配電系統(tǒng)故障與防止電氣火災(zāi)隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)展和用電的不斷增長，近幾年電氣火災(zāi)次數(shù)呈上升趨勢。在配電系統(tǒng)中，良好的接地可以降低接觸電壓，防止電擊事故，但人們對接地設(shè)置不善引起的火災(zāi)危急則熟悉不足。事實(shí)上，用電設(shè)備完善的愛護(hù)接地措施不但對削減電擊事故、愛護(hù)人身和設(shè)備平安特別重要，而且對防止電氣火災(zāi)非常重要。一、低壓接地故障的概念及危害低壓接地故障是指相線與地或與地有連接的導(dǎo)體之間的短路。這些導(dǎo)體包括PEN線；PE線、用電設(shè)備金屬外殼、敷設(shè)的建筑物構(gòu)件等金屬導(dǎo)體，它不包括相線與N線之間的短路，故在低壓配電系統(tǒng)中稱為接地故障以區(qū)分于一般的單相接地。假如設(shè)備外殼未作接地或接地不良，當(dāng)設(shè)備絕緣破損發(fā)生接地故障時(shí)，接地故障電流經(jīng)設(shè)備與地面的自然接觸電阻和電源的接地極電阻流向電源中性點(diǎn)。因自然接觸電阻很大，故障電流很小，不足以使熔斷器和低壓斷路器等電器愛護(hù)動作，而使接地故障點(diǎn)發(fā)生的電火花或是弧得以持續(xù)存在，引燃四周易燃物，釀成火災(zāi)。接地故障的特點(diǎn)是平常隱患不易察覺，一旦引起火災(zāi)，往往故障是一處，起火點(diǎn)是另一處甚至多處，使得火災(zāi)較其他電氣火災(zāi)更嚴(yán)峻。二、接地系統(tǒng)接地形式及防火平安程度低壓配電系統(tǒng)按系統(tǒng)的接地形式可分為如下四類，其防火平安程度不盡相同。2.1TN-C系統(tǒng)如圖1所示，此系統(tǒng)愛護(hù)導(dǎo)體PE線與中性線N線合二為一成PEN線，是原來最廣泛應(yīng)用的方式。但PEN線通過不對稱正常單相負(fù)荷電流及三次諧波電流時(shí)，其在PEN線上產(chǎn)生的壓降將加載在PEN線連接的用電設(shè)備外殼和線路金屬套管上。當(dāng)發(fā)生PEN線斷線或相接地短路故障時(shí)，將產(chǎn)生更高的對地故障電壓。同一系統(tǒng)的PEN線是相通的，某一處的故障電壓可沿PEN線竄至其他場所，就可能消失一或多處起火狀況，所以仍舊很擔(dān)心全。<imgonmousewheel=“returnbbimg(this)”alt=““hspace=0src=“/Manage/UploadFiles_4241/200709/20070918171716932.jpg”onload=resizepic(this)border=0因此，在相負(fù)荷基本平衡的一般企業(yè)，無爆炸危急、火災(zāi)危急性不大、用電設(shè)備較少、用電線路簡潔且平安條件較好的場所，可采納TN-C系統(tǒng)，而有爆炸、火災(zāi)危急的工業(yè)企業(yè)以及井下等特別場所則推舉采納以下系統(tǒng)。2.2TN-S系統(tǒng)如圖2所示，在此系統(tǒng)中PE線與N線是分開的，PE線不通過正常負(fù)荷電流，所以PE線和設(shè)備外殼不帶電位，只在接地故障時(shí)才帶電位。在保證接地愛護(hù)動作牢靠的前提下，在有爆炸危急的電氣裝置(礦井除外)的中性點(diǎn)設(shè)備接地系統(tǒng)中采納TN-S系統(tǒng)。因此，TN-S系統(tǒng)可用于有爆炸危急、火災(zāi)危急性較大或平安要求較高的場所，宜用于獨(dú)立附設(shè)變電站的車間?，F(xiàn)在新的高層建筑及居民小區(qū)已廣泛采納此系統(tǒng)。<imgonmousewheel=“returnbbimg(this)”alt=““hspace=0src=“/Manage/UploadFiles_4241/200709/20070918171718374.jpg”onload=resizepic(this)border=02.3TT系統(tǒng)如圖3所示，此系統(tǒng)設(shè)備金屬外殼用單獨(dú)的接地及接地極，與電源的接地?zé)o聯(lián)系，這一IT系統(tǒng)有本質(zhì)區(qū)分。正常工作時(shí)設(shè)備外殼是地電位，不行能產(chǎn)生電火花或電弧，同時(shí)各設(shè)備金屬外殼各用自己的接地極，PE線都不連通，杜絕了危急故障電壓沿PE線竄入其他地方的可能性。但當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流通過設(shè)備接地極電阻和電源接地極電阻，因而故障回路阻抗較大，故障電流比TN系統(tǒng)小，需要裝設(shè)對接地故障靈敏度高的漏電愛護(hù)器，這是它的缺點(diǎn)。隨著高靈敏漏電愛護(hù)器的不斷問世，克服了過去TT系統(tǒng)愛護(hù)不行靠的問題。<imgonmousewheel=“returnbbimg(this)”alt=““hspace=0src=“/Manage/UploadFiles_4241/200709/20070918171718175.jpg”onload=resizepic(this)border=02.4IT系統(tǒng)如圖4所示，此系統(tǒng)中性點(diǎn)是對地絕緣的(或經(jīng)阻抗接地)，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流為非故障相的對地電容電流，故障接觸電壓不超過50V，不會產(chǎn)生電火花或電弧，故一般場所不要求切斷故障回路，只需準(zhǔn)時(shí)消退故障回路，所以IT系統(tǒng)多用于煤礦等對防火有特別要求的場所，但它不宜配出中性線，以避開故障無法檢查。另外，此系統(tǒng)對電壓設(shè)備耐壓要求也較高，這是它的缺點(diǎn)。<imgonmousewheel=“returnbbimg(this)”alt=““hspace=0src=“/Manage/UploadFiles_4241/200709/20070918171718587.jpg”onload=resizepic(this)border=0三、避開接地故障引起電氣火災(zāi)的措施3.1火災(zāi)(爆炸)危急環(huán)境接地和接零除生產(chǎn)上有特別要求的以外，一般環(huán)境不要求接地(或接零)的部份仍應(yīng)接地(或接零)。例如，在不良導(dǎo)電地面處，溝通380V及其以下、直流440V及其以下的電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電的金屬外殼，溝通127V及其以下、直流110V及其以下的電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電的金屬外殼，還有安裝在已接地金屬結(jié)構(gòu)上的電氣設(shè)備，以及敷設(shè)有金屬包皮且兩端已接地的電纜用的金屬構(gòu)架均應(yīng)接地(或接零)，而且全部接地(或接零)要有整體性連接。單相設(shè)備的工作零線應(yīng)與愛護(hù)接地線分開，相線和工作零線均應(yīng)裝有短路愛護(hù)元件，并裝設(shè)雙極開關(guān)同時(shí)操作相線和工作零線。3.2重復(fù)接地及等電位連接等電位連接有總等電位連接和幫助電位連接兩種?？偟入娢贿B接是在建筑物電源進(jìn)線處將PE線、接地干線、總水管等相連接。而將用電設(shè)備與鄰近的水暖管道、建筑構(gòu)件和電氣設(shè)備外殼直接連接，形成局部的等電位為幫助等電位連接。等電位連接由于設(shè)備外殼和裝置外導(dǎo)電部分以及地面的電位同時(shí)提高，降低了接地故障時(shí)的接觸電壓，削減了因打火或電弧引起的火災(zāi)事故。3.3TN系統(tǒng)必需安裝堅(jiān)固就防火而言，TN系統(tǒng)的程度較差，但它的故障回路阻抗較小，故障電流大，愛護(hù)電器動作靈敏簡潔，所以是我國一般場所廣泛采納的接地系統(tǒng)。對于TN-C系統(tǒng)，假如PEN線不堅(jiān)固，發(fā)生斷路，若斷在三相電路的主干線上，斷開點(diǎn)后因三相負(fù)荷不平衡，負(fù)荷中性點(diǎn)將偏移，造成各相電壓大幅度偏高或降低，從而損壞用電設(shè)備；若斷在單相線路上則220V相電壓將通過設(shè)備內(nèi)線組延長到設(shè)備外殼上，造成更大的火災(zāi)和電擊危急。因此，按機(jī)械強(qiáng)度要求選擇導(dǎo)線截面。架空線路不應(yīng)采納單芯鋁線，而應(yīng)采納鋁絞線，其截面積應(yīng)不小于35m2，引入線截面積不小于10mm2。不論導(dǎo)線材質(zhì)，建筑物內(nèi)敷設(shè)PE(PEN)線最小截面積在套管時(shí)均為2.5mm2，不套管時(shí)均為4mm2。不論相線截面積為多少，主干線路的PEN面積不應(yīng)小于10mm2。3.4接地回路愛護(hù)設(shè)置(1)N系統(tǒng)中，如PEN線(TN-C系統(tǒng))或PE線(TN-S系統(tǒng))截面積過小，線路愛護(hù)電器往往不能愛護(hù)它。當(dāng)通過大接地故障電流時(shí)，引線可能燒至熾線以至熔斷，很簡單引起火災(zāi)。故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為了保證PE(PEN)線短路時(shí)的熱穩(wěn)定，P≤E(PEN)線最小截面積應(yīng)如下表所示。<imgonmousewheel=“returnbbimg(this)”alt=““hspace=0src=“/Manage/UploadFiles_4241/200709/20070918171718420.jpg”onload=resizepic(this)border=0(2)低壓接地故障愛護(hù)電器的選用：①TN系統(tǒng)。依據(jù)TN系統(tǒng)特點(diǎn),TN系統(tǒng)的地故障多為金屬性短路，故障電流較大，可利用原來做過負(fù)荷愛護(hù)和短路愛護(hù)的過電流愛護(hù)電器(如熔斷器、低壓斷路器)兼做接地故障愛護(hù)；若線路較長、導(dǎo)線截面積較小，經(jīng)計(jì)算，過電流愛護(hù)電器不能滿意切斷接地故障電路的時(shí)間要求時(shí)，則應(yīng)采納帶接地故障愛護(hù)的斷路器或漏電愛護(hù)器，此時(shí)需設(shè)置特地的PE線。②TT系統(tǒng)。TT系統(tǒng)的故障電流較小，過電流愛護(hù)常難滿意靈敏度要