浅谈民用建筑内四极开关的应用问题

张茂宇（上海大境建筑规划设计有限公司，上海 200070）



浅谈民用建筑内四极开关的应用问题

张茂宇
（上海大境建筑规划设计有限公司，上海 200070）

【摘要】我国民用建筑电气行业与国外民用建筑电气存在差距，并且我国南北方电气行业设计及安装方面也有所不同。四极开关在保障电气维修安全方面的作用毋庸置疑，但是如何正确的应用，从而保证供电系统的正常运行，是一个值得探讨的问题。根据分析中性线的保护、剩余电流的保护等问题，结合我国民用建筑的供电特点以及我国电气行业的现状，简要说明四极开关在我国民用建筑供电系统中的应用问题。

【关键词】中性线 接地系统 剩余电流保护装置 四极开关

1 中性线的保护

在我国，民用建筑中通常采用三相四线制供电形式。三相四线回路中的中性线（包括TT系统、IT系统的中性线和TN系统的PEN线或中性线）一旦发生断线（在我国，此情况俗称为断零），就会发生单相设备大量烧坏，造成经济损失，严重时可致人员伤亡。

在三相负载不平衡的情况下，中性线断线后，单相电压变为线电压，由各相功率不同的用电负载分担线电压，当其中一个用电负载所分担的部分线电压大于其额定工作电压时，其工作寿命将大大降低，超过额定电压过高时，将使其烧毁。而对于民用建筑中普遍使用的单相电机而言，电压过高时电机将因铁损增大而发热，电压过低时则因铜损增大而发热，都将使电动机绝缘劣化加速而缩短其寿命，以前者的后果更为严重，所以发生“断零”时单相电动机的绝缘寿命不论电压高低总难免缩短。

但是我国电力行业正处于发展中阶段，与发达国家成熟的电力行业相比还有一些落后的观念与做法。为了节省造价，减小中性线截面，降低中性线的机械强度；野蛮施工，不注意采取措施减少中性线的应力，或者接头处连接不可靠；电气设计中滥用四极开关，增加中性线上不必要的断点。

因此，对于中性线的保护尤为重要。在电气线路的设计中应注意做到以下两点：

（1）在三相四线回路中应不得减小中性线和PEN线的截面，应使其与相线截面一致，在谐波电流过大时，防止回路过热，还应视具体情况加大其截面积。（2）在中性线上尽量减少线路端子连接和接头，尽可能减少串入的开关和触头，例如没有特别的需要尽量少装用四极开关，以防其中性线触头和接线端子接触不良而增加“断零”的危险。

2 电气维修安全方面

电气设备的维修分为机械维修和电气维修两类。机械维修不触及电气设备的带电导体，只需断开三根相线，设备不运转就可以。电气维修则可能接触所有的带电导体，包括三根相线和一根中性线。三相断电后，由于中性线可能由于各种原因a.低压供电网络发生单相接地故障，故障电流在变电所接地极上产生电压降，从而使中性点对地带危险电压；b.保护接地和低压侧系统接地共用接地装置的变电所内高压侧发生接地故障，其故障电流也对接地极产生电压降，引起中性线带危险电压；c.低压线路上感应的雷电过电压沿中性线使得电气装置带电，引发触电危险。）带危险电位。因此进行电气维修时，应断开所有的带电导体，包括相线以及中性线。

2.1 线路保护

低压配电线路根据具体情况采用二级或三级保护时，在总电源、分支线路首端或线路末端（农村集中安装电能表箱、农业生产设备的电源配电箱）安装剩余电流保护装置。

2.2 民用建筑中四极开关的选用

我国住宅低压（AC 380V）供电一般采用TT接地系统，在电源进线处采用四极开关。由于住户内为非专业电气人员进行电气维护及操作，因此住户内的用户配电箱内进线电源处采用四极（或二极）开关。由于现在住宅小区建筑规模不断扩大，很多情况下，配电变压器位于建筑物内，TN-S接地系统也有用于住宅配电系统，但考虑到住户用电的安全性，并且考虑到电业维护管理的要求，住宅的低压总电源进线处以及住户内的用户配电箱内电源进线处仍采用四极（或二极）开关（注：当电业部门要求在住宅低压总电源进线处装设剩余电流保护装置，由于剩余电流保护装置容易误动作，为了减少不良社会影响，建议采用报警式剩余电流保护装置，并采用四极（或二极）开关）。

我国其他民用建筑（如办公楼、商业楼、体育场馆、学校等）供电一般都采用TN-S或TN-C-S接地系统，因此10/0.4kV变电所内变压器出线开关和母联开关采用四极开关。终端照明配电箱时常会有非电气专业人员进行操作，容易发生电击事故，因此建议在终端照明配电箱的电源进线处采用电气隔离的四极开关，保护人身安全。

由于我国国民用电安全意识的缺乏，电气行业设计观念的落后，国产电气设备品质不高，电气安装及操作人员的素质水平不够，为保障人身安全，我国民用配电系统中仍旧多处采用四极开关。而在国外却极少采用四极开关，包括10/0.4kV变电所内变压器出线开关以及照明终端配电箱的进线开关均采用三极开关（这与国外发达地区供电系统广泛采用三相三线制有一定的关系）。

3 结语

笔者认为应该根据具体情况，设计合理的电气系统，适当的选用四极开关保障供电的可靠性及安全性。随着我国电气行业的不断完善，国民用电意识的提高，四极开关的多用及滥用现象将在我国逐渐减少。

参考文献：

［1］中国建筑东北设计研究院.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［2］中国国家标准化管理委员会.GB13955-2005 剩余电流动作保护装置安装和运行［S］.2005.

［2］中国国家标准化管理委员会.GB14050-2008 系统接地的形式及安全技术要求［S］.2008.

［3］ 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电手册［M］.第3版.北京：中国电力出版社，2005.

［4］王厚余.建筑物电气装置600问［M］.北京：中国电力出版社，2013.5.

［5］贺湘琨.中性线断线保护问题之我见［J］.建筑电气，2016.1：8-10.

［6］王厚余.“断零”的危害和防范［J］.建筑电气，2013.12：3-6.