摘要:低壓配電系統(tǒng)由多個(gè)電氣設(shè)備、多回線路等組成,系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,若某一電氣設(shè)備或某一回線路出現(xiàn)故障,將跳閘該故障線路,若故障線路保護(hù)拒動(dòng),會(huì)發(fā)生越級跳閘事故,導(dǎo)致整個(gè)低壓配電系統(tǒng)跳閘,供電中斷。現(xiàn)以某市三甲醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)中的低壓配電系統(tǒng)為例,分析了該醫(yī)院樓層配電間內(nèi)醫(yī)療負(fù)荷配電箱及地下1層配電室低壓配電柜發(fā)生故障的原因,提出了相應(yīng)的處理措施,及時(shí)消除了該故障。
關(guān)鍵詞:電氣設(shè)計(jì);低壓配電系統(tǒng);過負(fù)荷;短路;漏電;處理措施
0 引言
通常電壓等級在6 kV以下的電氣系統(tǒng)稱為低壓配電系統(tǒng),電壓等級在250 V以下的設(shè)備稱為低壓電氣設(shè)備。低壓配電系統(tǒng)在各行業(yè)電氣設(shè)計(jì)中占有重要地位,其布置復(fù)雜,在高層建筑中體現(xiàn)得尤為明顯[1-3]。低壓配電系統(tǒng)各回線路基本直接接入終端用戶或設(shè)備就地控制柜,一旦某一回線路或某一電氣設(shè)備出現(xiàn)故障,會(huì)調(diào)整故障線路,若保護(hù)拒動(dòng),將發(fā)生越級跳閘事故,擴(kuò)大故障范圍[4]。按低壓配電系統(tǒng)接地方式的不同,可分為三相三線制系統(tǒng)(IT系統(tǒng))、三相四線制系統(tǒng)(TT系統(tǒng))、三相五線制系統(tǒng)(TN系統(tǒng))[5]。低壓配電系統(tǒng)的常見故障大致可分為漏電故障、短路故障以及過負(fù)荷故障[4]。本文主要對某市三甲醫(yī)院樓層配電間內(nèi)醫(yī)療負(fù)荷配電箱及地下1層配電室低壓配電柜故障進(jìn)行分析判斷,確認(rèn)了故障原因?yàn)槁╇娝拢瑢Υ颂岢隽擞嗅槍π缘奶幚泶胧?,消除了此類故障?/p>
1 工程概況
某醫(yī)院位于某市開發(fā)區(qū),該醫(yī)院在2018年11月實(shí)施了手術(shù)部改、擴(kuò)建專項(xiàng)凈化工程,項(xiàng)目內(nèi)容主要包括住院樓地下1層至地上7層的裝修、機(jī)電及照明等低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工,總改造面積約7 000 m2,低壓配電系統(tǒng)采用TT系統(tǒng),如圖1所示,低壓配電系統(tǒng)采用直接接地方式,低壓側(cè)電源中性線N經(jīng)一電阻RN=6 Ω的接地裝置接地,電氣設(shè)備外殼經(jīng)接地電阻RD與大地相連,接地電阻雖然可降低設(shè)備漏電時(shí)的故障電壓,卻不能將電壓降低到安全范圍內(nèi),存在人體觸電危險(xiǎn),因此本工程低壓配電系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有漏電保護(hù)裝置。
2 故障簡介
該工程改、擴(kuò)建結(jié)束后,對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行了帶電試驗(yàn)驗(yàn)收,系統(tǒng)試運(yùn)行30 h后,該醫(yī)院位于樓層配電間內(nèi)的醫(yī)療負(fù)荷配電箱分支起火,該分支線路跳閘,設(shè)備被燒毀,該樓層供電中斷。事故發(fā)生1天后,該樓地下1層低壓配電室低壓配電柜內(nèi)的電氣設(shè)備出現(xiàn)短路被燒毀,低壓配電柜外殼出現(xiàn)類似被擊穿的孔洞,電纜絕緣護(hù)套內(nèi)有滲水現(xiàn)象,事故造成該樓層中斷供電1 h,索性未造成人員傷亡。
3 故障原因分析
3.1? ? 短路故障
在低壓配電系統(tǒng)線路上,因各種原因?qū)е禄芈分谢鹁€與零線絕緣受損,火線與零線互搭,產(chǎn)生超過設(shè)備、線路額定電流的現(xiàn)象叫短路。發(fā)生短路時(shí),回路中的電流相對較大,在短路點(diǎn)易產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花、電弧,導(dǎo)致導(dǎo)線金屬被熔化,引起導(dǎo)線絕緣層及周圍可燃物燃燒,同時(shí),過流保護(hù)動(dòng)作跳閘該回線路。排查兩故障點(diǎn),未發(fā)現(xiàn)各回線路存在絕緣破損、線路互搭現(xiàn)象,故排除兩點(diǎn)接觸短路故障。
3.2? ? 過負(fù)荷故障
過負(fù)荷是指線路中的電流超過了金屬導(dǎo)線的安全電流(即額定電流)。導(dǎo)線絕緣層壽命受溫度影響較大,溫度越高其絕緣效果越差。由焦耳定律Q=I2Rt可知,電流流經(jīng)導(dǎo)線時(shí),導(dǎo)線發(fā)熱量與流經(jīng)電流的二次方、導(dǎo)線絕緣電阻值、電流通過時(shí)間成正比,即電流越大、電阻越大、時(shí)間越長,導(dǎo)線的發(fā)熱量就越大,長時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行,加速了絕緣層老化。
對故障支路線路容量重新核算,結(jié)果滿足該項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)要求,且還有富余量;隨機(jī)抽樣檢測絕緣層情況,均完好無損,符合出廠相關(guān)參數(shù)要求,因此,排除故障是因線路過負(fù)荷所致。
3.3? ? 漏電故障
導(dǎo)線或端子排或支架絕緣材料絕緣水平差,導(dǎo)致導(dǎo)線與大地、導(dǎo)線與導(dǎo)線之間有電流流過稱為漏電。在低壓配電線路中,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),由于低壓配電線路和用電設(shè)備絕緣層的介質(zhì)特性,線路與線路之間、線路與大地之間存在電容,配電系統(tǒng)中總存在一定的漏電流,但是,這些漏電流微乎甚微,線路絕緣能力不會(huì)因此受到影響,正常漏電電流簡圖如圖2所示。如果受到外界某種因素或幾種因素共同作用,線路絕緣將會(huì)被破壞,產(chǎn)生非正常的漏電電流,非正常漏電電流簡圖如圖3所示。
檢查故障點(diǎn)發(fā)現(xiàn),負(fù)荷配電箱故障點(diǎn)靠西側(cè)墻處電纜絕緣保護(hù)套內(nèi)有滲水痕跡,西側(cè)墻面較潮濕,因試運(yùn)行期間該地區(qū)持續(xù)中雨,西側(cè)外墻防水施工質(zhì)量不過關(guān),導(dǎo)致雨水進(jìn)入室內(nèi)滲入電纜絕緣護(hù)套內(nèi);地下1層低壓配電室低壓配電柜處較為潮濕且有少量積水,經(jīng)檢查地下1層集水池排水泵處理能力不足,集水池內(nèi)廢水溢流至配電室低壓配電柜處,滲入電纜絕緣護(hù)套內(nèi),發(fā)生非正常漏電,絕緣被擊穿,引發(fā)故障。
4 處理措施
鑒于上述兩個(gè)故障性質(zhì)相近,對負(fù)荷配電箱故障點(diǎn)靠西側(cè)墻臨時(shí)采用薄膜隔離措施,更換受潮電纜,待天氣好轉(zhuǎn)后對西側(cè)墻面重新做防水處理;清理地下1層低壓配電室低壓配電柜處積水,更換受潮電纜,更換出力較大的排水泵;并用臨時(shí)風(fēng)扇對受潮配電箱、配電柜進(jìn)行烘干處理后,重新試運(yùn)行,系統(tǒng)未發(fā)生任何故障。
5 結(jié)語
低壓配電系統(tǒng)在電氣設(shè)計(jì)、施工過程中,應(yīng)綜合考慮電氣設(shè)備、線路的額定容量以及各外在因素的影響,避免系統(tǒng)投運(yùn)后故障頻發(fā)。低壓配電系統(tǒng)正常運(yùn)行中,應(yīng)加強(qiáng)定期巡檢、維護(hù),若出現(xiàn)故障,及時(shí)查找故障原因,采取有效的措施防止故障的發(fā)生。
[參考文獻(xiàn)]
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收稿日期:2020-06-02
作者簡介:唐瑛(1993—),男,湖南永州人,助理工程師,從事機(jī)電安裝工作。