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低压电气施工中的零线的连续性敷设核心思路分析

时间:2024-05-04

潘一奇

(中检质技检验检测科学研究院有限公司 浙江省杭州市 310022)

作为变压器二次侧中性点引出的线路,零线也被称为中性线,其在中性点位置与保护地线重复接地,对整个电气系统起到双重保护的作用。低压电气系统施工中,零线连续性敷设工作至关重要,其不仅关系着低压电气系统运行的稳定性,而且对于低压电气设备性能发挥和使用的安全性具有深刻影响。结合电气工程实际可知,零线在连续敷设、应用中存在断零问题;故而在低压电气施工中,应系统分析电气设备与零线的关系,实现电气系统零线的连续性敷设,进而为低压电气系统的安全、稳定应用创造良好条件。

1 低压电气设备与零线的关系

低压电气系统施工中,需要安装的电气设备数量较多,而且设备类型丰富,除转换开关、自动开关外,接触器、电保护器都是极为重要的低压电气设备,此外施工人员还需要进行热继电器的规范安装。在低压电气系统运行中,这些电气设备交流电压、直流电压分别保持在1200V和1500V以内;在此基础上,电气施工人员还需要选择中性点,规范化地进行零线链接。就中性点本身而言,作为变压器发电机绕组中的一点,中性点与外部各个接线端之间具有相同的电压。在电气系统运行中,单凭一根电线是难以满足供电需要的,故而要形成完成的电流回路,就必须重视零线、火线之间的协同作用,这样能电气系统各类电压设备的运行创造良好环境。

在整个供电系统中,零线起到举足轻重的作用,电缆敷设阶段,在零线的作用下,将电路和电气设备的金属外壳连接在一起,这对于电气设别的故障防护具有积极作用。即不论是发生电气设备损坏,还是出现短路故障等问题,则电熔丝会在最短的时间内熔断,此时电气系统的继电保护装置也会开始动作,将电气系统的电源切断,这在消除故障电气设备金属外壳带电状态的基础上,确保了电气系统运行的稳定性,预防和避免了触电事故的发生,实现了电力用户安全的有效保护[1]。

2 低压电气系统零线连续敷设和应用的问题分析

2.1 零线连续敷设及应用问题

三相四线系统是的低压电气系统电网布局的重要方式。该布线方式下,一旦出现电气系统出现负载异常问题,则通过零线即可完成电流之间的疏导和平衡,这对于整个电气系统的稳定性运行具有重要作用[2]。此外,零线作为保护线还能实现电气设备的有效保护。在整个低压电气系统运行中,断零是零线连续敷设及应用的常见问题,同时也是整个电气系统中危害较大的一种现象。现阶段,随着电力工程技术的发展,低压电气系统断零问题得到了有效改善,但不可否认的是,电气系统断零问题依然存在。

当三相四线系统发生断零问题时,整个电气系统不仅会出现电压不相等问题,而且电气系统的用电负荷也会发生偏移,这严重影响了整个电气系统的稳定性。当断零故障较轻时,电气修通的设备会停止工作,设备内部的部分零件会出现损伤,但是当电气系统断零故障较为严重时,会引起整个电气设备的损毁,威胁用电人员的生命安全。

2.2 断零故障原因分析

电气系统运行中,断零故障的发生与零线电路电流过大具有较大关系,当零线电流过大时,电路会发生熔断问题。结合电气系统运行实际可知在,造成零线电流过大的原因包括:一方面,在整个电气工程中,针对三相四线系统多采用平均分配负荷的供电模式,该模式下,一旦电路系统中的某一条出现异常变化,则其他线路的运行状态也会受到影响。具体表现为一条相电流增大时,则另外两相的电流会有所减少;在这一变化过程中,中心线的电流会有所增加,受此影响,整个电路系统会出现较为明显的电压、电流负荷不平衡问题,电路系统极易被熔断。另一方面,在电气系统运行中,一些设备具有明显的非线性负荷,在其影响下,电气系统容易出现谐波问题,系统的电流会因此而变大,最终引起的断流问题[3]。

3 低压电气系统零线连续敷设的核心思路

3.1 重视零线的规范选择

要从源头上消除断零问题,弱化断零问题对整个电气系统的影响,就必须重视零线的合理选择。现阶段,建筑用本身具有用电复杂化的特点;结合建筑用电实际可知,照明与供电在整个建筑系统总配电容量中占据较大的比例,并且其实际用电状况难以估计,受此影响,整个电气系统在运行中不可避免地会发生负载三相不对称,对于零线而言,其在实际运行中则跟容易出现不平衡电流。

出于电气系统用电安全考虑,在电气系统电路敷设材料应用中,应严格按照《低压配电设计规范》的要求选择和敷设零线。譬如在零线选择中,应对线路的最大不平衡负荷电流进行控制,要求该电流值不得超过零线所允许的载流量;并且在整个电路系统的电流分钟中,需考虑线路谐波所带来的影响,这样才能实现低压电气系统零线的有效选择。要注意的是,若低压电气系统安装有数字电器、弱电设备,则还需要对零线的敷设路径进行优化,严禁其 超出规定的范围。另外在零线选择中,除考虑材料本身材质、机械强度等因素外,还需要重视配套防护导管的有效选择,这样才能从源头上减少零线被烧毁的概率,提升零线运行的稳定性和安全性[4]。

3.2 熔断器以及开关电器的接入

低压电气系统施工中,为满足零线连续敷设需要,还应重视熔断器、开关的规范接入。新时期,《低压配电设计规范》GB50054-2011为容电器及开关的接入提供了有效支撑。譬如,在熔断器选择阶段,要求让熔断器的保护特性应适应被保护对象的过载特性,并且其额定电压要和线路电压等级相匹配,另外与熔体相比,熔断器应保持更大的额定电流。熔断器连接中,应先检查熔断器外观完好程度,严禁有损伤、变形的熔断器接入电气系统。同时在电气系统热熔断器连接汇总,要求各个接触点接触紧密,连接良好,此外应在完成熔断器接入施工后,规范检查熔断器熔断信号指示器,确保该信号指示灯显示正常。值得注意的是,在熔断器及开关电气连接中,除考虑熔断器、开关电气本身连接特性外,还需要考虑其与零线连续线路的匹配性,即在连续敷设零线线路的基础上,针对熔断器、开关电器等设备的应用,应避免将单独动作及不同规格和型号的电气设备安装到零线上。

3.3 接线工艺控制

作为电气系统零线连续敷设的关键所在,接线工艺的控制至关重要;具体工艺要点包括:

(1)电气系统零线连续敷设本身具有较强的专业性,不论是零线线路敷设,还是熔断器、开关电气连接,均需要考虑其具体的敷设要求、工艺流程。譬如在零线线路敷设中,除考虑设方法、线路导体载流量外,还需要进行电流密度、导体截面的准确分析,为后期的敷设施工创造有利条件。

(2)配电箱柜零线端子连接中,在完成零线端子链接紧固后,应样按照规范的要求,进行零线端子链接质量的检查,要求零点端子无松动问题。同时当零线端子所链接零线的导线截面较大时,则应重视专用压接端子的规范选择。此外在零线端安装中,应重视零线单子排固定孔的规范控制。该环节中,若零线端子线控直径较小,则需要及时地更换零线端子,并且需要将导线分成多个小束的同时插入多个端子孔,然后将数股导线的线芯剪除。

(3)零线连续敷设中,严禁施工人员随意处理线芯,避免影响零线连续敷设的整体效果,电气系统应用带来隐患。

(4)传统电气施工模式下,分别敷设分段导线,并在端子作用下,实现导线与不同配电箱连接是链式低压配电系统应用的重要方式。但从实际应用状况来看,在此类配电系统应用中,若配电箱零线端子发生损坏,其他配线箱的应有效果会受到较大影响,这使得电气系统的故障范围较广,危害程度较大。对此在零线连续性敷设中,应在考虑配电箱性能、安装位置的基础上,重视电气系统连线短租的特殊化处理,尽可能地使用具有较高性能的端子排,为零线的敷设奠定良好基础。

(5)为进一步提升低压电气系统零线连续敷设施工质量,在完成线路敷设后,还应在规范的指导下,规范化地开展零线敷设质量的检查。在零线连续敷设质量检查中,不仅要考虑电气系统各个部位的零件敷设质量的检查,而且应重视常见故障位置的检查,确保零线运行的可靠性、连续性[5]。

3.4 消除电气系统断零问题

断零问题严重地影响了电气系统零线敷设运行效果,对于整个电气系统运行的稳定性和安全性具有深刻影响,并且直接关系着用户的用电安全。基于此,在电气系统零线连续敷设中,还需要将断零问题考虑在内,实现断零问题的规范处理。

(1)在低压电气系统断零问题控制中,应重视断路器的规范选择;就低压断路器而言,其通常被划分为四种类型,电路其类型不同,其连接方式也有一定差异。如有的断路器在安装时需要安装过电流脱扣器,并且应重视“只连接N极分合”等方式的应用,而有的断路器并不需要安装电流脱扣器;连接方式为连接N极和其他3极分合。故而在断路器选择中,应考虑电路系统的实际负荷问题,若电路负荷较大,则可选择额定电流为100%的产品设备,若电路负荷一般,则可选择额定电流为50%的产品设备。值得注意的是,在断路器选择中,还应重视其型号种类的规范选择,避免低压电气系统中产生大量的谐波。

(2)为保证低压电气系统断零问题得到有效处理,还应重视三相不平衡调节装置的有效选择,在该装置的支撑下,能实现系统负载不平衡问题的有效调节。就三项不平衡装置本身而言,其需要在主开关的作用下,完成其他相开关的控制;从整体控制效果来看,三相不平衡装置在电气系统单相不平衡问题处理中具有积极作用,能有效能保证电气系统运行的稳定性、安全性。同时在现代电气工程技术下,还应重视低压电器的规范选择和应用。现阶段,要求低压电器系统应具备突出的断零保护能力,即当电气系统出现断零问题后,则在低压电气设备作用下,应能实现整个电气系统的有效监测,然后安排维修人员进行及时处理,避免电气系统进一步遭受破坏。

(3)谐波问题是造成低压电气系统断零的重要原因,故而在低压电气线路连续敷设中,应重视谐波问题的有效处理,如选择具有谐波处理能力的设备,消除低压电气系统应用故障,为低压电气系统的应用创造良好条件。

4 结语

零线敷设是电气系统施工的重要内容,基于《低压配电设计规范》要求,在具体施工阶段,应重视零线连续敷设施工技术的精准把控。新时期,电气工作者只有充分认识到零线的作用了,深入分析当前电气系统断零故障的表现和成因, 然后结合电气工程项目实际,规范化的控制零线连续敷设施工技术要点,这样才能有效提升零线连续敷设施工质量,确保电气系统运行的稳定性和安全性,继而促进电气工程的持续、稳定发展。

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