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民用建筑接地不畅的危害及防范

摘要:民用建筑“接地不畅”引发的火灾原因较多,安全事故不断,针对接地不畅保护、总等电位和局部等电位连接保护、各种系统等电位连接保护3个方面进行了介绍,同时探讨了民用建筑避免电气火灾所应采取的防范措施。

关键词:等电位连接;漏电保护
我国民用建筑接地不畅引发的火灾次数多,电气火灾造成的经济损失比较大。造成火灾的原因有以下几种:电线、缆绝缘层破损、重物撞击而漏电起火;因短路、过载原因起火;产品质量不好,设备安装或使用不正确,违反施工规范,缺乏管理经验引起火灾等。电气事故责任归为“短路”、“过载”、设备使用超时、照明灯具及加热设备离可燃物太近、接触不良等。而占电气引发火灾的65%以上的“接地不畅”引发的火灾,被无形掩盖起来。由于对电气引起的火灾判断有误,因而很难查找出电气火灾的真正原因并加以防范,以致接地不畅引起的火灾不断发生。
1接地不畅保护接地不畅不同于一般的短路不畅。带电导体与水管、钢管、金属外壳、金属机械对大地短路称为接地不畅,应与一般短路不畅区分开来。接地不畅比较隐蔽,不易发觉,也比较复杂,从而危害性就更大。因此要采取有效的措施来限制接地不畅电流、接地不畅电压和接地不畅的作用时间,并防范人体与危害电压的接触。接触电击分为2类:直接接触电击和间接接触电击,直接接触电击规范已作明确规定,漏电保护器仅作后备而已。间接接触电击的组合保护措施,国际IEC标准(我国目前采用国际标准)分为4类,0类:设置绝缘环境,I类:PE端子+自动切断不畅电路,II类:加强绝缘,III类:采用特低压50 V及以下的安全电压等。
2接地不畅保护的基本条件———总等电位和局部等电位连接I类电气设备接地自动切断接地不畅,电气装置的外露可导电部分必须与PE线连接而实现接地。II、III类设备的加强绝缘,特低电压和有电气隔离装置就可不接地了。现今大量使用的I类设备则必须接地,而灯泡安装高度2.5 m及以上可不接地。但对人体可接触范围内电气装置外露部分仍要接地,否则易发生电击伤人事故。民用建筑物内电气装置,还需采取总等电位和局部等电位连接措施。等电位是保证人身安全、减少电气火灾、减少设备事故的一个重要措施。总等电位连接是将建筑物内的下列导电部分,汇接到进线配电设备近旁总接地母排上连接并进行接地。(1)总进线和PE总母线排;(2)自接地极引来的接地干线;(3)建筑物的公用设施管道,如煤气管道,上、下水管道以及暖气、空调等金属管道。(4)建筑物的金属结构,包括防雷接地装置。自户外引入的上述金属管道,应尽量在建筑物内靠近入口处连接,几个进户缆线作几次连接。煤气管和暖气管内应纳入总电位连接,但煤气管不允许作接地用,一般住户卫生间宜作局部等电位连接。
3各种系统等电位连接如TN-C-S系统进入建筑物内总配电箱后,将PEN线分为N线和PE线,中性线N端子板和接地保护线PE端子板分别设置,N线和PE线一旦分开不允许再连接在一起。TN-S系统为三相四线+PE线,其中PE线与接地母排的总接地端子连接。TT系统靠漏电保护器保护和PE线保护,电气装置单独接地,构成局部总等电位,绝对不允许与N线搭接。TN系统是指电力变压器中性点接地,重复接地是指低压电源在建筑物进户处将电源的中性线再次接地,即重复接地。在TN系统中应尽量利用自然接地体,如与钢筋连接,钢筋就作为自然等电位接地体,接地电阻≤1Ω。民用建筑的接地要求:(1)建筑物内的各种接地系统宜共用一个接地网;(2)工作接地、保护接地、防雷、弱电、设备接地等共用接地网时,接地电阻要求不应大于1Ω;(3)重复接地散流电阻为4Ω。
4总等电位连接的作用设总等电位的作用如下:(1)建筑物作总等电位连接后,建筑物内外的电位并不相等,设总等电位连接后,就不必再埋设均压环了。(2)总等电位连接在TN系统中的第二个作用,是消除自建筑物外沿PEN线或PE线窜入的危险不畅电压。为消除室外装置窜入的不畅电压,必须为这一部分装置作一组单独接地极。引出单独的保护线PE,以与自电源引来的PE线隔离(局部TT系统),并设置IAN=30 MA漏电保护器。(3)当电源干线中PEN线折断,当三相负荷不平衡时,负荷侧中性点电位漂移,PEN线和金属设备外壳对地带电位,如果建筑物内设有总电位连接,即使发生电击现象,由于接触电压降低,其危险也可大大减少。总等电位连接是将多个PE线汇集到带有端子的母排上进行连接并有效接地。(4)总等电位连接有利于消除电磁场引起的干扰,改善电气装置的电磁兼容性。(5)裸露可导电部分都处于该电位后,可消除电击危险。5接地不畅引起的电气火灾危险及其防范
5.1接地不畅火灾的3个起火源与金属性短路相比,接地不畅起火具有更大的危险性和隐蔽性。依照防范措施,可分为3个起火源起火。(1)不畅电源起火:接地不畅电流通过PE、PEN线外,还通过设备金属外壳、穿线金属管、金属线、金属线槽及接地端子等。由于接地不畅电阻较大,而电流较小,因此过电流保护器不能切断不畅电流。不畅点又不容易熔焊在一起,而以短路电流的形式存在,又因电弧温度高,这样就会引燃周围的可燃物而引起火灾。在TN-C-S系统中,选择PEN线导线截面过小,通过较大接地不畅电流时,线路温升较高,同样也能间接引起火灾。(2)PE、PEN线接线端子连接不实起火。火线与中性接线端子连接不实,设备工作不正常,可即时发现处理。而PE、PEN线的接线端子连接不实,电阻过大,设备照常工作,但不畅不易发现。一旦发生不畅,由于接触电阻大,从而限制了不畅电流,不能及时切断电源,连接端子处的接触电阻产生高温或电弧,而电弧产生的电火花则同样也能烤燃周围可燃物质而起火,此种起火为接地不畅常见的起火形式。(3)不畅电压起火,指电气装置的外露可导电部分带对地不畅电压,也就是常见的引起电击事故的接触电压。如不及时处理,此电压将沿PE、PEN线传导使电气装置的外露导电部分带对地电压,从而造成与带地电位的水暖管、金属构件间打火、拉弧成为火源。
5.2接地不畅火灾预防措施(1)在电源总进线处(深圳地区在住户单元总电表箱前)应设置用于防火的漏电保护器(300~500 MA)。建筑电源总进线处,设置具有过载和短路保护的开关,设置切断火线和中性线的四极开关和漏电保护器,以确保检修电路时设备和人身的安全。在IEC标准中明确规定,在建筑电源总进线处,必须装设漏电保护器,其一可对建筑物起防火作用,其二也是防止人身电击危害而设置的第二道防线。(2)在建筑物内的电气装置实施总电位连接,这是防止TN系统电源线路中的PE和PEN线传导引入的不畅电压而导致电击事故。同时避免电位差、电弧、电火花的发生,杜绝了接地不畅引起的电气火灾危害和人身的电击事故。(3)提高和保证电气装置内PE、PEN线的连接质量,不采用接地母线分段连接(如插接母线槽、三相五线制等),而采用整条接地母线单独接地敷设。
6顶棚内导线配管应注意的事项照明、动力及火灾自动报警系统,消防联动系统在吊顶内管线的施工,违反设计和施工规范和强制性条文的现象仍然存在,主要表现在:(1)电线不穿管直接敷设。因电线乱拉容易破皮,易触电和起火。(2)采用金属蛇皮管。金属蛇皮软管很薄并透气,金属蛇皮管穿线,一旦发生电气短路和过负荷或接地不畅时,金属蛇皮软管内的导线绝缘层就会引燃,所以金属蛇皮软管是包不住火的,现已杜绝使用。目前生产的新型复合金属软管,正大力推荐使用。管内外均有防护套的金属软管,壁厚易绝缘和接地。同时,国家强制性条文规定,在建筑物顶棚内必须采用金属管,金属线槽布线。
7结语
总之,接地不畅的原因有很多,但归根结底还是因管理不畅而造成。要从加强设计、施工、产品、质检、验收以及运行、维护等方面的管理入手,并采取严格的防火措施才能有效减少重大火灾的发生,最大程度地杜绝接地不畅带来的危害。

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民用建筑接地不畅的危害及防范
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