七、配電線路的電氣防火保護
配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備由于絕緣老化、損壞或其他原因,可能發(fā)生各種故障和不正常的工作狀態(tài)。其中最常見的是短路故障(包括接地故障)及線路的長期過載。當(dāng)電氣線路發(fā)生故障時,必須迅速切故障,縮小故障的時間和范圍,同進也降低了電氣線路火災(zāi)的幾率。
1、配電線路應(yīng)設(shè)過負荷保護電氣線路短時過載是正常的,如電動機起動時間不長,不會超過母線槽、電纜、電線的允許溫升,也不會對線路造成損害。輕微的過負荷如果時間較長,也將對線路的絕緣、接頭、端子造成損害。導(dǎo)體的絕緣由于長期過負荷,將會長時間超過允許溫升,導(dǎo)體絕緣將會加速老化,綜合短絕緣導(dǎo)體的使用壽命。嚴重的過負載,如100%過負載時,會使絕緣在短時間內(nèi)軟化變形,介質(zhì)損耗增大,耐壓水平降低,導(dǎo)致電氣線路短路,引起火災(zāi)。過負載保護的目的也在于防止短路和接地故障的發(fā)生。
中華人民共和國強制性標準GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》第4.3.4條過負載保護電器動作特性應(yīng)同時滿足下列條件。
IB≤In≤Iz—(1)
I2≤1.45Iz—(2)
式中IB--線路計算負載電流(A);
In-熔斷器熔體額定電流或斷路器額定電流或整定電流(A);
Iz-導(dǎo)體允許持續(xù)載流量(A);
I2-保證保護電器可靠動作的電流(A)。當(dāng)保護電器為低壓斷器時,I2為約定時間內(nèi)的約定動作電流;當(dāng)為熔斷器時,I2為約定時間內(nèi)的約定熔斷電流。
2、配電線路應(yīng)設(shè)短路保護配電線路不僅要考慮正常運行情況,而且要考慮發(fā)生故障時的非正常運行狀態(tài),最嚴得的是發(fā)生短路故障。所謂短路故障是指配電線路中,不同相或相與中性線的絕緣導(dǎo)體,直接金屬性連接或經(jīng)過小阻抗接在一超。配電線路短路時,如不在短路電流對導(dǎo)體和連接件產(chǎn)生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷短路電流,那么短路電流會迅速使電氣線路的絕緣軟化甚至燃燒。其導(dǎo)體、電流、電火花的高溫,如電氣線路近旁有易燃物質(zhì)也將會引燃起火。因此線路的電流側(cè)都裝有熔斷器或低壓斷路器等保護電器,正是為了在短咱時能迅速切斷線路的電源,避免火災(zāi)的發(fā)生。配電線路采用的上、下級保護電器,其動作除應(yīng)具有選擇性外,還要使保護電器與電氣線路的導(dǎo)線和電纜相匹配。如保護電器整定值選得過大而不匹配,即使線路短路將絕緣燃燒,保護電器仍不會動作。《低壓配電設(shè)計規(guī)范》第4.2.2條絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定校驗應(yīng)符合下列規(guī)定。
當(dāng)短路持續(xù)時間不大于5S時,絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定應(yīng)接下式進行校驗:
S≥I/K√t(1)其中:s-絕緣導(dǎo)體的線芯截面(mm);I-短路電流有效值(均方根值A(chǔ));t-在已達到允許最高持續(xù)工作溫度的導(dǎo)體內(nèi)短路電流持續(xù)作用的時間(S);k-不同絕緣的計算系數(shù)。
將(1)式變換為:SK≥It(2)
(1)式應(yīng)不大于短路持續(xù)時間5S,否則由于熱量傳導(dǎo),幅射會影響溫升,另外也不選用短路持續(xù)時間小于0.1s,因為這時要計入短路電流的非周期分量對溫升的影響;(2)式已計入非周期分量。因此,在設(shè)計時對低壓配電線路用計算電流選用導(dǎo)體截面時應(yīng)選上限,在滿足性能價格比的情況下,可放大1-3級,以利近期五年遠期十五年線路上的用電規(guī)劃,更有利于防止電氣線路過負荷的發(fā)生,也相應(yīng)地延長了線路的使用壽命。
3、配電線路應(yīng)裝設(shè)漏電保護器
對于防接地故障和等電位方面的理論已詳細介紹過,這里不再贅述。為防止接地故障引起火災(zāi)除建筑物內(nèi)將可導(dǎo)電的金屬體作總等電位和輔助等電位聯(lián)結(jié)外。為減少接地故障引起的電氣火災(zāi)危害,而在民用建筑的電源進戶側(cè),設(shè)置四刀開關(guān),并地四刀電源開關(guān)之后加裝漏電電流動作保護器,其額定動作電流I△m≤300mA-500mA。電源側(cè)裝設(shè)的漏電電流動作保護器的作用,一是防止接地故障引起火災(zāi),二是防止人身電擊危害的第二道防線。對于多級裝設(shè)的漏電電流保護器,前后級在時限上應(yīng)有選擇性。
八、結(jié)束語
我國民用建筑電氣線路火災(zāi)防范的理論與經(jīng)濟發(fā)達國家有不小的差距,問題也較多,應(yīng)積極向經(jīng)濟發(fā)達的國家和IEC標準靠攏。努力學(xué)習(xí)經(jīng)濟發(fā)達國家的先進防火理論和實踐,結(jié)合國情把電氣線路的火災(zāi)減少到最低程度。另外,設(shè)計人員不參加各階段和竣工驗收,政府各職能部門不了解設(shè)計意圖和工程設(shè)計的全過程,也是導(dǎo)致重大電氣火災(zāi)及電擊事故的重要因素之一,應(yīng)引起各級政府主管部門的高度重視。