（建筑电气论文）住宅电气故障分析及其改进设计.docx

住宅电气故障分析及其改进设计摘 要 例举了住宅居民用电中发生的一些电气故障，分析了造成事故的原因， 提出了在电气设计方面需要注意的若干事项及改进措施。关键词 电气故障 接触电阻 漏电保护近年来住宅用电负荷不断增长，造成电气线路长时间处于过载状态,导致绝 缘老化，电气事故不断发生。据消防部门统讣我国电气火灾已位居火灾成因之首, 其中住宅电气火灾占全部火灾的50 %以上。随着现代社会文明程度的提高，人们不仅对用电安全提 出很高要求，而且对可靠连续供电的要求也越来越高。1 电气故障及其原因分析11故障例举例1 ：某住宅入户处装有漏电断路器,但经常跳闸。测量户内电气线路无漏电，将 漏电断路器的输出线路脱开，该断路器仍跳闸，因此断定为漏电断路器岀故障。在 拆卸断路器时看到出线桩头处胶木底座酥刮后有粉状物，表明漏电断路器出 线端子因接触电阻过大造成热过载，使得胶木碳化漏电所致。经过刮除碳化部分， 漏电断路器恢复正常工作。例2 : 一住宅卫生间电淋浴器连续使用后，线路发生断电故障。检查发现断电位置 在卫生间吊顶内,该吊顶内有几个照明回路导线交叉纵横,电淋浴器的导线也是 从此接入,且接入导线截面偏小，接线处缠绕的胶布已烤焦脱落，导线经高温氧化, 接线头已被熔断。幸而吊顶材料为石膏板，否则可能引发电气火灾,故障原因是由 于接头处接触电阻热过载引起。例3 :在某高档住宅设计屮，住户配电系统采用如图1所示接线方式。mi住户配电ji住宅搂总进岐 四极斷路黑1 带漏电出件mA延时仏0 25$ I XT/ L I I J I4I1A“爲A门、厂伎户配电箱L40山1爲2125A/2I山30总进线处设总漏电断路器，漏电动作电流整定为300mA ,并带0. 25 s的延时（实 际做法为断路器+带延时的漏电附件），住户配电箱内照明和空调插座回路未设 漏电开关,其他插座回路设有漏电开关。大楼投入使用后，就发生了多起全楼停电 事故，住户投诉到物业管理处，物业管理处也无能为力，因为漏电断路器动作跳闸 后，故障点很难定位，如图1中d1、d2、d3任一点处发生接地故障，总漏电断路器就要动作。在未查 清故障点并排除故障以前，很难合闸,只能全部拉闸后一级一级试投来确定故障 部位。图1住宅配电系统1. 2 故障原因分析分析例1、例2电气故障不难发现接触电阻过大是造成故障的主要原因。接触电 阻与接触压力、接触面积、环境状况及导体材质有关，并且接触电阻是动态的， 与电热效应成正比1 。接触电阻过大，就会造成结点处热过载,尤其在大负荷 状态下，电流大，结点处局部温度很高，极易发生短路、断路或引燃邻近易燃物品, 从而引发电气火灾。结点处的热过载和导线电流过载性质完全不同，导线电流过 载后，则该回路的断路器会起保护作用，而结点处热过载在导线电流值正常情况 下也能引发电气故障甚至火灾。例3事故在很多楼内能发生，这说明在总进线处设总漏电断路器有一定的问题。 总进线处设漏电断路器之后，整个住宅楼内的配电线路和电器设备均纳入了它的 保护范围内。按低压配电设计规范第4. 4. 22条规定，多级装设的漏电电流 动作保护器,应在时限上有选择性配合。因此,总进线漏电断路器往往设有延时， 一般取0. 25 min0. 30 mi n，照明和空调插座冋路不设防电击漏电保护装置,但这并不能保证这些设备和线路不会发生 接地短路(漏电)故障，一旦这些地方发生接地故障,当接地故障电流达不到本回 路上所设的断路器(MCB)的瞬动电流值时,MCB不会瞬动切断故障线路，而总进线漏电断路器可能 会动作，使整个住宅楼停电，从而扩大了故障范围。2 电气开关选型不当造成电气故障近几年我国电气事业发展日新月异，新产品层岀不穷,但一些设计单位和施 工安装单位往往并没弄清电气开关的特性而随意选用。比如，有些漏电断路器并 无过载和短路特性，用在户内回路上，如果户内发生非接地过载和短路时,漏电断 路器的零序互感器无泄漏电流，漏电脱扣器就不会动作，这势必会造成严重后果。 类似情况还有设计者在各插座冋路上选用无过载和短路保护性能的漏电断路器， 在入户进线处选用断路器作过载短路保护。由于入户断路器的额定电流值往往比 户内回路的额定电流值高出几级，这就会造成户内某一回路电流过载情况很严重 时,入户断路器却不动作，该分支回路的导线及漏电断路器很可能被烧毁，甚至酿 成事故。其次，有些设计者为图省事,每回路导线型号单一，往往造成有些回路导线截面偏 小不合实际要求;有些设计则是上下级联的额定电流失配，未经验算。再者，不少 住户及装修队伍由于不懂电气安全知识，家居装修时随:逬更换断路器和导线，却 弄不清应选多大额走电流值的断路器配多大截面的导线。3 住宅电气设计的改进我们已经知道结点处接触电阻大会造成热过载，引发电气故障;总进线设漏电断 路器存在一定的问题;电气开关的选用必须了解其特性，正确使用，否则也会引发 电气故障。因此，笔者提出下述几点建议和改进措施。3. 1 近年来家电品种日益增多，家电设备负荷趋大，如电淋浴器、电炒锅、家 用空调、饮水机、微波炉等，住宅设计规范规定，每户负荷按25 kW410 kW 设计就显得很不够,建议按610 kW810 kW甚至1010 kW设计。3. 2 现在居民家屮电器很多，因而希望户内插座多多益善，而以前居民住宅内 插座数量过少，居民家中插接板用的较多，很不安全。在美国，电气法规规走墙上 两插座间的距离不许超过3. 6 m ,其家用电器规定电源线不小于1. 8 m ,家用电器买来，左边插座够 不着，右边的插座一定能插丄，买的电气产品和工程配合，而我国的住宅设计规范 规定的室内插座数量偏少。笔者建议应当扩大插座数量，卧室、起居室设置4组5组,厨房、卫生间设 置2组，其余各处也适当增加。3. 3 分支冋路数应当增加，线路截面积应适当留有裕量。以前的住宅分支冋路 数少，每回路所带负荷增大,实际上等于减少了线路截面，其结果同样是线路温升 增加。分支回路数增加，相当于减少每回路的阻抗，这对降低住宅谐波电压，减少谐波危害也是十分有 利的。回路数增加后，就有条件将产生谐波的非线性负荷电器和对谐波敏感的电 器做到分冋路供电。这样非线性负荷谐波电流在其分支冋路的阻抗上产生的谐波 电压就不能危害到另一回路的敏感电器。笔者建议每户住宅回路数不低于5回路 面积大的住宅回路数应更多。线路截面积偏小的后果是电线发热加剧、绝缘老化 加速,易导致线间短路和接地故障，引起电气火灾和人身电击事故。线路截面积适 当留有裕量，还能满足今后的负荷增大和电气安全的要求。3. 4 虽然住宅设计规范规定总进线处设总漏电断路器，但笔者认为应将防电 气火灾的重点放在每套住宅内部,即总进线不设防电气火灾用漏电断