辦公室共用零線引發的思考

黃慧芳

(山西六建集團有限公司，山西太原 030024)

0 引言

施工現場用電包括施工區、辦公區和生活區等，臨時用電規范對辦公或生活區的要求較簡單，是現場用電的薄弱環節，配電不當會造成安全事故和經濟損失。

1 概況

某項目工地辦公區為一排彩鋼板房，共20間。用電設備主要有三大類:

1)辦公設備(電腦、打印機、網絡設備及相關設備)。2)辦公室室內照明(節能熒光燈、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，配電時采用了分區和分功能配電方法，為方便布線，采用了共用零線(導線截面按三相獨立工作考慮)。

2 現象描述

某天上午正常辦公時，突然燈泡變亮，3 s～5 s后燒毀;風扇加速并伴隨著放電響聲;1臺電腦顯示器冒煙燒毀;插座上的充電器、網絡設備電源適配器等小功率設備幾乎全部燒毀。檢修2 h后恢復供電，但一個月后又發生了兩次同樣的現象，不僅造成了大量電器設備的損壞，同時留下了安全隱患。

3 需思考的問題

隨后組織項目工程師、電工和安全員進行了現場討論，提出了以下幾個疑問:

1)電器燒毀的直接原因。

2)產生此現象的根本原因。

3)如何處理與避免。

4 思考與分析

1)辦公區配電線路示意圖見圖1。

2)直接原因分析。

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

換算電壓和電阻為:P=U2/R。同個電器阻抗R不變，當電壓U增大時，功率P以平方關系增大，如電壓U變為原來的1.5倍時，則功率P變為原來的2.25倍。所以同一電器在高電壓下工作，就會產生過多的能量，導致電器燒毀。電器維修時的檢測也證實了這一點。

3)根本原因分析。

根據上述2)可知電壓的升高不是電器設備自身引起的，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。根據圖1線路圖分析，是零線發生了斷路引起，為簡單描述，將L1上的所有負載合并為照明設備組Z1，L2負載為電腦設備組Z2，L3負載為生活設備組Z3。配電線路圖可簡化為圖2。

根據圖2可知，如在設備組內部或零線合并點之前位置，零線發生斷路，則會造成部分設備或設備組不工作，不會造成電壓的升降。

如零線在合并點之后或上一級零線發生斷路，則配電形式發生了改變，由三相單獨(并列)工作轉換為星型接法負載，線路圖見圖3。

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

將辦公區開關箱至分配電箱之間的電纜拆除檢測，發現電纜的零線在拆除腳手架時被砸斷。

4)串、并聯電路分析。

正常情況下，設備組內部各電器設備和設備組之間的電器設備是以并聯方式工作，各設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，設備組之間由并聯電路轉為串聯電路，以設備組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;根據串聯電路的特點，每個設備的電壓U=I·R。在額定電壓下，設備的功率P越小，則設備的阻抗R越大。在非正常的串聯情況下，電路的電流I相同，阻抗R越大，分擔的電壓U越大，出現2)情況致使設備損壞，尤其是小功率的電器設備。

5 處理方法與注意事項

1)為徹底解決問題，將三根相線合并，接入L1相線，同時調整其他部位用電負荷，以保持總配電箱內各相負荷的平衡。2)現場電工要有相應的專業技術能力與實際施工經驗，避免以豐富的實際經驗彌補理論專業知識的不足。3)要全面貫徹執行JGJ 46-2005施工現場臨時用電安全技術規范，避免辦公和生活區配電不規范的弱點。4)對施工現場發生的用電問題要進行電路分析和計算，為整改和預防提供技術支持。

6 結語

施工現場臨時用電發生的每個故障或事故多為設計或操縱不當引起，對規范允許或禁止的原因不了解，進行電路分析可提高對安全用電的認識，更好地執行和應用《施工現場臨時用電安全技術規范》。

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