辦公室共用零線引發(fā)的思考

黃慧芳

(山西六建集團(tuán)有限公司，山西太原 030024)

0 引言

施工現(xiàn)場(chǎng)用電包括施工區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)等，臨時(shí)用電規(guī)范對(duì)辦公或生活區(qū)的要求較簡單，是現(xiàn)場(chǎng)用電的薄弱環(huán)節(jié)，配電不當(dāng)會(huì)造成安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

1 概況

某項(xiàng)目工地辦公區(qū)為一排彩鋼板房，共20間。用電設(shè)備主要有三大類:

1)辦公設(shè)備(電腦、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相關(guān)設(shè)備)。2)辦公室室內(nèi)照明(節(jié)能熒光燈、白熾燈)。3)廚房電器(冰箱、排氣扇、電飯煲等)。由于辦公室并排長度65 m，配電時(shí)采用了分區(qū)和分功能配電方法，為方便布線，采用了共用零線(導(dǎo)線截面按三相獨(dú)立工作考慮)。

2 現(xiàn)象描述

某天上午正常辦公時(shí)，突然燈泡變亮，3 s～5 s后燒毀;風(fēng)扇加速并伴隨著放電響聲;1臺(tái)電腦顯示器冒煙燒毀;插座上的充電器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電源適配器等小功率設(shè)備幾乎全部燒毀。檢修2 h后恢復(fù)供電，但一個(gè)月后又發(fā)生了兩次同樣的現(xiàn)象，不僅造成了大量電器設(shè)備的損壞，同時(shí)留下了安全隱患。

3 需思考的問題

隨后組織項(xiàng)目工程師、電工和安全員進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)討論，提出了以下幾個(gè)疑問:

1)電器燒毀的直接原因。

2)產(chǎn)生此現(xiàn)象的根本原因。

3)如何處理與避免。

4 思考與分析

1)辦公區(qū)配電線路示意圖見圖1。

2)直接原因分析。

根據(jù)表觀現(xiàn)象可以直接判斷為電壓過高所致，每種電器都有一個(gè)額定工作電壓和允許偏差范圍，單相設(shè)備額定電壓為220 V，三相設(shè)備為380 V;交流電焊機(jī)等為單相380 V，設(shè)備不同，允許的電壓偏差范圍也不同。根據(jù)功率計(jì)算公式:P=UI。

換算電壓和電阻為:P=U2/R。同個(gè)電器阻抗R不變，當(dāng)電壓U增大時(shí)，功率P以平方關(guān)系增大，如電壓U變?yōu)樵瓉淼?.5倍時(shí)，則功率P變?yōu)樵瓉淼?.25倍。所以同一電器在高電壓下工作，就會(huì)產(chǎn)生過多的能量，導(dǎo)致電器燒毀。電器維修時(shí)的檢測(cè)也證實(shí)了這一點(diǎn)。

3)根本原因分析。

根據(jù)上述2)可知電壓的升高不是電器設(shè)備自身引起的，是外電路的電壓升高。在三相五線制配電線路中有兩個(gè)電壓，相電壓:每根相線(火線)與零線間的電壓為220 V;線電壓:每兩根相線(火線)間電壓為380 V。根據(jù)圖1線路圖分析，是零線發(fā)生了斷路引起，為簡單描述，將L1上的所有負(fù)載合并為照明設(shè)備組Z1，L2負(fù)載為電腦設(shè)備組Z2，L3負(fù)載為生活設(shè)備組Z3。配電線路圖可簡化為圖2。

根據(jù)圖2可知，如在設(shè)備組內(nèi)部或零線合并點(diǎn)之前位置，零線發(fā)生斷路，則會(huì)造成部分設(shè)備或設(shè)備組不工作，不會(huì)造成電壓的升降。

如零線在合并點(diǎn)之后或上一級(jí)零線發(fā)生斷路，則配電形式發(fā)生了改變，由三相單獨(dú)(并列)工作轉(zhuǎn)換為星型接法負(fù)載，線路圖見圖3。

根據(jù)星型接法的特點(diǎn)，只有在三相負(fù)載平衡的條件下，每相的電壓均相等，為220 V;任意一相的負(fù)載變化都會(huì)引起另兩相電壓的變化。實(shí)際使用時(shí)，每組均有多臺(tái)設(shè)備，且工作方式不同，分別以電阻、電容和電感方式工作，設(shè)備組的負(fù)載不可能平衡，從而引起設(shè)備的損壞。

將辦公區(qū)開關(guān)箱至分配電箱之間的電纜拆除檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)電纜的零線在拆除腳手架時(shí)被砸斷。

4)串、并聯(lián)電路分析。

正常情況下，設(shè)備組內(nèi)部各電器設(shè)備和設(shè)備組之間的電器設(shè)備是以并聯(lián)方式工作，各設(shè)備的電壓均為額定電壓，所以能正常工作。在共用零線斷路的情況下，設(shè)備組之間由并聯(lián)電路轉(zhuǎn)為串聯(lián)電路，以設(shè)備組Z1，Z2為例，電路圖如圖4所示。

L1和L2之間的線電壓為380 V，線路中的電流均相同;根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，每個(gè)設(shè)備的電壓U=I·R。在額定電壓下，設(shè)備的功率P越小，則設(shè)備的阻抗R越大。在非正常的串聯(lián)情況下，電路的電流I相同，阻抗R越大，分擔(dān)的電壓U越大，出現(xiàn)2)情況致使設(shè)備損壞，尤其是小功率的電器設(shè)備。

5 處理方法與注意事項(xiàng)

1)為徹底解決問題，將三根相線合并，接入L1相線，同時(shí)調(diào)整其他部位用電負(fù)荷，以保持總配電箱內(nèi)各相負(fù)荷的平衡。2)現(xiàn)場(chǎng)電工要有相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)能力與實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，避免以豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)彌補(bǔ)理論專業(yè)知識(shí)的不足。3)要全面貫徹執(zhí)行JGJ 46-2005施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范，避免辦公和生活區(qū)配電不規(guī)范的弱點(diǎn)。4)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的用電問題要進(jìn)行電路分析和計(jì)算，為整改和預(yù)防提供技術(shù)支持。

6 結(jié)語

施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電發(fā)生的每個(gè)故障或事故多為設(shè)計(jì)或操縱不當(dāng)引起，對(duì)規(guī)范允許或禁止的原因不了解，進(jìn)行電路分析可提高對(duì)安全用電的認(rèn)識(shí)，更好地執(zhí)行和應(yīng)用《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》。

[1]冀國華.淺談施工現(xiàn)場(chǎng)用電組織管理[J].山西建筑，2010，36(4):207-208.