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摘要： 民用建筑电气安全与人民群众生命财产安全密切相关，防范因电气过载或短路造成的火灾事故是电气工程施工全过程质量控制的主要任务之一。电气线路过载与短路是相互关联的，一般情况下都是因为过载才造成短路。民用建筑内的电气设备种类繁多，运行时间长，开断频率高，出现过载的机率很大，所以预防电气线路过载是避免电气火灾发生的主要措施。
关键词：线路过载 火灾成因 保护装置 防范对策
近几年来，随着全国各地民用住宅建设步伐加快，以及人民生活水平提高，居民家用电器的种类和功率较以前有很大变化。民用建筑的单户用电额定量和建筑总用电量都在逐渐增加，出现线路过载的机率也越来越大，由此引发的民用建筑发生电气火灾次数比其它类型建筑高出很多。
一、电气线路过载的表现形式
1.1 导线过载
由于历史原因，我国的民用建筑电气线路负荷设计估值普遍偏小，随着人民群众生活水平的不断提高，居民用电负荷越来越大，经常会造成导线过载。导线过载原因主要有两方面：
一是民用住宅用电负荷存在着不均衡和多变性，使得拟建住宅整栋总电量难以准确估算，导致配电干线截面与负载电流不匹配。而设计人员在设计电气线路时，受到各种因素的束缚，不能准确预留足够的发展余量；
二是在项目建设策划阶段，业主方对工程设计要求不具体，提供的数据不确切，造成电气专业设计存在住户配电箱内设置的分支回路少，配线截面小，以及房间内插座数量少等问题。
1.2 断路器过载
在民用建筑配电系统中，各级配电箱内装设了不同规格的塑壳断路器或微型断路器。当分散的负荷电流汇集到配电箱后形成较大电流后，就可能造成断路器过载。当断路器负载电流持续超过额定电流一定程度时，开关触点会被融化，可能导致断路器跳闸甚至烧毁。
造成断路器过载的原因很多，其中最主要原因是断路器配置不合适，上下级断路器的瞬间脱扣器整定电流值设定不合理，不能实现保护作用。其次的原因是断路器自身质量问题，也会造成断路器过载的假象，甚至烧毁断路器。
1.3 综合性过载
其实，造成民用建筑电气线路过载的因素还有很多如线路电压电流的波动、线路施工、供电问题等情况都会不同程度上造成线路过载。还有一种情况，就是谐波电流引起的电气线路过载。由于现代电子技术的发展，家用微波炉、电视、电脑等电子类电器日益普及，住宅内非线性负荷使用较多。现在常常发现在三相负荷平衡回路中的中性线电流接近或大于相线电流，引起断路器跳闸。有些极端情况下，甚至被烧坏一些家用电器。
二、电气线路过载的危害及火灾成因
一般来说，电气线路发生事故时，基本上是线路负荷过载在先，线路短路在后，当然也有特殊情况存在。而在现实生活中，对火灾原因的分析时，我们常常把线路的短路和过载同样定义为导致火灾的原因。这样做的弊端是可能会使发生火灾的事实真象混淆，而忽视火灾事故的根本原因。对于电气线路过载引发的火灾，还是有必要进行具体分析，按实际情况区别对待的。
2.1 导线过载会使导线温度升高，加速絕缘老化。严重过载时，会对导线绝缘层、接头端子或周围物体造成损害。一般导线过载不一定直接起火，而是在引起线路短路后起火。据统计，民用建筑（特别是老旧建筑）发生的火灾中，因电气线路长期过载而引发的电气火灾居多。
2.2 断路器过载的危害很大，直接危害就是导致断路器跳闸，而每一次跳闸都会引起弧光，跳闸次数多了断路器就会损坏，进而可能造成电气火灾事故。还有一种过载情况是线路中的运行电流长期超过或接近断路器的额定电流，这种状态会使断路器触头熔化或烧毁，甚至会引起配电箱内发热燃烧，造成电气火灾。
2.3 对于电气线路的综合性过载情况，其导致危害的情况很复杂。轻微的是对家用电器造成损坏，严重时可能会造成火灾。所以对因家用电器使用不当，或者使用有质量问题的家用电器导致电气线路过载的情况，还是要引起我们足够重视的。
三、电气线路过载的防范对策
3.1 电气线路过载的防范对策是多方面的，首先应从设计角度对民用建筑用电负荷做全面考虑，既要明确当下用电的实际需要，还要以后居民用电的发展趋势。电气线路设计时，要合理确定导线的截面积，从根本上防范线路过载情况的出现。
在配电系统设计中，选择电缆截面的必要条件有两方面，既要满足过负荷保护条件，又要满足短路保护要求。如何选择配电电缆截面，《低压配电设计规范》GB50054-2011为我们提供了明确的理论依据，可以通过以下两组公式推算。
3.1.1 从过负荷保护角度选择电缆截面，应符合如下条件：
① IB≤In≤Iz
② I2≤1.45Iz
式中：IB为回路计算电流（A）；
In为断路器额定电流（A）；
Iz为导体长期持续截流量（A）；
I2为保护断路器可靠动作的电流（A）。
3.1.2 导体截面的选择时，还应对导体短路电流产生的热稳定校验，根据本规定3.2.14条给出的公式如下：
式中：S为保护导体的截面积（㎜2）；
I为通过保护电器的预期故障电流或短路电流（A）；
K为本规范规定的系数；
t为设定的保护电器自动切断电流的动作时间（t≤5s）。
3.2 随着现代电气技术发展，新型的电气控制设备更新换代比较快。电气新产品的研发为解决电气线路过载问题，提供了更多方案及设备选择参考。因此要在做好经济分析的基础上，合理设置电气线路的过负荷、过压或欠压保护装置。
四、过载保护装置的设置及选用
4.1 电气线路负荷过载可能性分析
目前，我国民用建筑总电源是采用三相四线制供电方式，而住户室内配电箱则基本采用单相电源进线。在这种配电系统内，可能出现过载情况大致有如下几个环节。 4.1.1由于区域负荷变化影响，造成市电供电电网的电压波动，有时可能会超出电力管理部门调控的范围。过高电压作用在住宅建筑的总电源处，致使总开关过电压跳闸。
4.1.2居民用电总是存在个体差异性的，这样势必会造成总电源箱内三相不平衡。在三相不平衡状态下，可能会出现两种过载情况。一种是某一相或二相过载，另一种是N线过载，通过很大电流。
4.1.3还有一种情况值得我们注意，就是在三相四线制配电系统中，我们通常选用四极断路器（即4P空气开关）。它的动作顺序是先通断相线，然后通断零线，因此零线是不带负载的情况下动作的。断路器在环境因素影响下，触点会出现腐蚀、氧化及污染的现象，形成较大的接触电阻，又称膜阻，从而降低触点的导电性，严重时会导致N极不导电。在三相不平衡状态下，可能出现相线过电压或欠电压，使得用电设备不能正常运行甚至损坏。
4.2 过载保护电器设置的原则
通过对民用建筑电气线路过载的危害分析，我们明确了电气线路过载保护的必要性。根据用电环境不同，过载保护有两种方案可以选择。一是针对电气线路过负荷的保护，二是为了保障供电可靠性所采取的保护措施。
对于上述第一种情况，我们在选用微型断路器时，要附带过负荷保护脱扣器。而在重点控制第二种情况带来的危害时，则要附带过、欠电压保护电器。根据JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》中6.3.2条的规定：“每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器”。结合民用建筑用电具体情况，设置过、欠电压保护装置主要有两种方式。一种是设置三个单相的过、欠电压保护电器，另一种是设置一个三相过、欠电压保护电器。
5.3 过载保护电器的选型
现在生产过、欠电压保护电器的厂家有很多，但在选型时不能单纯从价格和普适功能方面考虑。有些线路过载是暂时性的，如果过、欠电压保护电器过分灵敏，会使供电可靠性降低。有时可能是某一相过载，而另外一相正常，如果过、欠电压保护电器按三相断开动作，就不合适了。所以我们在过、欠电压保护电器选型时，尽量选择智能型的。
结束语：
民用建筑电气的安装质量和运行安全与广大居民的生活息息相关，电气线路火灾防范也是各部门日常消防工作的重点。要树立全民用电安全意识，尽量避免电气线路过载，提倡使用安全型家用电器。努力扩大过、欠电压保护装置的应用范围，切实保证供电运行正常，防止电气火灾事故发生。
参考文献
⑴ 中机中电设计研究院有限公司，低压配电设计规范，GB50054-2011。
⑵ 蔣清，广东土木与建筑，浅谈电气线路的短路起火和线路过载，2004年，第4期。
⑶ 中国建筑标准设计研究院，《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011。
⑷ 黄家室，建筑电气，住户用电过、欠电压保护，2013年，第11期。
关键词：线路过载 火灾成因 保护装置 防范对策
近几年来，随着全国各地民用住宅建设步伐加快，以及人民生活水平提高，居民家用电器的种类和功率较以前有很大变化。民用建筑的单户用电额定量和建筑总用电量都在逐渐增加，出现线路过载的机率也越来越大，由此引发的民用建筑发生电气火灾次数比其它类型建筑高出很多。
一、电气线路过载的表现形式
1.1 导线过载
由于历史原因，我国的民用建筑电气线路负荷设计估值普遍偏小，随着人民群众生活水平的不断提高，居民用电负荷越来越大，经常会造成导线过载。导线过载原因主要有两方面：
一是民用住宅用电负荷存在着不均衡和多变性，使得拟建住宅整栋总电量难以准确估算，导致配电干线截面与负载电流不匹配。而设计人员在设计电气线路时，受到各种因素的束缚，不能准确预留足够的发展余量；
二是在项目建设策划阶段，业主方对工程设计要求不具体，提供的数据不确切，造成电气专业设计存在住户配电箱内设置的分支回路少，配线截面小，以及房间内插座数量少等问题。
1.2 断路器过载
在民用建筑配电系统中，各级配电箱内装设了不同规格的塑壳断路器或微型断路器。当分散的负荷电流汇集到配电箱后形成较大电流后，就可能造成断路器过载。当断路器负载电流持续超过额定电流一定程度时，开关触点会被融化，可能导致断路器跳闸甚至烧毁。
造成断路器过载的原因很多，其中最主要原因是断路器配置不合适，上下级断路器的瞬间脱扣器整定电流值设定不合理，不能实现保护作用。其次的原因是断路器自身质量问题，也会造成断路器过载的假象，甚至烧毁断路器。
1.3 综合性过载
其实，造成民用建筑电气线路过载的因素还有很多如线路电压电流的波动、线路施工、供电问题等情况都会不同程度上造成线路过载。还有一种情况，就是谐波电流引起的电气线路过载。由于现代电子技术的发展，家用微波炉、电视、电脑等电子类电器日益普及，住宅内非线性负荷使用较多。现在常常发现在三相负荷平衡回路中的中性线电流接近或大于相线电流，引起断路器跳闸。有些极端情况下，甚至被烧坏一些家用电器。
二、电气线路过载的危害及火灾成因
一般来说，电气线路发生事故时，基本上是线路负荷过载在先，线路短路在后，当然也有特殊情况存在。而在现实生活中，对火灾原因的分析时，我们常常把线路的短路和过载同样定义为导致火灾的原因。这样做的弊端是可能会使发生火灾的事实真象混淆，而忽视火灾事故的根本原因。对于电气线路过载引发的火灾，还是有必要进行具体分析，按实际情况区别对待的。
2.1 导线过载会使导线温度升高，加速絕缘老化。严重过载时，会对导线绝缘层、接头端子或周围物体造成损害。一般导线过载不一定直接起火，而是在引起线路短路后起火。据统计，民用建筑（特别是老旧建筑）发生的火灾中，因电气线路长期过载而引发的电气火灾居多。
2.2 断路器过载的危害很大，直接危害就是导致断路器跳闸，而每一次跳闸都会引起弧光，跳闸次数多了断路器就会损坏，进而可能造成电气火灾事故。还有一种过载情况是线路中的运行电流长期超过或接近断路器的额定电流，这种状态会使断路器触头熔化或烧毁，甚至会引起配电箱内发热燃烧，造成电气火灾。
2.3 对于电气线路的综合性过载情况，其导致危害的情况很复杂。轻微的是对家用电器造成损坏，严重时可能会造成火灾。所以对因家用电器使用不当，或者使用有质量问题的家用电器导致电气线路过载的情况，还是要引起我们足够重视的。
三、电气线路过载的防范对策
3.1 电气线路过载的防范对策是多方面的，首先应从设计角度对民用建筑用电负荷做全面考虑，既要明确当下用电的实际需要，还要以后居民用电的发展趋势。电气线路设计时，要合理确定导线的截面积，从根本上防范线路过载情况的出现。
在配电系统设计中，选择电缆截面的必要条件有两方面，既要满足过负荷保护条件，又要满足短路保护要求。如何选择配电电缆截面，《低压配电设计规范》GB50054-2011为我们提供了明确的理论依据，可以通过以下两组公式推算。
3.1.1 从过负荷保护角度选择电缆截面，应符合如下条件：
① IB≤In≤Iz
② I2≤1.45Iz
式中：IB为回路计算电流（A）；
In为断路器额定电流（A）；
Iz为导体长期持续截流量（A）；
I2为保护断路器可靠动作的电流（A）。
3.1.2 导体截面的选择时，还应对导体短路电流产生的热稳定校验，根据本规定3.2.14条给出的公式如下：
式中：S为保护导体的截面积（㎜2）；
I为通过保护电器的预期故障电流或短路电流（A）；
K为本规范规定的系数；
t为设定的保护电器自动切断电流的动作时间（t≤5s）。
3.2 随着现代电气技术发展，新型的电气控制设备更新换代比较快。电气新产品的研发为解决电气线路过载问题，提供了更多方案及设备选择参考。因此要在做好经济分析的基础上，合理设置电气线路的过负荷、过压或欠压保护装置。
四、过载保护装置的设置及选用
4.1 电气线路负荷过载可能性分析
目前，我国民用建筑总电源是采用三相四线制供电方式，而住户室内配电箱则基本采用单相电源进线。在这种配电系统内，可能出现过载情况大致有如下几个环节。 4.1.1由于区域负荷变化影响，造成市电供电电网的电压波动，有时可能会超出电力管理部门调控的范围。过高电压作用在住宅建筑的总电源处，致使总开关过电压跳闸。
4.1.2居民用电总是存在个体差异性的，这样势必会造成总电源箱内三相不平衡。在三相不平衡状态下，可能会出现两种过载情况。一种是某一相或二相过载，另一种是N线过载，通过很大电流。
4.1.3还有一种情况值得我们注意，就是在三相四线制配电系统中，我们通常选用四极断路器（即4P空气开关）。它的动作顺序是先通断相线，然后通断零线，因此零线是不带负载的情况下动作的。断路器在环境因素影响下，触点会出现腐蚀、氧化及污染的现象，形成较大的接触电阻，又称膜阻，从而降低触点的导电性，严重时会导致N极不导电。在三相不平衡状态下，可能出现相线过电压或欠电压，使得用电设备不能正常运行甚至损坏。
4.2 过载保护电器设置的原则
通过对民用建筑电气线路过载的危害分析，我们明确了电气线路过载保护的必要性。根据用电环境不同，过载保护有两种方案可以选择。一是针对电气线路过负荷的保护，二是为了保障供电可靠性所采取的保护措施。
对于上述第一种情况，我们在选用微型断路器时，要附带过负荷保护脱扣器。而在重点控制第二种情况带来的危害时，则要附带过、欠电压保护电器。根据JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》中6.3.2条的规定：“每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器”。结合民用建筑用电具体情况，设置过、欠电压保护装置主要有两种方式。一种是设置三个单相的过、欠电压保护电器，另一种是设置一个三相过、欠电压保护电器。
5.3 过载保护电器的选型
现在生产过、欠电压保护电器的厂家有很多，但在选型时不能单纯从价格和普适功能方面考虑。有些线路过载是暂时性的，如果过、欠电压保护电器过分灵敏，会使供电可靠性降低。有时可能是某一相过载，而另外一相正常，如果过、欠电压保护电器按三相断开动作，就不合适了。所以我们在过、欠电压保护电器选型时，尽量选择智能型的。
结束语：
民用建筑电气的安装质量和运行安全与广大居民的生活息息相关，电气线路火灾防范也是各部门日常消防工作的重点。要树立全民用电安全意识，尽量避免电气线路过载，提倡使用安全型家用电器。努力扩大过、欠电压保护装置的应用范围，切实保证供电运行正常，防止电气火灾事故发生。
参考文献
⑴ 中机中电设计研究院有限公司，低压配电设计规范，GB50054-2011。
⑵ 蔣清，广东土木与建筑，浅谈电气线路的短路起火和线路过载，2004年，第4期。
⑶ 中国建筑标准设计研究院，《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011。
⑷ 黄家室，建筑电气，住户用电过、欠电压保护，2013年，第11期。