家居住宅电气设计分析及其控制措施
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科 技 论 坛
・ ３ ３・
家居住宅 电气设 计分析及其控措施
李铁款 陈发培 （ 广东电网公 司佛 山高明供 电局， 广东 佛山 ５ ２ ８ ５ ０ ０ ）
摘 要： 家居 用电安全 涉及 千家万户 ， 为提供安全 可靠的用电方式、 保障 家居 用电的人 身安全 ， 防止电 气故障造成重 大损 害， 本 文根 据 多年 的实际运行 经验 ， 通过 对家居 电气线路和设备进行深入的设计分析 ， 提 出相应 的优化 方案 ， 希望能对提 高家居用 电的可靠运行、 安 全 用电有 所帮助 。 关键词 ： 电气； 设计； 分析； 控制
目前 ，国家 虽然 对家 居 电气 的设计 有 纲领 性 表 １我 国 低压 配 电 系统 接 地 形 式 的规 范 ， 但 由于相关 规定相 对分 散 ， 且 皆 以供 电部 门的低压 系统 为 主 ，难 以满 足专 门针 对 家居 电气 设计 、 安装 的使用 要求 。 且家 居 电气 安装 业务 已完 全推 向市 场 ，一般 家庭 的 电气安 装 皆委托 装饰 公 司进 行设 计及 安装 ，部 分甚 至 由住户 自行 邀请 无 证 电工进 行安装 ， 缺乏 专业 技术 支持 ， 造成 电气 线 路 的质量 较差 。随着人 民生 活水 平 的上 升 ，洗 衣 机、 电 冰箱 、 电饭煲 等 家用 电器 的普 及 ， 这 些用 电 设备 往往 带有 频 繁插进 拔 出 的插 头 ，且 部分 电器 绝缘 质量 差 ，往往 使一 些家 庭 的低压 线路 处 于危 险 的使用 状态 ，经 常与 没有 经过 安全 用 电专业 训 练 的居 民接触 ，触 电危 险性 更大 ，令 笔者 深感 忧 虑。 为保 证家 居用 电安 全 ， 本 文将通 过对 住宅 电气 的设 计进行 分 析 ， 提 出相应 的优选 方案 。 ’ 表 ２家居低压配 电线路布线的优化方案和设备的选择 １ 家 居 低 压 系统 接 地 的 设 置 形 式 住宅 用 户与 供 电部 门的产 权分 界点 为 电表 箱 的 出线端 ， 表后所 有 线路 皆 由住 户 自行投 资建 设 。 现时， 绝大 部分 的家居 低压 住户 均 为单相 用 电 ， 家 居用 电 的主线 路较 为简 单 ， 由电表 的出线 端 子架 设单 回线路 （ 一 火 一零 ） 至 住 宅 的总 开关 ， 再 进 行 室 内电气 布局 。但 家居 低压 配 电系统 的接 地就 十 分重 要 ， 它 与采 取什 么 样 的 电击 防护 措施 ， 选 用 什 么样 的保护 装 置 ， 这 些 防护 措 施 怎样 实施 ， 都 与 低 压 配 电 系 统 接 地 有 直 接 的 关 系 。如 果 选 择 不 当 ， 不 但不 能 实现 所要 求 的保 护 ，反 而会 降低 供 电 系统 处， 会 引起 新 的电气 故 障 ， 容易 造成 电击 事故 的发 生 ， 接地 故 障 的可 靠性 。因此 家居低 压 电源 系统 的稳 定运 行 ， 取决 于 系统 的接 也 易引 发火 灾 ， 故 一般 不采 用 Ｔ Ｎ — Ｃ系 统 。只有将 Ｔ Ｎ — Ｃ系统 改 地 和接地 点 的设 置 ，确定 家居 室 内 的电气接 地形 式 显得 尤其 重 造为 Ｔ Ｎ — Ｓ系统 、 Ｔ Ｎ — Ｃ — Ｓ系统 或形成 局部 ， Ｉ Ｔ ｒ 系 统后 ，才可安 装 要。 漏 电保 护器 。 １ ． １我 国低 压 配电 系统接 地形 式分 为 Ｔ Ｎ、 Ｔ Ｉ ＇ 、 Ｉ Ｔ三大类 （ 详 Ｔ Ｎ — Ｓ系 统 ： 外部 低压 系 统 的中性线 与保 护线 分 开， 系 统 的优 见 附表 １ ） 。 点 在于 Ｐ Ｅ线在 正常情 况下不 通过 负荷 电流 ， 只在发 生接 地故 障 低 压公 用线 路 除 Ｉ Ｔ系统基 本不 用外 ，其余 两种 在 电网 中并 时 才带 电， 因此不会 对 Ｐ Ｅ线 上其 它设 备 产生干 扰 。Ｎ线 断线也 存使 用 。Ｔ Ｎ、 Ｔ Ｉ ＇ 系统各 有优 点， 也有 不足 和缺 陷 ，不存 在 谁优谁 不影响 Ｐ Ｅ线上 的设备 ， 具备安 全和 可靠 性 。但 系统 不能 解决 对 劣 。从 ２ ０ ０ ４年开 始 ， 广东 电网公 司 开始 推行 《 １ ０ ｋ Ｖ配 网工 程标 地 故 障 电压蔓 延 和相 对地 短 路 引起 中性点 电位升 高 等 问题 ， 且 准设 计 》 ，标 准设 计 明确 低 压采 用 的接 地 方式 为 Ｔ Ｎ — Ｃ — Ｓ系统 。 较 其它 系统 多敷设 线路 ， 投 资大 ， 在 日常 中不被供 电部 门采用 。 经过 多 年 的 网改 ，各 地 除 了剩 余部 分 农村 台 区仍 沿用 Ｔ Ｔ系统 Ｔ Ｎ — Ｃ — Ｓ系统 ： 系统 中的 中性线 与保 护线 先是合 一 的， 然后 又 外， 基 本 已使 用 Ｔ Ｎ系统 。 分开， Ｐ Ｅ Ｎ分 为 Ｐ Ｅ线 和 Ｎ线后 ， 不再 与 Ｐ Ｅ线合 并或 互换 。这种 １ ． ２家 居漏 电保 护接 线 方式 必 须 正确 地 与外 部 的低 压 系统 系 统兼 有 Ｔ Ｎ — Ｃ系统 和 Ｔ Ｎ — Ｓ系统 的特 点， 线路 结构 简单 ， 又保证 的接 地型式 相配 合 。不 同室 内漏 电保 护接线 方式 的比较 ： 定 安全 水平 。但 家居用 电设备 的 Ｅ线 带有 前端 Ｐ Ｅ Ｎ线 上某种 Ｔ Ｎ — Ｃ系统 ： 家居 用 电设备 的外 露可 导 电部 分 与外 部 的 Ｐ Ｅ Ｎ 程 度 电压 ， 设 备外 壳就带 上 电压 ， 人体接 触后有 电击 的可 能。 有 良好 的连 接 ， 采 用 的是 保 护接 零 ， 当设 备 发 生接 地 故 障 ， 形成 局部 ｒ ｒ Ｉ ’ 系统 的接线方 式 。 系统 中用 电设 备外壳 经室 内的 Ｐ Ｅ 该相 对零线 的短路 ， Ｐ Ｅ Ｎ线阻 抗小 ， 较大 的短 路 电流使 短 路保 护 线 与地 作直 接 的 电气连 接 ，这个 接 地点 与外 部 系统接 地 没有关 装 置 迅速 动作 ， 断开 电源进 行保 护 。当三 相负荷 不平 衡或 只有单 联， 杜 绝 了危 险故 障 电压沿外 部 Ｐ Ｅ线 或 Ｐ Ｅ Ｎ线 传到 室 内未发 生 相 用 电， Ｐ Ｅ Ｎ线 有 正常 负荷 电流， 还 通过 高次谐 波 电 流， 在Ｐ Ｅ Ｎ线 故 障处 。外 部 Ｎ线 断线也不 影 响室 内 Ｐ Ｅ线上设 备 ， 具备 安全 和 上 产 生 的压 降 呈现 在用 电设 备外 壳 上使 其带 电 ，这种 电压 低于 可靠 性压 。对 于室 内低 压接 地方 式 ， 笔者 推荐该模 式 。 安 全 电压 ５ ０ Ｖ。但 当发生 Ｐ Ｅ Ｎ线断 或相对 地短 路故 障时 ， Ｐ Ｅ Ｎ线 １ Ｔ ｒ系统不 管三 相负 荷是 否平衡 ， Ｐ Ｅ线 不会 带 电 ，正常 运行 电位升 高， 其 对地 电压 大 于安 全 电压， 触 电危 险加 大 。 同时 ， 同一 Ｔ Ｔ系统类 似 于 Ｔ Ｎ — ｓ系统 ， 具有 较好 的安 全性 。如 果外 部为 系统 内 Ｐ Ｅ Ｎ线相通 ，故 障 电压 会 沿 Ｐ Ｅ Ｎ线传 至其 它未 发生故 障 时 ， ｒ ｒ ｒ 系统 ， 室 内用 电设 备外 壳必须 独 自接 地 。
・ ３ ３・
家居住宅 电气设 计分析及其控措施
李铁款 陈发培 （ 广东电网公 司佛 山高明供 电局， 广东 佛山 ５ ２ ８ ５ ０ ０ ）
摘 要： 家居 用电安全 涉及 千家万户 ， 为提供安全 可靠的用电方式、 保障 家居 用电的人 身安全 ， 防止电 气故障造成重 大损 害， 本 文根 据 多年 的实际运行 经验 ， 通过 对家居 电气线路和设备进行深入的设计分析 ， 提 出相应 的优化 方案 ， 希望能对提 高家居用 电的可靠运行、 安 全 用电有 所帮助 。 关键词 ： 电气； 设计； 分析； 控制
目前 ，国家 虽然 对家 居 电气 的设计 有 纲领 性 表 １我 国 低压 配 电 系统 接 地 形 式 的规 范 ， 但 由于相关 规定相 对分 散 ， 且 皆 以供 电部 门的低压 系统 为 主 ，难 以满 足专 门针 对 家居 电气 设计 、 安装 的使用 要求 。 且家 居 电气 安装 业务 已完 全推 向市 场 ，一般 家庭 的 电气安 装 皆委托 装饰 公 司进 行设 计及 安装 ，部 分甚 至 由住户 自行 邀请 无 证 电工进 行安装 ， 缺乏 专业 技术 支持 ， 造成 电气 线 路 的质量 较差 。随着人 民生 活水 平 的上 升 ，洗 衣 机、 电 冰箱 、 电饭煲 等 家用 电器 的普 及 ， 这 些用 电 设备 往往 带有 频 繁插进 拔 出 的插 头 ，且 部分 电器 绝缘 质量 差 ，往往 使一 些家 庭 的低压 线路 处 于危 险 的使用 状态 ，经 常与 没有 经过 安全 用 电专业 训 练 的居 民接触 ，触 电危 险性 更大 ，令 笔者 深感 忧 虑。 为保 证家 居用 电安 全 ， 本 文将通 过对 住宅 电气 的设 计进行 分 析 ， 提 出相应 的优选 方案 。 ’ 表 ２家居低压配 电线路布线的优化方案和设备的选择 １ 家 居 低 压 系统 接 地 的 设 置 形 式 住宅 用 户与 供 电部 门的产 权分 界点 为 电表 箱 的 出线端 ， 表后所 有 线路 皆 由住 户 自行投 资建 设 。 现时， 绝大 部分 的家居 低压 住户 均 为单相 用 电 ， 家 居用 电 的主线 路较 为简 单 ， 由电表 的出线 端 子架 设单 回线路 （ 一 火 一零 ） 至 住 宅 的总 开关 ， 再 进 行 室 内电气 布局 。但 家居 低压 配 电系统 的接 地就 十 分重 要 ， 它 与采 取什 么 样 的 电击 防护 措施 ， 选 用 什 么样 的保护 装 置 ， 这 些 防护 措 施 怎样 实施 ， 都 与 低 压 配 电 系 统 接 地 有 直 接 的 关 系 。如 果 选 择 不 当 ， 不 但不 能 实现 所要 求 的保 护 ，反 而会 降低 供 电 系统 处， 会 引起 新 的电气 故 障 ， 容易 造成 电击 事故 的发 生 ， 接地 故 障 的可 靠性 。因此 家居低 压 电源 系统 的稳 定运 行 ， 取决 于 系统 的接 也 易引 发火 灾 ， 故 一般 不采 用 Ｔ Ｎ — Ｃ系 统 。只有将 Ｔ Ｎ — Ｃ系统 改 地 和接地 点 的设 置 ，确定 家居 室 内 的电气接 地形 式 显得 尤其 重 造为 Ｔ Ｎ — Ｓ系统 、 Ｔ Ｎ — Ｃ — Ｓ系统 或形成 局部 ， Ｉ Ｔ ｒ 系 统后 ，才可安 装 要。 漏 电保 护器 。 １ ． １我 国低 压 配电 系统接 地形 式分 为 Ｔ Ｎ、 Ｔ Ｉ ＇ 、 Ｉ Ｔ三大类 （ 详 Ｔ Ｎ — Ｓ系 统 ： 外部 低压 系 统 的中性线 与保 护线 分 开， 系 统 的优 见 附表 １ ） 。 点 在于 Ｐ Ｅ线在 正常情 况下不 通过 负荷 电流 ， 只在发 生接 地故 障 低 压公 用线 路 除 Ｉ Ｔ系统基 本不 用外 ，其余 两种 在 电网 中并 时 才带 电， 因此不会 对 Ｐ Ｅ线 上其 它设 备 产生干 扰 。Ｎ线 断线也 存使 用 。Ｔ Ｎ、 Ｔ Ｉ ＇ 系统各 有优 点， 也有 不足 和缺 陷 ，不存 在 谁优谁 不影响 Ｐ Ｅ线上 的设备 ， 具备安 全和 可靠 性 。但 系统 不能 解决 对 劣 。从 ２ ０ ０ ４年开 始 ， 广东 电网公 司 开始 推行 《 １ ０ ｋ Ｖ配 网工 程标 地 故 障 电压蔓 延 和相 对地 短 路 引起 中性点 电位升 高 等 问题 ， 且 准设 计 》 ，标 准设 计 明确 低 压采 用 的接 地 方式 为 Ｔ Ｎ — Ｃ — Ｓ系统 。 较 其它 系统 多敷设 线路 ， 投 资大 ， 在 日常 中不被供 电部 门采用 。 经过 多 年 的 网改 ，各 地 除 了剩 余部 分 农村 台 区仍 沿用 Ｔ Ｔ系统 Ｔ Ｎ — Ｃ — Ｓ系统 ： 系统 中的 中性线 与保 护线 先是合 一 的， 然后 又 外， 基 本 已使 用 Ｔ Ｎ系统 。 分开， Ｐ Ｅ Ｎ分 为 Ｐ Ｅ线 和 Ｎ线后 ， 不再 与 Ｐ Ｅ线合 并或 互换 。这种 １ ． ２家 居漏 电保 护接 线 方式 必 须 正确 地 与外 部 的低 压 系统 系 统兼 有 Ｔ Ｎ — Ｃ系统 和 Ｔ Ｎ — Ｓ系统 的特 点， 线路 结构 简单 ， 又保证 的接 地型式 相配 合 。不 同室 内漏 电保 护接线 方式 的比较 ： 定 安全 水平 。但 家居用 电设备 的 Ｅ线 带有 前端 Ｐ Ｅ Ｎ线 上某种 Ｔ Ｎ — Ｃ系统 ： 家居 用 电设备 的外 露可 导 电部 分 与外 部 的 Ｐ Ｅ Ｎ 程 度 电压 ， 设 备外 壳就带 上 电压 ， 人体接 触后有 电击 的可 能。 有 良好 的连 接 ， 采 用 的是 保 护接 零 ， 当设 备 发 生接 地 故 障 ， 形成 局部 ｒ ｒ Ｉ ’ 系统 的接线方 式 。 系统 中用 电设 备外壳 经室 内的 Ｐ Ｅ 该相 对零线 的短路 ， Ｐ Ｅ Ｎ线阻 抗小 ， 较大 的短 路 电流使 短 路保 护 线 与地 作直 接 的 电气连 接 ，这个 接 地点 与外 部 系统接 地 没有关 装 置 迅速 动作 ， 断开 电源进 行保 护 。当三 相负荷 不平 衡或 只有单 联， 杜 绝 了危 险故 障 电压沿外 部 Ｐ Ｅ线 或 Ｐ Ｅ Ｎ线 传到 室 内未发 生 相 用 电， Ｐ Ｅ Ｎ线 有 正常 负荷 电流， 还 通过 高次谐 波 电 流， 在Ｐ Ｅ Ｎ线 故 障处 。外 部 Ｎ线 断线也不 影 响室 内 Ｐ Ｅ线上设 备 ， 具备 安全 和 上 产 生 的压 降 呈现 在用 电设 备外 壳 上使 其带 电 ，这种 电压 低于 可靠 性压 。对 于室 内低 压接 地方 式 ， 笔者 推荐该模 式 。 安 全 电压 ５ ０ Ｖ。但 当发生 Ｐ Ｅ Ｎ线断 或相对 地短 路故 障时 ， Ｐ Ｅ Ｎ线 １ Ｔ ｒ系统不 管三 相负 荷是 否平衡 ， Ｐ Ｅ线 不会 带 电 ，正常 运行 电位升 高， 其 对地 电压 大 于安 全 电压， 触 电危 险加 大 。 同时 ， 同一 Ｔ Ｔ系统类 似 于 Ｔ Ｎ — ｓ系统 ， 具有 较好 的安 全性 。如 果外 部为 系统 内 Ｐ Ｅ Ｎ线相通 ，故 障 电压 会 沿 Ｐ Ｅ Ｎ线传 至其 它未 发生故 障 时 ， ｒ ｒ ｒ 系统 ， 室 内用 电设 备外 壳必须 独 自接 地 。