淺談民用建筑內(nèi)四極開關(guān)的應(yīng)用問題

張茂宇（上海大境建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，上海 200070）

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淺談民用建筑內(nèi)四極開關(guān)的應(yīng)用問題

張茂宇
（上海大境建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，上海 200070）

【摘要】我國民用建筑電氣行業(yè)與國外民用建筑電氣存在差距，并且我國南北方電氣行業(yè)設(shè)計及安裝方面也有所不同。四極開關(guān)在保障電氣維修安全方面的作用毋庸置疑，但是如何正確的應(yīng)用，從而保證供電系統(tǒng)的正常運行，是一個值得探討的問題。根據(jù)分析中性線的保護(hù)、剩余電流的保護(hù)等問題，結(jié)合我國民用建筑的供電特點以及我國電氣行業(yè)的現(xiàn)狀，簡要說明四極開關(guān)在我國民用建筑供電系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。

【關(guān)鍵詞】中性線 接地系統(tǒng) 剩余電流保護(hù)裝置 四極開關(guān)

1 中性線的保護(hù)

在我國，民用建筑中通常采用三相四線制供電形式。三相四線回路中的中性線（包括TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)的中性線和TN系統(tǒng)的PEN線或中性線）一旦發(fā)生斷線（在我國，此情況俗稱為斷零），就會發(fā)生單相設(shè)備大量燒壞，造成經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時可致人員傷亡。

在三相負(fù)載不平衡的情況下，中性線斷線后，單相電壓變?yōu)榫€電壓，由各相功率不同的用電負(fù)載分擔(dān)線電壓，當(dāng)其中一個用電負(fù)載所分擔(dān)的部分線電壓大于其額定工作電壓時，其工作壽命將大大降低，超過額定電壓過高時，將使其燒毀。而對于民用建筑中普遍使用的單相電機而言，電壓過高時電機將因鐵損增大而發(fā)熱，電壓過低時則因銅損增大而發(fā)熱，都將使電動機絕緣劣化加速而縮短其壽命，以前者的后果更為嚴(yán)重，所以發(fā)生“斷零”時單相電動機的絕緣壽命不論電壓高低總難免縮短。

但是我國電力行業(yè)正處于發(fā)展中階段，與發(fā)達(dá)國家成熟的電力行業(yè)相比還有一些落后的觀念與做法。為了節(jié)省造價，減小中性線截面，降低中性線的機械強度；野蠻施工，不注意采取措施減少中性線的應(yīng)力，或者接頭處連接不可靠；電氣設(shè)計中濫用四極開關(guān)，增加中性線上不必要的斷點。

因此，對于中性線的保護(hù)尤為重要。在電氣線路的設(shè)計中應(yīng)注意做到以下兩點：

（1）在三相四線回路中應(yīng)不得減小中性線和PEN線的截面，應(yīng)使其與相線截面一致，在諧波電流過大時，防止回路過熱，還應(yīng)視具體情況加大其截面積。（2）在中性線上盡量減少線路端子連接和接頭，盡可能減少串入的開關(guān)和觸頭，例如沒有特別的需要盡量少裝用四極開關(guān)，以防其中性線觸頭和接線端子接觸不良而增加“斷零”的危險。

2 電氣維修安全方面

電氣設(shè)備的維修分為機械維修和電氣維修兩類。機械維修不觸及電氣設(shè)備的帶電導(dǎo)體，只需斷開三根相線，設(shè)備不運轉(zhuǎn)就可以。電氣維修則可能接觸所有的帶電導(dǎo)體，包括三根相線和一根中性線。三相斷電后，由于中性線可能由于各種原因a.低壓供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地故障，故障電流在變電所接地極上產(chǎn)生電壓降，從而使中性點對地帶危險電壓；b.保護(hù)接地和低壓側(cè)系統(tǒng)接地共用接地裝置的變電所內(nèi)高壓側(cè)發(fā)生接地故障，其故障電流也對接地極產(chǎn)生電壓降，引起中性線帶危險電壓；c.低壓線路上感應(yīng)的雷電過電壓沿中性線使得電氣裝置帶電，引發(fā)觸電危險。）帶危險電位。因此進(jìn)行電氣維修時，應(yīng)斷開所有的帶電導(dǎo)體，包括相線以及中性線。

2.1 線路保護(hù)

低壓配電線路根據(jù)具體情況采用二級或三級保護(hù)時，在總電源、分支線路首端或線路末端（農(nóng)村集中安裝電能表箱、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的電源配電箱）安裝剩余電流保護(hù)裝置。

2.2 民用建筑中四極開關(guān)的選用

我國住宅低壓（AC 380V）供電一般采用TT接地系統(tǒng)，在電源進(jìn)線處采用四極開關(guān)。由于住戶內(nèi)為非專業(yè)電氣人員進(jìn)行電氣維護(hù)及操作，因此住戶內(nèi)的用戶配電箱內(nèi)進(jìn)線電源處采用四極（或二極）開關(guān)。由于現(xiàn)在住宅小區(qū)建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，很多情況下，配電變壓器位于建筑物內(nèi)，TN-S接地系統(tǒng)也有用于住宅配電系統(tǒng)，但考慮到住戶用電的安全性，并且考慮到電業(yè)維護(hù)管理的要求，住宅的低壓總電源進(jìn)線處以及住戶內(nèi)的用戶配電箱內(nèi)電源進(jìn)線處仍采用四極（或二極）開關(guān)（注：當(dāng)電業(yè)部門要求在住宅低壓總電源進(jìn)線處裝設(shè)剩余電流保護(hù)裝置，由于剩余電流保護(hù)裝置容易誤動作，為了減少不良社會影響，建議采用報警式剩余電流保護(hù)裝置，并采用四極（或二極）開關(guān)）。

我國其他民用建筑（如辦公樓、商業(yè)樓、體育場館、學(xué)校等）供電一般都采用TN-S或TN-C-S接地系統(tǒng)，因此10/0.4kV變電所內(nèi)變壓器出線開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)采用四極開關(guān)。終端照明配電箱時常會有非電氣專業(yè)人員進(jìn)行操作，容易發(fā)生電擊事故，因此建議在終端照明配電箱的電源進(jìn)線處采用電氣隔離的四極開關(guān)，保護(hù)人身安全。

由于我國國民用電安全意識的缺乏，電氣行業(yè)設(shè)計觀念的落后，國產(chǎn)電氣設(shè)備品質(zhì)不高，電氣安裝及操作人員的素質(zhì)水平不夠，為保障人身安全，我國民用配電系統(tǒng)中仍舊多處采用四極開關(guān)。而在國外卻極少采用四極開關(guān)，包括10/0.4kV變電所內(nèi)變壓器出線開關(guān)以及照明終端配電箱的進(jìn)線開關(guān)均采用三極開關(guān)（這與國外發(fā)達(dá)地區(qū)供電系統(tǒng)廣泛采用三相三線制有一定的關(guān)系）。

3 結(jié)語

筆者認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)具體情況，設(shè)計合理的電氣系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)倪x用四極開關(guān)保障供電的可靠性及安全性。隨著我國電氣行業(yè)的不斷完善，國民用電意識的提高，四極開關(guān)的多用及濫用現(xiàn)象將在我國逐漸減少。

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