安全用电常识:“群爆”事故的产生原因、危害、应对办法

来源 《无线电》杂志
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发布时间 2010-12-18

上星期六子夜,风雨交加,雷声大作,天空又降下了冰雹,把人们从睡梦中惊醒。家住朝阳区的高中学生夏志宏,急忙起床检查各屋的窗子是否关好。打开灯开关,电灯不亮,心想一定又发生了断电故障,把窗关严后继续入睡。次日清晨,供电局的检修工人急匆匆地敲门,入室检查照明和家用电器,发现电冰箱已烧坏不能启动,楼道的灯泡灯丝全都烧断。这时,楼里的居民也纷纷前来反映:各户的电冰箱都烧坏了;有的住户夜间为收看凌晨电视转播的球赛,把电视机置于待机状态,起来后发现电视机也烧了;昨夜开着空调器的人家,他们的空调器都已不运转了……大家一致询问供电局的电工是什么原因,电工说:“半夜我们来巡视,发现出了事故,先把变压器的跌落保险拉断,天不亮我们就来检修,发现从变压器引出来的零干线断了,幸亏是半夜,不然接电使用的电器全都要烧坏。我们已经修好线路,回去向上级汇报,再决定怎么进行善后处理。”

夏志宏是全市电子制作大赛一等奖获得者,平时学习中遇到问题,不弄清梦是不肯罢休的。这次,利用星期日休息,又来到宋老师家,把昨夜发生事故的情况作了详细叙述。

宋:你说的情况已经很清楚了。这种事故电工管它叫“群爆”,每年这个城市都曾发生多起,报纸上也作过报道。事故原因很简单,供电局的师傅说得很对,是由零干线断路引起的。

夏:我们宿舍区6幢楼房都是由装在大院里的一台100kVA配电变压器供电的,为什么1号楼和3号楼的照明和家用电器都没有损坏呢?

宋:问题提得好。你们无线电爱好者很有必要学习一些电工知识,特别是安全用电常识。你等一下,我拿纸给你画个图(图1)。你看,这是从配电变压器引出的4根电源线,A、B、C3根是相线,用试电笔测试有“火”(显示),常叫它火线,剩下的一根N是零线,试电笔试不出“火”,俗称为地线,它是与大地可靠连接的。这种供电方式称为三相四线制。

夏:我看了今年第8期《无线电》杂志上您写的“漫话家庭用电”,三相四线制可以供给380V和220V两种电压。380V叫线电压,220V叫相电压。 宋:对。照明和民用电器都使用220V的电压,在住宅电气设计和施工时,把变压器所带的负荷,尽可能平均分配给A、B、C三相,但要想使三相负荷基本平衡是不可能的。正是因为设置了可靠接地的零线,各相相线与零线之间总能保持220V的电压。如果零干线断线,负荷RA、RB、RC分别串联接入380V两根相线之间(图2),三相负荷又很不平衡,各相电压就会根据负荷大小重新分配。假设A相负荷为1.5Ω,B相负荷为6Ω,C相负荷为4.5Ω,此时负荷最轻 (即负载电流最小)的B相承受的电压最高,这一相所带的负荷(照明及电器)首先被烧毁,呈现断路状态。剩下A、C两相负荷形成的串联电路,跨接在380V 两根相线之间(图3)。用欧姆定律计算,流过RA和RC的电流为IAC=380V/(1.5+4.5)Ω=63.3A,A相负荷承受的电压为 UA=IACRA=63.3×1.5=95V,C相负荷承受的电压为UC=IACRC=63.3×4.5=285V,显然C相负荷也因过电压而烧毁,但A 相负荷却完好无损。

夏:这下我明白了。可是每户都装了保险丝,为什么发生事故时保险丝都没熔断呢?

宋:正好跟你说说保险丝的性能和作用。保险丝是利用电流的热效应进行工作的,当通过它的电流为保险丝标称熔断电流的1.2~1.3倍时,可使保险丝熔断,但熔断时间很长。当通过它的电流达到3倍熔断电流时,也需要40~50秒的时间才会熔断,在这段时间内白炽灯和家用电器已经被过大电流烧坏了,所以保险丝只能对短路进行保护,对过载的保护作用是很不可靠的。

夏:在发生零干线断线时,有没有办法防止造成“群爆”事故呢?

宋:最重要的是采取措施避免零干线断线。零线断线比相线断线造成的后果严重得多。你可能注意过,在低压架空线路上,零线的截面积比相线的截面积要小。规定零线的截面积不得小于相线截面积的1/2,所以它更容易断线。特别是配电变压器的零线接线端子一定要紧固,接地装置必须与零线可靠连接。在雨季,对线路的定期巡视检查是必不可少的。

“群爆”实际上是由过电压引起的,在线路上接入过电压保护元件是一种行之有效的办法。目前,应用较多的是半导体压敏电阻,把它跨接在住宅进户线保险丝的后面(图4)。在正常的工作电压作用下,压敏电阻呈现高阻值,相当于开路;发生过电压(峰值电压大于350V)时,压敏电阻击穿,相当于短路,使保险丝即时熔断,保护了家用电器设备,免遭过电压的伤害。压敏电阻也必须由专业电工进行安装。

夏:宋老师,谢谢您。

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