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【摘要】老、旧住宅楼满足不了当前安全用电需求,事故隐患显见,事故多发,威胁着人民生命财产安全,加速老、旧住宅安全用电维修改造,势在必行。本文对安全用电,进行了简要分析,使人们通俗易懂地了解安全用电常识,原理。
【关键词】接零保护;接地保护;漏电保护开关;负荷;过流
1. 前言
在中、小城市,由于建筑用地相对较松,一些六、七十年代之后建筑的老、旧住宅楼房虽然从结构方面还未达到使用年限,仍在继续使用,但从安全用电方面看,原电气线路存在重大安全隐患,事故多发,远远不能满足当今家庭用电的使用要求,必须进行维修改造。
2. 住宅用电隐患分析
(1)在上世纪八十年代以前建的住宅楼,进户线为三相四线制,户内为单相两线,即只有相线(L)、零线(N),瓷插保险作为户保护控制元件,起短路和过载保护作用,它与电度表一起明装在户内配电板上;户内只设两孔插座及照明。而今随着电灶具、洗衣机、电淋浴、电冰箱、空调等家用电器的普及,必须使用带保护接零的三孔插座,有些用户便把两孔插座换为三孔,但由于户内没有PE线,插座的保护接零端子即为虚设,并未真正起到保护作用,这样如果由于家电故障,外壳带电,人一旦接触用电器,轻则遭电击,重则危及生命。具体分析如图1所示。
若F点带电,外壳电压U就会在人体上,并通过人体与大地形成故障通路,电流流过人体,据I=U/R,如果通过人体的电流超过25~30mA,人就不能摆脱电源,而且持续时间不得超过0.1秒,否则会引起心脏震颤致死。由此可见,老、旧楼用电存在严重不安全隐患,威胁着人民的生命安全,必须尽快改造。
图1
(2)第二阶段的设计是1988年至1995年间,这期间住宅楼供电改为TN- C- S系统,三相五线制,如下图2所示:
PE线的使用使安全系数大大提高,如果用电器发生故障,金属外壳带电,则外壳经PE线直接形成回路,且回路阻抗小,仅为导线本身阻抗,所以故障电流很大,可以使保险熔丝熔断,从而切断电源,避免人身触电事故或电气火灾的发生。
以上两阶段住宅楼共同存在的问题是外线、单元进户线和户内配线的导线截面积小,计量电度表量程小(5~10A)。户绝缘导线为2.5 mm2铝芯线,持续载流量仅为13A,用电功率不足2.8KW;单元进户线为6 mm2铝芯线,持续载流量为24A,根据公式P=k√3 U线I线可知,导线已不能满足当今住户的用电要求,尤其是外线及单元进户线,如果不及时采取措施,继续维持原状态,必将加速导线绝缘老化,导致导线过热,发生短路,引起火灾,酿成重大损失。
图2
(3)第三阶段是1995年以来的住宅楼,重复接地装置是利用基础内钢筋,电阻实测值R≤1Ω,每户使用漏电断路器,这样,即使用电器具有微小漏电(30mA),开关就会保护性地跳闸,克服了单一接零保护的不足,避免一切触电事故的发生。而且外线、单元进线、户配线都相应加大了截面积,电度表也增大至5~20A,用户使用功率达到4KW,能充分满足现在一般家庭用电负荷,用电安全上了一个新台阶,如图3所示。
图3
(4)第四阶段为2001年以来,随着住宅楼户型变化及面积增大到100 m2 ,120 m2,150 m2住宅楼的建设,原有每户开关为20A,家庭用电负荷逐年增加,如微波炉、空调、电淋浴等大功率家用电器的广泛使用,户开关额定电流值明显偏小,要求用户尽量避免大功率电器同时使用,以免过电流引起断路器跳闸,这使用户有时颇觉不便。所以这阶段住宅楼设计每户增加控制回路,空调设专用插座,照明与插座回路分开,并增大进户线截面积,如图4所示:
图4
3. 改造实例
(1)平阳重工职工住宅楼建于上世纪六十年代始,各阶段陆续建楼,1990年以前的楼层多为三至五层,类型不一,户型复杂,住户面积从30~60多平方米不等;对于第一阶段三层住宅楼,原有单元进线为6平方毫米铝芯线,进户线为2.5平方毫米铝芯线,由于室内配线没有接地保护线,对人身安全构成严重威胁,必须采取措施。
图5
(2)从楼房、单元进户线开始,这部分是公共部分,线路及配电箱过载较严重,配电箱内为10A刀闸总开关及3A分户瓷插保险。重新设计供电系统,按规范采用三相五线制,每个楼按规范埋设接地极,接地电阻R≤1Ω,采用40*5镀锌扁钢引至单元配电箱,与零线进行重复接地。单元进线为BV-3*16+1*10,利用原有32毫米钢管从楼顶架空电源线引入二层配电箱,将电度表统一设计在单元配电箱内,原户内配电板安装一漏电保护开关,户进线为BV-2*4+1*2.5,用漏电保护开关DZ47LE,C32,每户可用到6KW负荷,由于大部分住宅户室内都进行了装潢改造,无法统一改造,所以改造仅进行到户配电板。改造难点在暗敷的电线管穿线,若更换,土建难度较大,原配电箱出三趟线,每趟三户为BLV-4*2.5-PVC20。现设计为BV-6*4+3*2.5-PVC20,共9根导线无法穿管;用BV-4*4+1*2.5-PVC20仅5根导线可穿管,功能相同:PE线公用,零线公用,根据电度表原理,电量计量正常。每户电表出线入户为4平方毫米铜芯线,通过用户出线结于公共点与4平方毫米零线接回。这样既达到了设计功能要求,又节省了材料。如下图5。
(3)将电度表设计为载波电度表,这样管理部门可随时掌握每户用电状况,将电费回收率从改造前的70%上升到100%。四、五层住宅楼电气改造与此类似,利用原穿线管及走线路径,投资少。住宅楼改造后使用数年来,再未出现过配电箱过电流失火现象,大大减少了维修量,社会效益和经济效果大,用户达到可靠安全用电。
【关键词】接零保护;接地保护;漏电保护开关;负荷;过流
1. 前言
在中、小城市,由于建筑用地相对较松,一些六、七十年代之后建筑的老、旧住宅楼房虽然从结构方面还未达到使用年限,仍在继续使用,但从安全用电方面看,原电气线路存在重大安全隐患,事故多发,远远不能满足当今家庭用电的使用要求,必须进行维修改造。
2. 住宅用电隐患分析
(1)在上世纪八十年代以前建的住宅楼,进户线为三相四线制,户内为单相两线,即只有相线(L)、零线(N),瓷插保险作为户保护控制元件,起短路和过载保护作用,它与电度表一起明装在户内配电板上;户内只设两孔插座及照明。而今随着电灶具、洗衣机、电淋浴、电冰箱、空调等家用电器的普及,必须使用带保护接零的三孔插座,有些用户便把两孔插座换为三孔,但由于户内没有PE线,插座的保护接零端子即为虚设,并未真正起到保护作用,这样如果由于家电故障,外壳带电,人一旦接触用电器,轻则遭电击,重则危及生命。具体分析如图1所示。
若F点带电,外壳电压U就会在人体上,并通过人体与大地形成故障通路,电流流过人体,据I=U/R,如果通过人体的电流超过25~30mA,人就不能摆脱电源,而且持续时间不得超过0.1秒,否则会引起心脏震颤致死。由此可见,老、旧楼用电存在严重不安全隐患,威胁着人民的生命安全,必须尽快改造。
图1
(2)第二阶段的设计是1988年至1995年间,这期间住宅楼供电改为TN- C- S系统,三相五线制,如下图2所示:
PE线的使用使安全系数大大提高,如果用电器发生故障,金属外壳带电,则外壳经PE线直接形成回路,且回路阻抗小,仅为导线本身阻抗,所以故障电流很大,可以使保险熔丝熔断,从而切断电源,避免人身触电事故或电气火灾的发生。
以上两阶段住宅楼共同存在的问题是外线、单元进户线和户内配线的导线截面积小,计量电度表量程小(5~10A)。户绝缘导线为2.5 mm2铝芯线,持续载流量仅为13A,用电功率不足2.8KW;单元进户线为6 mm2铝芯线,持续载流量为24A,根据公式P=k√3 U线I线可知,导线已不能满足当今住户的用电要求,尤其是外线及单元进户线,如果不及时采取措施,继续维持原状态,必将加速导线绝缘老化,导致导线过热,发生短路,引起火灾,酿成重大损失。
图2
(3)第三阶段是1995年以来的住宅楼,重复接地装置是利用基础内钢筋,电阻实测值R≤1Ω,每户使用漏电断路器,这样,即使用电器具有微小漏电(30mA),开关就会保护性地跳闸,克服了单一接零保护的不足,避免一切触电事故的发生。而且外线、单元进线、户配线都相应加大了截面积,电度表也增大至5~20A,用户使用功率达到4KW,能充分满足现在一般家庭用电负荷,用电安全上了一个新台阶,如图3所示。
图3
(4)第四阶段为2001年以来,随着住宅楼户型变化及面积增大到100 m2 ,120 m2,150 m2住宅楼的建设,原有每户开关为20A,家庭用电负荷逐年增加,如微波炉、空调、电淋浴等大功率家用电器的广泛使用,户开关额定电流值明显偏小,要求用户尽量避免大功率电器同时使用,以免过电流引起断路器跳闸,这使用户有时颇觉不便。所以这阶段住宅楼设计每户增加控制回路,空调设专用插座,照明与插座回路分开,并增大进户线截面积,如图4所示:
图4
3. 改造实例
(1)平阳重工职工住宅楼建于上世纪六十年代始,各阶段陆续建楼,1990年以前的楼层多为三至五层,类型不一,户型复杂,住户面积从30~60多平方米不等;对于第一阶段三层住宅楼,原有单元进线为6平方毫米铝芯线,进户线为2.5平方毫米铝芯线,由于室内配线没有接地保护线,对人身安全构成严重威胁,必须采取措施。
图5
(2)从楼房、单元进户线开始,这部分是公共部分,线路及配电箱过载较严重,配电箱内为10A刀闸总开关及3A分户瓷插保险。重新设计供电系统,按规范采用三相五线制,每个楼按规范埋设接地极,接地电阻R≤1Ω,采用40*5镀锌扁钢引至单元配电箱,与零线进行重复接地。单元进线为BV-3*16+1*10,利用原有32毫米钢管从楼顶架空电源线引入二层配电箱,将电度表统一设计在单元配电箱内,原户内配电板安装一漏电保护开关,户进线为BV-2*4+1*2.5,用漏电保护开关DZ47LE,C32,每户可用到6KW负荷,由于大部分住宅户室内都进行了装潢改造,无法统一改造,所以改造仅进行到户配电板。改造难点在暗敷的电线管穿线,若更换,土建难度较大,原配电箱出三趟线,每趟三户为BLV-4*2.5-PVC20。现设计为BV-6*4+3*2.5-PVC20,共9根导线无法穿管;用BV-4*4+1*2.5-PVC20仅5根导线可穿管,功能相同:PE线公用,零线公用,根据电度表原理,电量计量正常。每户电表出线入户为4平方毫米铜芯线,通过用户出线结于公共点与4平方毫米零线接回。这样既达到了设计功能要求,又节省了材料。如下图5。
(3)将电度表设计为载波电度表,这样管理部门可随时掌握每户用电状况,将电费回收率从改造前的70%上升到100%。四、五层住宅楼电气改造与此类似,利用原穿线管及走线路径,投资少。住宅楼改造后使用数年来,再未出现过配电箱过电流失火现象,大大减少了维修量,社会效益和经济效果大,用户达到可靠安全用电。