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近年来电气火灾的比例急剧上升,这与现代电气负荷大量使用有密不可分的关系。现代电子信息技术使我们的城市变的更加绚丽多彩,高楼大厦中以电脑为代表的信息设备密集,各种各样广告灯、LED屏成为建筑物上不可或缺的装饰。但是隐藏在这高楼大厦中的危机却很少被人关注到,这主要体现在因配电系统零线电流过大导致的火灾隐患问题。
为什么高楼大厦中的负载会产生谐波电流
目前高楼大厦中的主要负载是高科技电子设备,例如电脑等电子信息设备、视频监控系统、LED屏、节能灯等。这是因为谐波电流主要是整流电路产生的,而任何电子设备都包含整流电路。整流电路工作时会产生谐波电流,就像汽油发动机工作时要排放废气一样。
由于谐波电流的出现,人们以前的一些用电常识就不再正确,其中主要的一个不同就是零线电流的变化。在配电系统中,线路分为火线(相线)和零线。传统电工理论认为,当三相负荷平衡时,零线上的电流为零。但是当电气负荷为现代电子设备时,这个理论被彻底颠覆了。当负荷为现代电子设备时,“即使三相负荷平衡,零线上的电流也不为零,反而会达到相线电流的2倍”。
这是一个惊人的结论。因为零线上有过大的电流会导致零线导体过热。从基本的物理知识,我们知道,当导体上的电流达到原来电流的2倍时,导体发热量是原来的4倍!后果可想而知了,这是严重的火灾隐患。
三次谐波电流埋下的火灾隐患
三次谐波电流会导致零线电流超过相线电流。零线电流过大的危害甚大。这主要有两个原因。
首先,大家知道,电气线路一旦超过额定的负荷,就会严重发热,形成火灾。因此为了确保安全,在线路上安装了一些过流保护装置。当线路上的电流超过额定值时,过流保护装置自动切断线路,避免了火灾的发生。但是,电气安装规范上规定,在零线上不安装过流保护装置。因此,当零线上的电流过大时,没有任何保护装置动作,只能任凭发热,在燃烧条件具备时,就会诱发火灾。
其次,有的建筑物中,零线比相线更细,那么当零线上流过的电流超过相线时,就蕴藏着更大的火灾隐患。
零线电流过大的治理方法
我们知道,相线与零线共同构成了3次谐波电流的通路,如果在零线上阻拦掉3次谐波电流,那么相线上自然就没有3次谐波电流了。