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低壓系統節(jié)能技術的研究與應用淺析

發(fā)布時間:2013年12月13日 來源:中國智能建筑信息網

一、序言我國目前執(zhí)行的,由某些專家基本上照抄IEC標準制定的,國家標準GB50054《低壓配電設計規(guī)范》(以下簡稱其為“該規(guī)范”),它與前蘇聯的《電氣裝置安裝規(guī)....
  一、序言

  我國目前執(zhí)行的,由某些專家基本上照抄IEC標準制定的,國家標準GB50054《低壓配電設計規(guī)范》(以下簡稱其為“該規(guī)范”),它與前蘇聯的《電氣裝置安裝規(guī)范》相比,只是對用電場所內部的漏電故障的保護有所“進步”,但同時卻出現了可使故障擴大化等新的問題,而且均對用電場所的故障:其只有按供電源的電壓正常時,對其“故障電流”、“漏電故障”設置保護裝置的規(guī)定;從而缺少了對供電源可出現的各種“故障電壓”應設置保護裝置的規(guī)定。

  結果按“該規(guī)范”的規(guī)定,所選用與設置的一切保護裝置,根本不能保障人們的安全用電,從而在低壓用電領域不但已發(fā)生了、與今后還可繼續(xù)發(fā)生眾多的各種電氣災害:

  它不能保障用電設備的安全。如,“斷零”等故障所產生的故障電壓即可燒損,住宅樓等各低壓用電場所的各種用電設備。

  可引發(fā)按“該規(guī)范”不易說明、非由用電場所的責任、且用電者無法主動防護的各種電氣火災(本文稱其為“被動起火”)與爆炸等事故。如,目前我國發(fā)生的多起重大電氣火災事故等有可能是由此種原因所造成的、或為一種重要的原因。

  及也屬非用電場所的原因、且多數用電者尚不清楚進行防護的,與只能通過人民法院的判決才可“維權”的,由各種故障電壓所造成的“它殺式電擊”人身死亡的災害。

  故對于一般的用電場所、特別是年久用電絕緣老化的場所,維修不當或缺少電學安全知識的用電場所,其不但存在不可避免的安全隱患,而且由其所造成的各種事故,均是用電者自身根本無法防護或極難防護的災害,它應屬低壓節(jié)能工作中的一個重要課題。

  二、關于對“該規(guī)范”的技術“進步”性的思考

  本文認為主要是它照抄了由西方工業(yè)發(fā)達國家等,于1960-70年代所制的IEC標準。由于其對用場所內部的漏電故障,采用了由其發(fā)明的RCD裝置等技術用以防護其危害,其取樣信號為mA級,故此大大提高了保護電器動作的靈敏度。從而對解決當時由于電氣產品缺少防護漏電功能(如:洗衣機無雙層絕緣,無安全插座等)、與人們的安全用電意識不足(如:原設計對于居民用戶的插座設置得太少、安裝高度不適宜等;或用電者因缺少安全用電的專業(yè)知識亂拉臨時線路等。),所出現的電氣火災與人身安全等事故,確實起到了極為重要的仰制作用;同時還起到了向IEC標準靠攏后,使我國的低壓電氣產品等可進入國際市場,參于各種競爭的目的。

  但是,隨著人類科技的進步與人們安全用電意識的增強,其防護用電場所內部發(fā)生的漏電故障的危害作用已愈來越??;以及不應再搞一切均應向“老的”IEC標準靠攏,尚應開發(fā)具有我國自主知識產權的新技術產品(或開發(fā)國內外的具有真正的先進保護技術功能的新產品),用以改進其保護功能。

  三、關于由“該規(guī)范”引進的創(chuàng)新技術所出現的各種新問題

  本文認為現行的IEC標準中其創(chuàng)新的低壓保護技術主要為推廣與應用RCD裝置;及為使其可檢測到用電場所內部發(fā)生漏電故障時的剩余電流(它才可動作用以切斷其故障電源),又提出了五種接地型式,即其核心技術還規(guī)范了必須保障對其規(guī)定的用電設備的外殼D,點等導電體與接地裝置間的連接線PE、PEN線應能可靠的工作。

  1、因按“該規(guī)范”規(guī)定采用的RCD裝置,它只能在其必須借用的PE線工作可靠、且只能當其所控線路內部發(fā)生漏電故障,使其可檢測到的剩余電流過大后才可動作。則它不能防護屬于由其“外部”通過PE線等引入的一切故障電壓的危害。因此在低壓用電領域存在:

  一方面通過PE線、PEN線、與等電位連接體的相互傳導作用,可使凡與其有電氣連接的接入低壓電網的所有接電設備的外殼、各等電位導體的外露部分等均可載有其它處所載有的各種故障電壓,故其除可危及眾多的用電設備的安全外,還可造成對人體的被“它殺式電擊”的人身死亡事故。

  另一方面通過這種傳導作用還可使無故障的用電場所、與技術性能正常的用電設備也受其害,可使各個用電場所均可出現各種故障電壓,均可發(fā)生用電設備的被燒損、形成“被動”式的電氣火災、與引發(fā)爆炸等事故。

  這種可使故障與其危害性擴大化的狀況,完全是由于IEC標準所創(chuàng)新的保護接地技術所造成的。

  2、按“該規(guī)范”的規(guī)定其除不能保障用電設備與人身的安全外,對于我國絕大多數均采用TN-C-S系統的用電場所,因其用電端存在N線與PE線的電氣連接點,其L線與N線間和L線與D,點間的電壓即是相等同的,則若其某相線的電壓大于250V時即可發(fā)生爬電起火與引發(fā)爆炸等事故的災害;反之,若N線通過PEN線等引入過高的故障電壓時(據有關資料介紹其限值可達上千伏),除可危及設備與人身安全外,還可造成D,點對裝置外的導電體與大地的放電、火花,而引發(fā)電氣火災與爆炸等事故。

  3、有關保護接地裝置中的問題,因篇幅有限故暫時從略。

  4、關于其RCD裝置自身存在的問題。

  其以其可檢測到的剩余電流I△取代用電端所出現的故障電壓UJ是有問題的。

 ?、倨湓诶碚撋鲜菢O其不妥當的。即當用電端發(fā)生漏電故障時:對于TN系統,因故障點的隨機性(不能事先確定其地點),則由不同的故障點構成的故障回路,其回路的導電體電阻即不可能相等同;對于TT系統,其故障回路的電阻主要為接地電阻,及任何人均不得不承認,不同的接地點的接地電阻不但不同,而且還可能隨時發(fā)生變化,均可導致故障回路的電流起變化。故其規(guī)定以I△替代UJ存在:違反了連一般的電工、甚至中小學學生均知道的自然科學中歐姆定律為U=I·R的最基本關系,這是嚴重的理論上的錯誤。

 ?、陔姄羧松淼膫鍪鹿剩荒苁峭ㄟ^人身的、可引發(fā)人體機理受到傷害,直至發(fā)生死亡事故的“效應電流”。故以剩余電流替代它存在可發(fā)生誤動作的問題。如,對于正常環(huán)境下設置的終端斷路器,按其規(guī)定其RCD裝置的動作電流為30mA;現假定故障回路總的阻抗為100Ω(按“該規(guī)范”的規(guī)定既使包括電源端的接地電阻在內也不能超過此量值),則有30mA·100Ω=3V其即可動作。若此電壓可全部加在人體上,它是什么概念呢?此值僅為人們常用的兩節(jié)1.5V干電池的電壓,它能電擊人身致死嗎?

 ?、垡騌CD裝置所檢測的剩余電流尚包括正常情況下,配電線路與用電設備等產生的泄漏電流,當其過大時它也可發(fā)生誤動作(其不能保障人們的連續(xù)用電,應是必須解決的安全用電中最為重要的課題。);甚至可使建筑物總進線處的RCD裝置,要么可發(fā)生誤動作,要么放大其整定的動作值后將違反防火技術的規(guī)定而存在難以實施與操作的問題。

 ?、苁聦嵣希琍E線同N線一樣也不可能不發(fā)生斷線故障,且因PE線正常情況下只導電位不導電流,此時用電設備仍可正常工作,故一般情況下很難發(fā)現它;以及它還存在因接地裝置的受腐蝕等難以保持原保護功能的問題。故其規(guī)定采用的RCD裝置,即使對其用電場所內部的漏電故障,還存在可拒絕動作的問題。

  四、關于對用電端可能載有的各種故障電壓UJ危害性的防護狀況

  至目前為止,在低壓用電領域全球均未能推廣與應用可靠的可全面防護其危害性的保護裝置。

  1、我國最早提出的,應對N線斷線故障的危害實施保護的技術,為JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》。其采用“殘壓法”的保護技術,因其所取用的故障電壓信號受接地電阻變化的影響而沒有成功。

 ?。ㄊ聦嵣?,南非等國家也采用過該方法,但早已被摒棄不用了;以及西方國家各別的用電場所還采用了技術倒退的六線式的配電線路防護其危害性,但其既需增大投入、又因能耗過大而未能加以推廣之。)

  2、在發(fā)布“該規(guī)范”前,其有關的技術專家們已知N線斷線故障危害的巨大性,人們已按其提出的必須想方設法防止發(fā)生N線斷線故障,實施了無科學依據的增大了N線截面積等措施;但至今其仍做不到可杜絕N線發(fā)生斷線的問題,與可防護由其所造成的危害。

  3、制定“該規(guī)范”的權力技術專家拒絕制定規(guī)范UJ危害性條款的結果為,目前全國的低壓保護電器行業(yè),均只好在“跟進”按原法國的天津梅蘭日蘭“廠家”,制定的只能保護相線過與欠電壓的技術指標,生產其過電壓≥264-280V后才可動作的“新產品”。其嚴重的超過了全國各生產低壓用電設備企業(yè)生產的用電設備、與插接件等,其工作電壓不得大于250V的規(guī)定;及對于TN系統,此時其D,點的電壓限值可達73.3-95.7V,而大于人身預期的接觸電壓限值為50V的規(guī)定(即國家做了大量的投入后,不但仍不能保障人們的安全用電,還可更進一步的誤導人們的安全用電意識)。

  五、對應低壓節(jié)能的工作對此種狀況的思考

  1、綜上所述,本人認為按現行的“該規(guī)范”的保護技術,除不能直接防護UJ的危害外,還存在它對用電端的電壓正常下的漏電故障保護作用極其有限,而不能保障人們安全用電的問題。則:

 ?、儆纱嗽蛩斐傻臒龘p用電設備、引發(fā)“被動起火”與“它殺式電擊”人身死亡事故等,是對社會財產的浪費與損失,其應屬全方位節(jié)能工作的“死敵”。

 ?、谄錈o科學依據的增大N線的截面積、與目前已開發(fā)及繼續(xù)設置不符合國家有關標準的過與欠電壓保護裝置、特別是其創(chuàng)新的五種接地型式及對PE線太多的應用,因其仍未能解決人們可安全用電的問題,故由此而增大的各種國家資源的投入,其應屬對變相節(jié)能工作的“背叛”。

 ?、垡约捌銻CD裝置所存在的拒動與誤動的問題,既屬不能保障人們安全用電的問題,又屬于對發(fā)電者可造成的能源的浪費。

  ④全國基本上均采用的TN-C-S系統,其每個用電端的接地點處,一般情況下均可存在由供電源起至用電端在PEN線上產生的電壓降。現假定其△U=5%Ue、與取供用電兩端的接地電阻為8Ω時,其每年的電能損耗量為132.5kw.h,全國的低壓用電場所設置的接地點何止為千千萬萬,其不是對電能的巨大浪費嗎?

  2、從純技術觀點對上述狀況的分析(現只說明兩點)。

 ?、僦饕乾F行的保護技術存在功能低下的問題。如對于N線斷線故障,其用電端的N,線的電位已變?yōu)槠淦齐娢?,及按“該?guī)范”規(guī)定的技術方法在用電端又找不到可與其電源端零電位哪怕是近似相等同的N線電位的線或點,即在用電端無法取出其確切的故障電壓,則無其故障電壓信號即無法設置防護其危害的確切的保護裝置。

 ?、谥贫ā霸撘?guī)范”的決策者對其五種創(chuàng)新的接地型式做解釋時、與其發(fā)表的有關書刊中均宣稱:《“地”是指電氣裝置內與地連接的外露可導電部分、裝置外導電部分和大地?!?,其概念(包括將工程中的大地的電位均視其為“零電位”點)是錯誤的。

  想說明這一點很簡單:首先,當某一用電設備的外殼D'點載有故障電壓時,(如發(fā)生相線對其外殼的短路故障),其D'點的電位限值可變?yōu)?20V,它怎么能與其宣稱的“大地”的“零電位”相等同呢!

  及事實上,不同的故障點與供電源所構成的故障回路,其中無論是各種導電體還是大地的土壤間均存在電阻,及有故障電壓即可產生故障電流、有故障電流即可產生電壓降。則其硬將上述的三種點均稱為“地”,其即混淆了三者可出現不同電位的關系;以及在事故情況下,其工程中的大地的各個點因此其電位也是不同的,故將其均稱為“零電位”點,是基本理論與概念都不清楚的表述。即按“該規(guī)范”的的接地理論,根本不能取出D'點的故障電壓。故其只能是無辦法對D'點載有的UJ(包括漏電電壓等)設置確切與可靠的保護裝置。

  目前的狀況是,雖然我國已有相應的專利技術(與一種保護產品的樣機),可解決取出N,線與D,點的確切的故障電壓的問題,與按我國現有的科技水平,制作各種整定動作電壓或電流值的保護開關,從制造工藝的角度看均不存在任何問題。但因制定與管理“該規(guī)范”的權力技術專家,可把持對它的解釋權、與用以左右低壓保護電器的市場,則想做好其低壓節(jié)能的工作,還存在諸多的困難。

  六、關于對解決目前存在的人為的難題的思考

  1、其專門專家的權力太大。如我在我國低壓電器歸口管理單位、上海電科所的有關負責人某教授的提示下,我與原電力部規(guī)范匯編組的技術專家某高工,共同通過一年的時間編寫了“關于修定《低壓配電設計規(guī)范》(GB50054-1995)的請示報告(它是按該規(guī)范的條款,某條存在的缺欠、產生原因與如何解決它寫的計28頁。),我們于2005年4月28日,通過遼寧省電力有限公司→國家“中電聯”→國家科技部→原建設部→修改“該規(guī)范”的總負責專家處(我專程至北京詢問情況時,他打開了其電腦承認收到了我們的“請示”報告)。

  結果他卻可毫無道理、置之不理的,以“一切應向IEC標準靠攏”而扼殺了其“報告”。

  2、多年來,在我們社會主義國家,對如此可關系到所有的低壓供用電者、與各種低壓用電場所的安全用電,及國家利益的問題,存在只要其“專門家”反對,即可扼殺其不同的意見、與其決策失誤不但還可不負任何責任,甚至是還可不承擔可能存在的罪責的問題。

  3、其“專門專家”利用了國家授予的權力與各種便利條件,一直在誤導與可繼續(xù)誤導人們的安全用電意識。與其既能左右我國的低壓電氣產品市場,又在貽誤著低壓保護電器的發(fā)展與進步。

  自1996年6月起,我國執(zhí)行“該規(guī)范”后,他們已踏遍了全國的28個省市,一直宣講其引進的技術的先進性,與保障人們安全用電的可靠性,及一切保護裝置(包括生產廠家生產的產品)等均應向IEC標準靠攏之。結果:

 ?、偈芷湔`導的狀況是相當嚴重的:它不僅誤導了廣大的供用電者,以及還誤導到某些專家與教授均協助宣傳其錯誤的理論與概念,甚至已經傳至下一代。

  如:某地工業(yè)大學電氣專業(yè)的某教授,在我開始與其討論這一問題時,提出其地電位的理論有錯誤,其稱:“全國生產的Ⅰ類電氣產品均有其專用的接線柱,及均應接地,與只要其設備接地了,即可保障人身的安全;以及我給學生們授課時也是這么講的?!钡?,我直至通過說理,他才接受:電氣設備的外殼在事故情況下,其電位可變?yōu)槠漭d有的故障電壓UJ,及當RCD裝置等不能及時切除它時,即可危及人身的安全等意見。

  故此,我認為它在全社會已形成了一種技術偏見,已導致眾多的用電者未能維護其自身的合法用電權益,已貽誤了國家解決該問題的決心。

 ?、谄湔`導作用除生產電氣產品的廠家只能認可之,其制造保護電器產品的廠家也只好共鳴之,也深受其害。它要求必須向IEC標準靠攏的結果,已經導至全國的各生產保護電器的廠家,只能制作“跟進的”技術產品。

  4、由于“該規(guī)范”對用電端可出現的故障電壓的危害性無規(guī)范與規(guī)定,已導致全國低壓保護電器市場出現了混亂無序的狀況(詳見本文四中的第3款)。

  反之,其為了個人的名譽與地位等,可“以身試法”的對抗黨的創(chuàng)新政策。如對國家授權的發(fā)明專利技術中,可防護UJ危害性的技術產品,在他們可能做了工作后,已變?yōu)闃O難推廣的技術,甚至我可提供間接證據,證明連本來有意向共同開發(fā)其產品的企業(yè),也被其給攪黃了。即其各生產保護電器的廠家,由于制定“該規(guī)范”的管理者拒絕對故障電壓危害性做有規(guī)范與規(guī)定,則在我國出現了均懼怕受其影響,均不敢開發(fā)具有我國自主產權的創(chuàng)新產品(即懼怕其無銷售市場),從而出現了無辦法開發(fā)“技術領先產品”的極為尷尬的局面。

  5、關于我的陳訴意見與請求。

 ?、偎耆怯扇藶榈脑蛩斐傻奈:?。

  A、由于其管理專家可把持“該規(guī)范”與必須執(zhí)行它,在全國已造成了、今后還可繼續(xù)造成大量的燒損用電設備、引發(fā)各種電氣火災(與爆炸)等災害、與“它殺式電擊”人身死亡等事故。

  B、誤導了人們(包括下一代)的安全用電意識。甚至在阻礙科技的發(fā)展與進步。

  C、可迫使國家有關領導機關做出非科學的決定,如至今仍在執(zhí)行的電力部于1996年9月頌發(fā)的《居民用戶家用電器損壞處理辦法》,它已使用電者、供電者與國家三者的利益一直均可受到其危害。

 ?。ù送?,特別值得說明的是:“此辦法”已在嚴重的危害國有企業(yè)的合法權益,從而在侵害人們長遠的發(fā)展利益。如若克服“該規(guī)范”中的缺欠后,供電企業(yè)起碼可不、或少賠償,由各種UJ引發(fā)的多種不該由供電者來承擔的災害、與人身傷亡事故所造成的損失。)

  D、已給國內的低壓保護電器市場造成了混亂無序的局面。

  ②因我個人的能力極其有限,所收集到的由各種故障電壓等引發(fā)的安全用電事故例極少,則在說明它時即顯得無“底氣”。

  但為了保障人們的安全用電,直至可提高我國的國格(我國應與可能率先于各工業(yè)發(fā)達國家解決防護故障電壓等對人們的危害),故敬請有關部門(如消防、安全生產管理、與能源部等)有關的從事低壓安全用電工作的領導與技術專家、與特別是尊敬的最廣大的供用電者們來信,均共同充實其具體內容吧。以便可進一步宣傳應維護廣大供用電者的合法權益,與進一步促成全社會均想解決該問題的決心。

  此外,本人更希望廣大的用電者、特別是企業(yè)家們,除應共同關心這一問題外,雙方可否建立進一步的友誼關系,與共同開發(fā)這一既屬于安全用電、又可“節(jié)能”的新技術產品。

 ?、劢ㄗh國家應及時解決這一誤國害民的問題。以及對一般的技術法規(guī)或規(guī)定等,國家可否設置一個人人均可參與的,可暢所欲言追求真理的,求實、公正與平等的可解決問題的辯論平臺,在取得共識的基礎上,促進科技事業(yè)的發(fā)展與進步,從而達到人人均可為“中國夢”貢獻一份力量的目的呢!

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