现行国家电气规范对低压线路电气故障防火保护措施的调整与完善

　　提要:针对目前落实低压线路短路、过负载等电气故障防火保护措施存在的问题，简述经修订后的现行国家技术规范对电气故障防火保护的调整与完善，并与规范修订前要求作比较分析。
　　
　　关键词:短路，过载，接地，故障保护，线路火灾预防
　　
　　一、问题的提出：
　　
　　预防低压线路因短路、过负载等故障引发线路火灾一直是有关低压系统设计、安装等电气规范、标准、规程所规定的重要内容，也是当前电气防火工作的重点。近年来国家有关部门根据实际应用并借鉴先进国家技术及国际标准，对大量低压电气规范、标准等进行了修订，其中对涉及低压线路短路、过载等电气故障防火保护主要技术措施要求的《低压配电装置及线路设计规范》，在原规范基础上作了较大改动(原规范编号为GBJ54-83，以下称为原规范，修订后更名为《低压配电设计规范》，编号为GB50054—95，以下称为现规范)，这些改动以后的规定内容是进一步落实线路电气防火安全技术措施的重要依据。但由于种种原因，现规范所规定的线路防火措施还未能得到较好地普及，以至于大量电气防火专业规程及教科书和工农业生产、民用建筑低压用电还未能按照现规范对线路电气防火措施进行调整完善。毫无疑问，了解、掌握、应用线路防火措施的新规定，无论是对于广大低压用户，还是用电管理、安全部门都具有重要的指导作用，尤其是对于公安消防监督部门更加有效地依法科学实施电气防火安全监督，广泛落实电气防火保护措施，遏制当前线路电气火灾上升的势头，更具有重要意义。现将现规范对照原规范试作一简要比较分析，以期望对促进低压线路电气防火措施的普及与提高有所裨益。
　　
　　二、现规范对线路故障防火保护措施完善的主要方面：
　　
　　(一)对线路短路保护一般问题的完善：
　　
　　１、重新规定了线路短路热稳定保护的校核条件。线路短路热稳定的意义是指线路在一定时间内通过一定量的短路电流时，线路绝缘及物理性能不致因高温损害。在线路设计安装必须校核热稳定，这显然是线路防火基本措施之一。热稳定应与短路电流大小、短路持续时间(保护电器动作时间)及线路本身等因素有关。但原规范对配电线路采用熔断器作短路保护时，规定热稳定仅用熔体与线路截面积的最大比值来校核，即“熔断器熔体的额定电流，不应大于电缆或穿管绝缘导线充许载流量的2.5倍，或明敷绝缘导线的1.5倍”(第4.0.3条)，对采用断路器保护时，也有类似规定。这种小于最大倍数即认为满足线路短路热稳定的方法虽然简便，但有局限性。实用中常发现，对于截面较小的电线(如35mm2以下的铝芯线)，当离电源变压器较近发生短路，即使变压器容量不超过1000KVA，按规定的“倍数”选择保护电器不能满足线路热稳定的要求；而当线路距变压器较远时(线路较长时)，末端短路电流虽然变小，但保护电器切断线路故障的时间却增长了，这时即使满足“倍数”要求，但也不能满足热稳定的要求。
　　
　　基于上述，现规范对线路短路热稳定采用以下基本公式校核：
　　
　　S≥√t·Id/K(1)
　　
　　式中：S—绝缘导体的线芯截面积(mm2)；
　　
　　Id—短路电流周期分量有效值(A)；
　　
　　t—在已达到允许最高工作温度的导体内，短路电流持续作用的时间(S，t≯5S)；
　　
　　K—与线路导体及绝缘材料有关的糸数。
　　
　　上式综合考虑了线路截面及其热容量、电阻率、导热能力和短路电流大小及持续时间等因素。同时规定当短路持续时间小于0.1秒时，还应校验K2S2＞I2t(I—短路全电流有效值)，以使保护电器切断故障前，线路能承受包括非周期分量在内的热作用。这比之原规范规定更合理全面，并且随着现规范的实行，设计手册等工具书也在相应修改，手册中按不同产品列出实用数据便于设计时采用。
　　
　　２、缩短了切断短路电流的持续时间。原规范规定以上所述“倍数”作为线路热稳定校核时，要求保护电器切断短路电流作用时间不超过15秒，现规范调整为不超过5秒，这对选择保护电器以及实现保护电器与线路之间的配合提出了更高的要求，但对防止线路短路火灾更为有利。
　　
　　３、对采用瞬时或短延时动作断路器作线路短路保护时，将保证断路器可靠动作的短路电流Id与断路器脱扣器整定电流Ik最小比值由原来的1.5调整为1.3(即Id／Ik≮1.3)。