《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-88)第4.3.2條“保護(hù)零線除必須在配電室或總配電箱處作重復(fù)接地外,還必須在配電線路的中間處和末端處做重復(fù)接地?!薄督ㄖこ淌┕がF(xiàn)場(chǎng)供用電安全規(guī)范》(GB50194-93)第4.1.3.1規(guī)定“架空線路終端、總配電盤(pán)及區(qū)域配電箱與電源變壓器的距離超過(guò)50m以上時(shí),其保護(hù)零線(PE線)應(yīng)作重復(fù)接地”。
規(guī)范對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電必須重復(fù)接地已經(jīng)做了明確的規(guī)定,而施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際現(xiàn)狀卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到規(guī)范的要求,除了在總配電箱處必須做一組重復(fù)接地以實(shí)現(xiàn)TN-C向TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換外,其他部位是否裝設(shè)重復(fù)接地沒(méi)有被重視。
1. 不設(shè)重復(fù)接地,沒(méi)裝設(shè)漏電斷路器,用電設(shè)備金屬外殼帶電時(shí)的狀況。
當(dāng)用電設(shè)備外殼帶電,且低壓斷路器沒(méi)能切斷故障電流時(shí),其故障電流沿電路的走向如圖1所示。
圖1 1:工作接地 M:用電設(shè)備
電流流經(jīng)回路必然產(chǎn)生電壓,這時(shí)金屬外殼的對(duì)地電壓就是設(shè)備外殼接地點(diǎn)到地電位的壓降。顯然這電壓降是故障電流經(jīng)線路及工作 電阻上的壓降,這個(gè)壓降值將超出安全電壓值,是不安全的。隨著PE線路長(zhǎng)度的增加,金屬外殼的對(duì)地電壓值也將增加。
2.情況同1,設(shè)置了重復(fù)接地裝置以后。
由于有了重復(fù)接地裝置,故障電流 的途徑就與沒(méi)有重復(fù)接地不同了(見(jiàn)圖2)。故障電流除了流過(guò)原回路外,還應(yīng)當(dāng)流經(jīng)重復(fù)接地電阻和工作接地電阻的回路。有了這個(gè)分路就必然在兩個(gè)接地電阻上產(chǎn)生分壓作用。從電路原理分析,有了分壓作用真電壓降一定比原來(lái)沒(méi)有分路時(shí)的電壓降低,這就是設(shè)置重復(fù)接地的作用。其結(jié)果就是降低了觸及已帶電設(shè)備外殼的電壓值,當(dāng)人不慎觸及帶電設(shè)備外殼時(shí),降低了觸電的危險(xiǎn)性。
以上只是定性分析,隨著工作接地、重復(fù)接地電阻值的不同,電壓降會(huì)有變化。但不管怎樣變化,觸電的危險(xiǎn)電壓總是比原來(lái)的小了。當(dāng)然重復(fù)接地電阻值不能太大,通常規(guī)定重復(fù)接地電阻值應(yīng)不大于10Ω。
上邊討論的是在用電設(shè)備前沒(méi)裝設(shè)漏電斷路器。
圖2 1:工作接地2:重復(fù)接地M:用電設(shè)備
3.條件同1,但設(shè)置了漏電斷路器
下面簡(jiǎn)述漏電斷路器的工作原理。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)已修訂其“采用故障電壓動(dòng)作的保護(hù)裝置”的規(guī)定,下面討論的是電流型漏電斷路器。其工作原理是:當(dāng)設(shè)備處于正常工作狀態(tài)下,這時(shí)在漏電斷路器的主要元件零序電流互感器鐵芯中感應(yīng)的磁通為零,其二次側(cè)不生成電流,漏電斷路器不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí),零序電流互感器二次側(cè)被感生出電壓,這個(gè)電壓要形成電流必須有一個(gè)電氣通路,臨時(shí)用電采用的是TN-S接地系統(tǒng),這種系統(tǒng)的特點(diǎn)就是電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地,裝置的外露點(diǎn)可導(dǎo)電部分用PE線與該接地點(diǎn)連接(稱接零保護(hù)系統(tǒng))。因此故障電流的通路是從相線→設(shè)備金屬外殼→設(shè)備外殼的接地線→PE線→系統(tǒng)接地點(diǎn)。當(dāng)故障電流達(dá)到漏電斷路器動(dòng)作,起到保護(hù)作用。可見(jiàn),漏電斷路器要能可靠動(dòng)作必須有一個(gè)電流通路。
3.1裝設(shè)有漏電斷路器,發(fā)生用電設(shè)備外殼帶電,但漏電斷路器失靈。
這種情況在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有發(fā)生,沒(méi)裝設(shè)重復(fù)接地裝置時(shí),用電設(shè)備金屬外殼帶電時(shí),故障電流將沿PE線流向系統(tǒng)接地點(diǎn),由于漏電斷路器不動(dòng)作,只能靠單相短路電流使保護(hù)裝置動(dòng)作,這就要求有足夠大的單相短路電流,如果達(dá)不到斷路器動(dòng)作電流值,用電設(shè)備的金屬外殼就有高于安全電壓的故障電壓存在,特別是當(dāng)PE線很長(zhǎng)時(shí),這是很危險(xiǎn)的。其存在問(wèn)題與前述1中情況一致。設(shè)置了重復(fù)接地裝置后如前述2中的情況,其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
3.2裝設(shè)了漏電斷路器,但在用電設(shè)備與系統(tǒng)接地間PE線斷路,同樣發(fā)生用電設(shè)備金屬外殼帶電。
沒(méi)裝設(shè)重復(fù)接地裝置時(shí),用電設(shè)備金屬外殼帶電,因?yàn)楣收想娏鳑](méi)有電氣通路,漏電斷路器不動(dòng)作,即使用電設(shè)備安裝在地坪上,但由于有很大的接地電阻,對(duì)故障電流來(lái)講幾乎相當(dāng)于開(kāi)路,漏電斷路器不會(huì)動(dòng)作,設(shè)備外殼將帶有較高的危險(xiǎn)電壓。
裝設(shè)了漏電斷路器,同時(shí)安裝了重復(fù)接地裝置,如果仍然發(fā)生用電設(shè)備與系統(tǒng)接地間PE線斷路,發(fā)生了用電設(shè)備金屬外殼帶電。因?yàn)榘惭b了重復(fù)接地裝置,故障電流將從帶電的金屬外殼經(jīng)重復(fù)接地、工作接地構(gòu)成電氣通路,由于重復(fù)接地電阻值和工作接地電阻值的大小是有限制的,因此可以使漏電斷路器動(dòng)作。應(yīng)當(dāng)注意的是這臺(tái)設(shè)備已經(jīng)構(gòu)成TT系統(tǒng),這是與規(guī)范要求不符的,應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理,使之恢復(fù)成TN-S系統(tǒng)。
4.規(guī)范規(guī)定“當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)與外電線路共用同一供電系統(tǒng)時(shí),電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊笞鞅Wo(hù)接零,或作保護(hù)接地。不得一部分設(shè)備作保護(hù)接零,另一部分設(shè)備作保護(hù)接地”。目前,施工現(xiàn)場(chǎng)基本上采用的都是TN-S接地系統(tǒng)。對(duì)于采用TN-S接地系統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng),必須堅(jiān)持整個(gè)系統(tǒng)均為保護(hù)接零。個(gè)別施工現(xiàn)場(chǎng)距生活基地較遠(yuǎn),加之忽略了廚房用電炊具及宿舍內(nèi)用電設(shè)備必須作保護(hù)接零的要求,布線時(shí)沒(méi)有將PE線引到生活區(qū),檢查發(fā)現(xiàn)有關(guān)用電設(shè)備均沒(méi)接PE線,個(gè)別施工單位就自作主張地做一組接地線,引出一根PE線接到用電設(shè)備上,并認(rèn)為這是重復(fù)接地。結(jié)果將這一部分變成TT系統(tǒng),這是不符合規(guī)范要求的。因此在編制臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)時(shí)必須合理地布置線路,保證接地系統(tǒng)成網(wǎng)。
PE線是生命線,必須連接可靠。但施工現(xiàn)場(chǎng)與固定設(shè)施不同,漏電斷路器失靈、損壞使PE線斷路有時(shí)會(huì)因檢查不到而出現(xiàn)故障,這時(shí)重復(fù)接地就是必不可少的后備保護(hù)通路,應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。同時(shí)不能認(rèn)為只要安裝了漏電斷路器就有了漏電保護(hù)功能,要使漏電斷路器發(fā)揮其功能,還必須具備使其發(fā)揮功能的必備條件,因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電設(shè)施的巡視、檢測(cè)是非常重要的。