低压配电系统工作零线装设开关与用电安全

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   长期以来我国低压配电系统接地保护型式基本上采用接地、零重复接地的保护系统,这是一套保守的安全体系。改革开放以来,随着对外技术交流的增多,引进了不少国外设备,也带来标准上与国际接轨的必要。近些年颁布实施的《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)、《低压配电设计规范》(GB50054-95)等规范和标准,无一不是尽量引用国际电工学会的IEC标准。在低压配电系统接地上也规定了三种型式:TN、TT、IT。这几种接地型式和残余电流保护都涉及到中性线是否装设开关问题。
   1、TN系统中,N线上出现电流已非偶然,无论是三相运行的负荷不平衡,还是电路中拥有的整流及大型可控硅元件,都会使中性线有电流流过,并有可能大大超过单相运行的正常值。长此以往中性线过载,将会造成发热而烧断,引起负载端的中性点电位偏移,而损坏家用电器。在事故情况下,还会危及人身安全。这种现象随家用电器的大量增加而加剧,因此安装四极(二极)开关,让中性线与相线一道切断,起到保护作用尤其重要。
   但是开关作为功能控制器,并不是任何场合都可以切断中性线的,要根据不同的接地保护型式来确定,现分析如下:
   1.1 TN系统
   TN-C系统在各类工业与民用建筑中大量采用,《低压配电设计规范》明确规定:“在TN-C系统中,严禁断开PEN线,不得装设断开PEN线的任何电器。”因此,TN-C系统不应装设四极开关。
   TN-S系统中,标准、规范均未强调中性线严禁装设开关,这时PE线和N线是分开设置的。此时装设四极开关,符合“严禁有开关电器接入保护线”的要求,而PE线又保护着设备的外露导电部分与系统中性接地点相连,满足间接电击保护的要求。保证电源转换的功能性开关无论是单电源还是双电源配电系统,在低压总开关处装设四极开关,可以避免电源转换开关在切换操作时,不同系统中中性线上的电位漂移,使电流走向不致变动或分流,不造成诸如剩余电流保护装置的误动作,而影响正常运行。也满足了规范对整个系统在维护、测试和检修时隔离要求。这些对安全供电都是有利的。
   1.2 TT系统
   该系统的设备外露导电部分已对地进行了直接连接,此时装设四极开关不致切断外壳与PEN线的连接,对三相不平衡电路是有利的。
   1.3 IT系统
   《低压配电设计规范》第4.4.16条:“IT系统不宜引出N线”。IEC标准也“强烈建议IT系统不应配出中性线。”因为某种原因中性线接地后,IT系统则变成TT系统,俩种系统的配电与保护是各不相同的,一旦变动,则原有的保护措施难保可靠。所以,一般IT系统是不引出中性线的。可是某些IT系统中又免不了有单相负荷与照明,因此国内外IT系统中配出中性线的情况还是有的,但要经过特殊处理。
   总之,在IT系统当相线因故障切除,中性也切断才是更可靠的,可避免中性线接地而变成TT系统。对于有中性线配出的IT系统,从安全角度出发,也宜装设四极开关。
   2. 漏电保护器中使用四极开关
   IEC标准第532.2.1条:"剩余电流保护装置必须保证回路中的一切带电导线断开"。另外,我们从漏电保护器的接线要求中不难看出,无论是TN还是TT系统,凡是带电载流导体必须全部通过零序电流互感器的铁芯,这是为了检测泄漏电流,达到保护动作的目的。因此,它的开关就涉及中性线。既或是对于三相平衡负荷,由于系统存在漂移电流,此电流虽小,但往往足以使保护装置误动作。所以,对于具有漏电保护装置的回路应装设四极(二极)开关。
   3. 其他
   3.1 无论是IEC标准,还是国家相关专业规范,都明确规定当相线与中性线的截面相等时,中性线可不设断电装置。规范规定:16mm2及以下相线与中性线的截面皆应采用等截面,而这个范围导线所带负荷大多是末端负荷,它在配电系统中所用开关中占比例很大,因而中性线上可不装设开关的范围很广。
   3.2 从电击危险可能产生的后果来看,某些特殊场所(如浴池、游泳池、洗衣机房等潮湿场所)还是装设四极开关为好。
   近些年随标准、规程规范与国际接轨的步伐加快,一些适应新要求的产品不断被开发生产出来,四极开关、四极断路器、接触器已有不少国内外厂家生产出来,并得到广泛采用,对于用电安全能起到相当的促进作用。
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