淺談民用建筑內四極開關的應用問題

張茂宇（上海大境建筑規劃設計有限公司，上海 200070）

?

淺談民用建筑內四極開關的應用問題

張茂宇
（上海大境建筑規劃設計有限公司，上海 200070）

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

【關鍵詞】中性線 接地系統 剩余電流保護裝置 四極開關

1 中性線的保護

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、IT系統的中性線和TN系統的PEN線或中性線）一旦發生斷線（在我國，此情況俗稱為斷零），就會發生單相設備大量燒壞，造成經濟損失，嚴重時可致人員傷亡。

在三相負載不平衡的情況下，中性線斷線后，單相電壓變為線電壓，由各相功率不同的用電負載分擔線電壓，當其中一個用電負載所分擔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熱，電壓過低時則因銅損增大而發熱，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重，所以發生“斷零”時單相電動機的絕緣壽命不論電壓高低總難免縮短。

但是我國電力行業正處于發展中階段，與發達國家成熟的電力行業相比還有一些落后的觀念與做法。為了節省造價，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力，或者接頭處連接不可靠；電氣設計中濫用四極開關，增加中性線上不必要的斷點。

因此，對于中性線的保護尤為重要。在電氣線路的設計中應注意做到以下兩點：

（1）在三相四線回路中應不得減小中性線和PEN線的截面，應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和觸頭，例如沒有特別的需要盡量少裝用四極開關，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備的帶電導體，只需斷開三根相線，設備不運轉就可以。電氣維修則可能接觸所有的帶電導體，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.低壓供電網絡發生單相接地故障，故障電流在變電所接地極上產生電壓降，從而使中性點對地帶危險電壓；b.保護接地和低壓側系統接地共用接地裝置的變電所內高壓側發生接地故障，其故障電流也對接地極產生電壓降，引起中性線帶危險電壓；c.低壓線路上感應的雷電過電壓沿中性線使得電氣裝置帶電，引發觸電危險。）帶危險電位。因此進行電氣維修時，應斷開所有的帶電導體，包括相線以及中性線。

2.1 線路保護

低壓配電線路根據具體情況采用二級或三級保護時，在總電源、分支線路首端或線路末端（農村集中安裝電能表箱、農業生產設備的電源配電箱）安裝剩余電流保護裝置。

2.2 民用建筑中四極開關的選用

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

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

由于我國國民用電安全意識的缺乏，電氣行業設計觀念的落后，國產電氣設備品質不高，電氣安裝及操作人員的素質水平不夠，為保障人身安全，我國民用配電系統中仍舊多處采用四極開關。而在國外卻極少采用四極開關，包括10/0.4kV變電所內變壓器出線開關以及照明終端配電箱的進線開關均采用三極開關（這與國外發達地區供電系統廣泛采用三相三線制有一定的關系）。

3 結語

筆者認為應該根據具體情況，設計合理的電氣系統，適當的選用四極開關保障供電的可靠性及安全性。隨著我國電氣行業的不斷完善，國民用電意識的提高，四極開關的多用及濫用現象將在我國逐漸減少。

參考文獻：

［1］中國建筑東北設計研究院.JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2008.

［2］中國國家標準化管理委員會.GB13955-2005 剩余電流動作保護裝置安裝和運行［S］.2005.

［2］中國國家標準化管理委員會.GB14050-2008 系統接地的形式及安全技術要求［S］.2008.

［3］ 中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電手冊［M］.第3版.北京：中國電力出版社，2005.

［4］王厚余.建筑物電氣裝置600問［M］.北京：中國電力出版社，2013.5.

［5］賀湘琨.中性線斷線保護問題之我見［J］.建筑電氣，2016.1：8-10.

［6］王厚余.“斷零”的危害和防范［J］.建筑電氣，2013.12：3-6.