办公室共用零线引发的思考

黄慧芳

(山西六建集团有限公司，山西太原 030024)

0 引言

施工现场用电包括施工区、办公区和生活区等，临时用电规范对办公或生活区的要求较简单，是现场用电的薄弱环节，配电不当会造成安全事故和经济损失。

1 概况

某项目工地办公区为一排彩钢板房，共20间。用电设备主要有三大类:

1)办公设备(电脑、打印机、网络设备及相关设备)。2)办公室室内照明(节能荧光灯、白炽灯)。3)厨房电器(冰箱、排气扇、电饭煲等)。由于办公室并排长度65 m，配电时采用了分区和分功能配电方法，为方便布线，采用了共用零线(导线截面按三相独立工作考虑)。

2 现象描述

某天上午正常办公时，突然灯泡变亮，3 s～5 s后烧毁;风扇加速并伴随着放电响声;1台电脑显示器冒烟烧毁;插座上的充电器、网络设备电源适配器等小功率设备几乎全部烧毁。检修2 h后恢复供电，但一个月后又发生了两次同样的现象，不仅造成了大量电器设备的损坏，同时留下了安全隐患。

3 需思考的问题

随后组织项目工程师、电工和安全员进行了现场讨论，提出了以下几个疑问:

1)电器烧毁的直接原因。

2)产生此现象的根本原因。

3)如何处理与避免。

4 思考与分析

1)办公区配电线路示意图见图1。

2)直接原因分析。

根据表观现象可以直接判断为电压过高所致，每种电器都有一个额定工作电压和允许偏差范围，单相设备额定电压为220 V，三相设备为380 V;交流电焊机等为单相380 V，设备不同，允许的电压偏差范围也不同。根据功率计算公式:P=UI。

换算电压和电阻为:P=U2/R。同个电器阻抗R不变，当电压U增大时，功率P以平方关系增大，如电压U变为原来的1.5倍时，则功率P变为原来的2.25倍。所以同一电器在高电压下工作，就会产生过多的能量，导致电器烧毁。电器维修时的检测也证实了这一点。

3)根本原因分析。

根据上述2)可知电压的升高不是电器设备自身引起的，是外电路的电压升高。在三相五线制配电线路中有两个电压，相电压:每根相线(火线)与零线间的电压为220 V;线电压:每两根相线(火线)间电压为380 V。根据图1线路图分析，是零线发生了断路引起，为简单描述，将L1上的所有负载合并为照明设备组Z1，L2负载为电脑设备组Z2，L3负载为生活设备组Z3。配电线路图可简化为图2。

根据图2可知，如在设备组内部或零线合并点之前位置，零线发生断路，则会造成部分设备或设备组不工作，不会造成电压的升降。

如零线在合并点之后或上一级零线发生断路，则配电形式发生了改变，由三相单独(并列)工作转换为星型接法负载，线路图见图3。

根据星型接法的特点，只有在三相负载平衡的条件下，每相的电压均相等，为220 V;任意一相的负载变化都会引起另两相电压的变化。实际使用时，每组均有多台设备，且工作方式不同，分别以电阻、电容和电感方式工作，设备组的负载不可能平衡，从而引起设备的损坏。

将办公区开关箱至分配电箱之间的电缆拆除检测，发现电缆的零线在拆除脚手架时被砸断。

4)串、并联电路分析。

正常情况下，设备组内部各电器设备和设备组之间的电器设备是以并联方式工作，各设备的电压均为额定电压，所以能正常工作。在共用零线断路的情况下，设备组之间由并联电路转为串联电路，以设备组Z1，Z2为例，电路图如图4所示。

L1和L2之间的线电压为380 V，线路中的电流均相同;根据串联电路的特点，每个设备的电压U=I·R。在额定电压下，设备的功率P越小，则设备的阻抗R越大。在非正常的串联情况下，电路的电流I相同，阻抗R越大，分担的电压U越大，出现2)情况致使设备损坏，尤其是小功率的电器设备。

5 处理方法与注意事项

1)为彻底解决问题，将三根相线合并，接入L1相线，同时调整其他部位用电负荷，以保持总配电箱内各相负荷的平衡。2)现场电工要有相应的专业技术能力与实际施工经验，避免以丰富的实际经验弥补理论专业知识的不足。3)要全面贯彻执行JGJ 46-2005施工现场临时用电安全技术规范，避免办公和生活区配电不规范的弱点。4)对施工现场发生的用电问题要进行电路分析和计算，为整改和预防提供技术支持。

6 结语

施工现场临时用电发生的每个故障或事故多为设计或操纵不当引起，对规范允许或禁止的原因不了解，进行电路分析可提高对安全用电的认识，更好地执行和应用《施工现场临时用电安全技术规范》。

[1]冀国华.浅谈施工现场用电组织管理[J].山西建筑，2010，36(4):207-208.