài),導(dǎo)致絕緣老化,電氣事故不斷發(fā)生。據(jù)消防部門統(tǒng)計(jì),我國電氣火災(zāi)已位居火災(zāi)成因之首,其中住宅電氣火災(zāi)占全部火災(zāi)的50%以上。隨著現(xiàn)代社會文明程度的提高,人們不僅對用電安全提出很高要求,而且對可靠連續(xù)供電的要求也越來越高。1電氣故障及其原因分析.1故障例舉例1某:住宅入戶處裝有漏電斷路器,但經(jīng)常跳閘。測量戶內(nèi)電氣線路無漏電,將漏電斷路器的輸出線路脫開,該斷路器仍跳閘,因此斷定為漏電斷路器出故障。在拆卸斷路器時(shí)看到出線樁頭處膠木底座酥松,刮后有粉狀物,表明漏電斷路器出線端子因接觸電阻過大造成熱過載,使得膠木碳化漏電所致。經(jīng)過刮除碳化部分,漏電斷路器恢復(fù)正常工作。例2:一住宅衛(wèi)生間電淋浴器連續(xù)使用后,線路發(fā)生斷電故障。檢查發(fā)現(xiàn)斷電位置在衛(wèi)生間吊頂內(nèi),該吊頂內(nèi)有幾個(gè)照明回路導(dǎo)線交叉縱橫,電淋浴器的導(dǎo)線也是從此接入,且接入導(dǎo)線截面偏小,接線處纏繞的膠布已烤焦脫落,導(dǎo)線經(jīng)高溫氧化,接線頭已被熔斷。幸而吊頂材料為石膏板,否則可能引發(fā)電氣火災(zāi),故障原因是由于接頭處接觸電阻熱過載引起。例3在:某高檔住宅設(shè)計(jì)中,住戶配電系統(tǒng)采用如圖1所示接線方式?？傔M(jìn)線處設(shè)總漏電斷路器漏電動作電流整定為 并帶的延時(shí)實(shí)際做法為斷路器+帶延時(shí)的漏電附件）住,戶配電箱內(nèi)照明和空調(diào)插座回路未設(shè)漏電開關(guān),其他插座回路設(shè)有漏電開關(guān)。大樓投入使用后,就發(fā)生了多起全樓停電事故,住戶投訴到物業(yè)管理處物業(yè)管理處也無能為力,因?yàn)槁╇姅嗦菲鲃幼魈l后,故障點(diǎn)很難定位,如圖中、、任一點(diǎn)處發(fā)生接地故障總漏電斷路器就要動作。在未查清故障點(diǎn)并排除故障以前,很難合閘,只能全部拉閘后一級一級試投來確定故障部位。圖、住宅配電系統(tǒng)、.、故障原因分析分析例、、例、電氣故障不難發(fā)現(xiàn)接觸電阻過大是造成故障的主要原因。接觸電阻與接觸壓力、接觸面積、環(huán)境狀況及導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān),并且接觸電阻是動態(tài)的,與電熱效應(yīng)成正比［、。］接觸電阻過大,就會造成結(jié)點(diǎn)處熱過載,尤其在大負(fù)荷狀態(tài)下,電流大,結(jié)點(diǎn)處局部溫度很高,極易發(fā)生短路、斷路或引燃鄰近易燃物品,從而引發(fā)電氣火災(zāi)。結(jié)點(diǎn)處的熱過載和導(dǎo)線電流過載性質(zhì)完全不同,導(dǎo)線電流過載后,則該回路的斷路器會起保護(hù)作用,而結(jié)點(diǎn)處熱過載在導(dǎo)線電流值正常情況下也能引發(fā)電氣故障甚至火災(zāi)。例3事故在很多樓內(nèi)能發(fā)生,這說明在總進(jìn)線處設(shè)總漏電斷路器有一定的問題?？傔M(jìn)線處設(shè)漏電斷路器之后,整個(gè)住宅樓內(nèi)的配電線路和電器設(shè)備均納入了它的保護(hù)范圍內(nèi)。按《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.4.條規(guī)、定、,多級裝設(shè)的漏電電流動作保護(hù)器,應(yīng)在時(shí)限上有選擇性配合。因此總進(jìn)線漏電斷路器往往設(shè)有延時(shí)一般取 ? 照明和空調(diào)插座回路不設(shè)防電擊漏電保護(hù)裝置,但這并不能保證這些設(shè)備和線路不會發(fā)生接地短路（漏電）故障,一旦這些地方發(fā)生接地故障,當(dāng)接地故障電流達(dá)不到本回路上所設(shè)的斷路器的瞬動電流值時(shí) 不會瞬動切斷故障線路而總進(jìn)線漏電斷路器可能會動作使整個(gè)住宅樓停電,從而擴(kuò)大了故障范圍。電氣開關(guān)選型不當(dāng)造成電氣故障近幾年我國電氣事業(yè)發(fā)展日新月異,新產(chǎn)品層出不窮,但一些設(shè)計(jì)單位和施工安裝單位往往并沒弄清電氣開關(guān)的特性而隨意選用。比如,有些漏電斷路器并無過載和短路特性,用在戶內(nèi)回路上,如果戶內(nèi)發(fā)生非接地過載和短路時(shí),漏電斷路器的零序互感器無泄漏電流,漏電脫扣器就不會動作,這勢必會造成嚴(yán)重后果。類似情況還有設(shè)計(jì)者在各插座回路上選用無過載和短路保護(hù)性能的漏電斷路器,在入戶進(jìn)線處選用斷路器作過載短路保護(hù)。由于入戶斷路器的額定電流值往往比戶內(nèi)回路的額定電流值高出幾級,這就會造成戶內(nèi)某一回路電流過載情況很嚴(yán)重時(shí),入戶斷路器卻不動作,該分支回路的導(dǎo)線及漏電斷路器很可能被燒毀,甚至釀成事故。其次,有些設(shè)計(jì)者為圖省事,每回路導(dǎo)線型號單一,往往造成有些回路導(dǎo)線截面偏小不合實(shí)際要求;有些設(shè)計(jì)則是上下級聯(lián)的額定電流失配,未經(jīng)驗(yàn)算。再者,不少住戶及裝修隊(duì)伍由于不懂電氣安全知識,家居裝修時(shí)隨意更換斷路器和導(dǎo)線,卻弄不清應(yīng)選多大額定電流值的斷路器配多大截面的導(dǎo)線。住宅電氣設(shè)計(jì)的改進(jìn)我們已經(jīng)知道結(jié)點(diǎn)處接觸電阻大會造成熱過載,引發(fā)電氣故障;總進(jìn)線設(shè)漏電斷路器存在一定的問題;電氣開關(guān)的選用必須了解其特性,正確使用,否則也會引發(fā)電氣故障。因此,筆者提出下述幾點(diǎn)建議和改進(jìn)措施。近年來家電品種日益增多,家電設(shè)備負(fù)荷趨大,如電淋浴器、電炒鍋、家用空調(diào)、飲水機(jī)、微波爐等《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定每戶負(fù)荷按 ? 設(shè)計(jì)就顯得很不夠建議按?甚至設(shè)計(jì)。3.2現(xiàn)在居民家中電器很多,因而希望戶內(nèi)插座多多益善,而以前居民住宅內(nèi)插座數(shù)量過少,居民家中插接板用的較多,很不安全。在美國,電氣法規(guī)規(guī)定墻上兩插座間的距離不許超過 其家用電器規(guī)定電源線不小于 家用電器買來左邊插座夠不著右邊的插座一定能插上,買的電氣產(chǎn)品和工程配合,而我國的住宅設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的室內(nèi)插座數(shù)量偏少。筆者建議應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大插座數(shù)量臥室、起居室設(shè)置組?組廚房、衛(wèi)生間設(shè)置組其余各處也適當(dāng)增加。3.3分支回路數(shù)應(yīng)當(dāng)增加,線路截面積應(yīng)適當(dāng)留有裕量。以前的住宅分支回路數(shù)少,每回路所帶負(fù)荷增大,實(shí)際上等于減少了線路截面,其結(jié)果同樣是線路溫升增加。分支回路數(shù)增加,相當(dāng)于減少每回路的阻抗,這對降低住宅諧波電壓,減少諧波危害也是十分有利的?；芈窋?shù)增加后,就有條件將產(chǎn)生諧波的非線性負(fù)荷電器和對諧波敏感的電器做到分回路供電。這樣非線性負(fù)荷諧波電流在其分支回路的阻抗上產(chǎn)生的諧波電壓就不能危害到另一回路的敏感電器。筆者建議每戶住宅回路數(shù)不低于5回路,面積大的住宅回路數(shù)應(yīng)更多。線路截面積偏小的后果是電線發(fā)熱加劇、絕緣老化加速,易導(dǎo)致線間短路和接地故障,引起電氣火災(zāi)和人身電擊事故。線路截面積適當(dāng)留有裕量,還能滿足今后的負(fù)荷增大和電氣安全的要求。3.4雖然住宅設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定總進(jìn)線處設(shè)總漏電斷路器,但筆者認(rèn)為應(yīng)將防電氣火災(zāi)的重點(diǎn)放在每套住宅內(nèi)部,即總進(jìn)線不設(shè)防電氣火災(zāi)用漏電斷路器,而在每個(gè)電表出線處設(shè)