論住宅三相配電箱進(jìn)線的過(guò)欠電壓保護(hù)存在的必要性

陳靜璐 （廈門合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限股份公司，福建 廈門 361000）

0 前言

在現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展下，越來(lái)越多的大戶型出現(xiàn)在人們的視線中，為了追求更高品質(zhì)的居住環(huán)境，人們對(duì)用電需求的增加,住宅入戶配電箱漸漸出現(xiàn)需要三相進(jìn)線的住宅配電箱。在這些配電箱中，大部分是采用三相四線制的配電方式，在三相四線制的配電系統(tǒng)中，一旦中性線發(fā)生斷線（即“斷零”）的故障，其中某一相或者兩相會(huì)發(fā)生電壓過(guò)高，這些相線上所接的單相設(shè)備會(huì)出現(xiàn)損壞或者燒毀的情況。這是因?yàn)樵谂潆娤到y(tǒng)中的中性線出現(xiàn)斷點(diǎn)之后，接于不同相電壓之間的單相設(shè)備由相電壓變成了線電壓。根據(jù)電壓的分壓原則，阻抗大的設(shè)備分的較高電壓，阻抗低的設(shè)備分的較低電壓，當(dāng)阻抗較大，導(dǎo)致設(shè)備分的電壓過(guò)高時(shí)，則可能因此而燒毀或損壞設(shè)備或發(fā)生火災(zāi)。此點(diǎn)已在王厚余先生的《低壓電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)》第十五章中有詳細(xì)介紹，此處不再多做講解。

所謂失壓和欠壓保護(hù)就是當(dāng)某種原因電源電壓降低過(guò)多(欠壓)或者電源停電時(shí)，通過(guò)保護(hù)裝置的接觸器線圈電流將變小或者消失，使電磁力過(guò)小或消失，與動(dòng)鐵心松開(kāi)，因而能斷開(kāi)主觸頭使配電箱的電源斷開(kāi)。

根據(jù)《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ242-2011）第6.3.2條和《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16-2008）第10.8.11條的規(guī)定，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，大部分的人為了不違反規(guī)范選擇入戶配電箱是帶自復(fù)式過(guò)、欠電壓脫扣附件。但也有人提出各種不同意見(jiàn)，有人提出自復(fù)式對(duì)于出現(xiàn)線路故障的配電箱在還未解決問(wèn)題的時(shí)候，主斷路器會(huì)一直處于通電、斷電過(guò)程，對(duì)于主開(kāi)關(guān)是個(gè)極大的損害，故有的設(shè)計(jì)人員在此處僅使用帶過(guò)、欠電壓脫扣附件的斷路器，也有的設(shè)計(jì)人員認(rèn)為對(duì)于家用電器，過(guò)電壓造成的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于欠電壓，故僅選用過(guò)壓脫扣附件。

根據(jù)《住宅建筑規(guī)范》（GB50368-2005）第8.5.4條及《10kV及以下電力用戶業(yè)擴(kuò)工程技術(shù)規(guī)范》（BD35/T1036-2016）中第6.3.9條的規(guī)定，福建地區(qū)一般將過(guò)、欠壓斷路器安裝在入戶配電箱內(nèi)。由于欠電壓僅會(huì)造成用戶家用電器設(shè)備斷電，對(duì)電器的傷害并不會(huì)造成人身傷害，過(guò)電壓則可能帶來(lái)設(shè)備毀壞或者發(fā)生火災(zāi)，危害能力更高，故下面內(nèi)容主要針對(duì)三相進(jìn)線的入戶箱的過(guò)壓保護(hù)進(jìn)行分析，根據(jù)不同的供電方式，斷路器的過(guò)壓附件相數(shù)選擇和安裝位置進(jìn)行討論。

在考慮住宅戶內(nèi)配電箱配電方式時(shí)，可以分為放射式配電、樹干式配電和混合式配電。

1 放射式配電

放射式配電系統(tǒng)示意圖：

圖1 放射式配電系統(tǒng)示意圖

主開(kāi)關(guān)采用了4極帶漏電的微型斷路器，分支回路按相劃分3組單相放射式回路，在每一組單相總回路上設(shè)置1臺(tái)過(guò)電壓保護(hù)微斷，末端各自放射接各單相設(shè)備，這樣主開(kāi)關(guān)后到N排的一段線路全都收到了過(guò)電壓保護(hù)裝置的保護(hù)。

此種方案較能夠涵蓋全部單相設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)，是一種相對(duì)于其他保護(hù)方式較為完善的設(shè)計(jì)。但配電箱在排產(chǎn)時(shí)需設(shè)置4段N排，分別用于主開(kāi)關(guān)和3組過(guò)壓開(kāi)關(guān)，主開(kāi)關(guān)和各出線回路需接至各自相對(duì)應(yīng)的N排上，否則過(guò)電壓保護(hù)器將失去作用。因此采用此配電方式的戶內(nèi)配電箱箱體會(huì)較占位置，影響戶內(nèi)的觀感，這也是此方案的不足之處。

此方案較多用于單層大戶型住宅或復(fù)式戶型，但不適用于大戶型躍層式住宅及多層別墅，若大戶型躍層或多層別墅采用上述方案，因管線較多，會(huì)造成施工布線困難。由于此原因，我們提出了大戶型躍層式住宅及多層別墅采用樹干式或混合式的配電方式。

2 樹干式配電

樹干式配電的示意圖如下：

圖2 樹干式配電系統(tǒng)示意圖

樹干式配電方式一般為首層配電箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用三相開(kāi)關(guān)，放射供電至各層單相配電箱，各層配電箱分別選取三相中其中一個(gè)相線作為本配電箱的相線，末端接出各單相設(shè)備；若戶內(nèi)有三相設(shè)備，則直接從首層三相配電箱主開(kāi)關(guān)后引出。由于各分層配電箱均采用單相進(jìn)線的配電箱，所以過(guò)電壓保護(hù)器僅在分層配電箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)處設(shè)置即可，配電總箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用普通帶漏電斷路器即可。

3 混合式配電

混合式配電方式，顧名思義即采用樹干式與放射式結(jié)合的配電方式，即三相總配電箱安裝在首層，本層的單相設(shè)備選取三相中的其中一相，以放射式的方式從配電總箱引出配電回路，分層單相配電箱做法同樹干式分層配電箱，此配電方案的過(guò)壓保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置在各分層單相配電箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)處和總配電箱放射出線開(kāi)關(guān)處，配電總箱的三相進(jìn)線開(kāi)關(guān)同樹干式配電方式采用普通帶漏電斷路器即可。

混合式配電的示意圖如下：

圖3 混合式配電總箱示意圖

圖4 混合式配電分層配電箱示意圖

圖3所示的系統(tǒng)圖為首層混合式總配電箱示意圖，根據(jù)“按層分相”設(shè)計(jì)方案，三相設(shè)備從首層三相總配電箱引出，至其余各層的分回路設(shè)單相開(kāi)關(guān)，帶過(guò)壓保護(hù)。圖四為各分層配電箱系統(tǒng)圖，與樹干式配電相同。

混合式配電的過(guò)電壓保護(hù)方式與樹干式配電的過(guò)電壓保護(hù)方式基本相同。由兩圖對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，混合式配電方式的三相負(fù)荷并不平衡，存在較大負(fù)荷均接至其中某一相，因此在配電箱加工或施工安裝時(shí)應(yīng)注意平衡三個(gè)相線上接出的末端負(fù)荷。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不論是采用放射式或是混合式配電方式，各分層配電箱應(yīng)選擇單相供電，簡(jiǎn)化配電系統(tǒng)中N線的接出點(diǎn)，減少“斷零”故障的發(fā)生。

以上三種方式簡(jiǎn)單討論了住宅大戶型三相進(jìn)線的過(guò)電壓保護(hù)方案，盡量實(shí)現(xiàn)全線路的過(guò)電壓保護(hù)。隨著現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展，市面上的大部分?jǐn)嗦菲鬟^(guò)欠電壓保護(hù)裝置的過(guò)壓值Uvo=270V±5%欠壓值Uoe=170V±5%當(dāng)220V額定電源電壓上升到275±5%或下降在170±7V時(shí)，使斷路器脫扣，實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)。

終上所述，筆者認(rèn)為，住宅三相配電箱是過(guò)壓保護(hù)比欠壓保護(hù)更為重要，在選擇過(guò)電壓保護(hù)時(shí)候，也應(yīng)注意盡量選擇在分相上檢測(cè)過(guò)電壓，保證末端的單相用電設(shè)備不會(huì)因?yàn)椤皵嗔恪惫收习l(fā)生火災(zāi)，減小危害的產(chǎn)生。至于是否采用自復(fù)式的過(guò)、欠電壓保護(hù)器，筆者認(rèn)為沒(méi)有太大必要，因?yàn)樵诠こ淌┕み^(guò)程中反饋的問(wèn)題，采用自復(fù)式過(guò)欠電壓保護(hù)器，經(jīng)常會(huì)在故障問(wèn)題還未解決的時(shí)候，開(kāi)關(guān)不斷處于的合閘、分閘狀態(tài)，大大減少了開(kāi)關(guān)的壽命。