CN108321767A - 伴地线电气防火方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伴地线电气防火方法，在与配电线匹配的漏电保护开关的外侧设置至少一根接地线；当配电线接入的线路中产生漏电时，与配电线匹配的漏电保护开关在预设时间内动作，切断电源；当配电线内部线缆之间短路时，短路电流流经所述接地线出现漏电，并触发漏电保护开关动作，切断电源。本发明提出的一种伴地线电气防火方法，当原配线内部发生任意形式的短路事故时，新增的一条地线也会参与其中，从而引起该地线的漏电现象，会立即使漏电保护开关动作自动将电源切断，从而将短路着火点与电源断开，大大降低电气着火的可能性。

Description

伴地线电气防火方法

技术领域

本发明涉及电气应用领域，特别是一种伴地线电气防火方法。

背景技术

如图1所示，自从法国科学家高兰德和英国科学家约翰·吉布斯于1882年发明了“照明和动力用电分配办法”的专利以来，电的使用极大地推动了人类社会的进步和发展。但是，让两位科学家没有想到的是，他们的用电专利也为人类的生活带来了重大的财产损失和无情的灾难。这些损失和灾难就是电气火灾和人身触电事故。尤其是随着工业化水平的不断提高，各行各业对电气设备的应用越来越多，而电气火灾隐患也日益突出。根统计，世界各国每年都会发生大量的电气火灾事故，而我国的电气火灾事故已经上升到世界的第一位，远远高于世界各国电气火灾的比例，给国家、集体和个人都带来了巨大的经济损失和精神创伤。

高兰德和约翰·吉布斯两位科学家发明的“照明和动力用电分配办法”的专利主要解决了照明配电方式——也就是单相火线的使用方法以及动力配电方式——也就是三相火线的使用方法。他们主要解决了低压配电的技术问题，这种专利技术至今还在我们的生活中广泛使用，也确实为人们使用电力提供了很大的技术支持。不过，从大量的电气着火事故中可以发现，引起电气火灾的主要问题在于低压配电，而高压配电引起的火灾数少之又少。

电气火灾主要是由配电线路导线之间的短路故障引起的。导线短路有两种可能性，一是外力损伤绝缘引起的，这种可能性一般比较小；二是导线的绝缘老化引起的，绝大多数属于这种形式。两种形式虽然不同，但都与导线的绝缘有关，也与导线之间的距离有关。

高压配电线路没有绝缘包装，均采用裸线的形式。但是，导线之间的距离一般都比较大，直接短路的几率比较小。所以，引起电气火灾的可能性也比较小。即便出现了短路故障，高压线路的继电保护都配备得比较完善，保护动作比较灵敏，动作时间很短，会快速地将故障线路切除，也就不会出现持续的电气着火点。因此，高压配电线路引起的电气火灾就少。

低压配电主要有单相配电和三相配电，也就是220V的照明配电和380V的动力配电。低压配电线路导线之间的距离一般都很小，有些甚至是紧紧地缠绕在一起。所以，低压导线都外包有绝缘层。但是，在长期负荷的作用下，导线外层绝缘会出现老化、甚至失效的情况。因此，低压导线之间出现短路的几率要大得多。加之低压配电的继电保护往往配备不够完善，因为低压负荷的变化较大，也很难配备合适。所以，低压配电的继电保护效果没有高压配电的效果好。一旦低压配线出现短路故障引起线路着火，继电保护不能立即动作使电源跳闸，也就不能马上使着火点熄灭，而是持续地给短路着火点提供能量，使电气着火越来越严重，直到电源中断为止。由此可见，低压配电是电气火灾的最大隐忧。

在以往发生的电气火灾中，人们都是事后从火灾现场来查找起火的原因，也很难从技术层面给出电气防火的具体措施，而更多的是从管理方面加强电气防火的组织措施。但是，这并不能从源头上解决电气防火的根本问题。

在近代的低压配电技术中，电气研究人员也做了许多改进性的工作。比如：将以往由单一的热继电器担当的过载保护改为由低压综合保护继电器完成的多种短路、断相、电动机堵转以及过载保护等，扩大了保护范围；也在不同低压配电方式的电源入口处增加了漏电保护开关等技术安全措施，对预防和减少电气火灾以及人身触电事故的发生都起到了积极的作用。

漏电保护开关是一种很敏感的电气故障控制元件，它的主要技术参数有三个，电压50V、电流30mA、动作时间0.1S。在安装有漏电保护开关的配电线路中，当出现人体触电或者电器设备外壳漏电时，只要漏电流超过30mA，漏电保护开关就会在0.1S的时间内将漏电保护开关跳开，切断电源，对人身和电器设备起到比较好的保护作用。

尽管如此，每年的电气火灾和人身触电事故却依然时有发生。原因是当漏电保护开关所控内部的导线之间发生短路故障时，漏电保护开关并不会动作于跳闸，也就是说漏电保护开关对配电内部的单相短路、两相短路以及三相短路等故障是没有保护作用的，只能依靠低压综合保护继电器等其他的保护方式来保护。如果低压综合保护继电器的动作值整定不合适，它也不会动作于跳闸，这样以来，电气短路故障就处于一种失控的状态，这就是重大的电气火灾隐患。

事实上，因为低压负荷白天和晚上变化很大，保护的整定值很难达到合适的水平。所以，当所有的保护失控后，一旦发生电气短路故障势必会引起严重的电气火灾事故蔓延、甚至会造成人身触电的伤亡事故。

低压配电是电气火灾的最大隐忧，能否从配电技术上找到更科学的电气防火措施呢，这就是现有技术中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种伴地线电气防火方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种伴地线电气防火方法，在与配电线匹配的漏电保护开关的外侧设置至少一根接地线；当配电线接入的线路中产生漏电时，与配电线匹配的漏电保护开关在预设时间内动作，切断电源；当配电线内部线缆之间短路时，短路电流流经所述接地线出现漏电，并触发所述漏电保护开关动作，切断电源。

在本发明一实施例中，所述配电线为单相配线，所述单相配线的电源侧设置有单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关；所述接地线与所述单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过所述单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。

在本发明一实施例中，所述单相配线线缆包括火线以及零线，所述接地线的外侧同时分别与所述火线、零线相切。

在本发明一实施例中，所述配电线为三相配线，所述三相配线的电源侧设置有三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关；所述接地线与所述三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过所述三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。

在本发明一实施例中，所述三相配线线缆包括三根火线；所述接地线位于所述三相配线线缆中心处，所述三根火线位于所述接地线周侧，且所述接地线的外侧同时分别与所述三根火线的外侧相切。

在本发明一实施例中，所述配电线为三相四线制配线，所述三相四线制配线的电源侧设置有三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关；所述接地线与所述三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过所述三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。

在本发明一实施例中，所述三相四线制配线线缆包括三根火线以及一根零线；所述接地线位于三相四线制配线线缆中心处，所述三根火线以及所述零线位于所述接地线周侧，且所述接地线的外侧同时分别与所述三根火线的外侧以及所述零线的外侧相切。

在本发明一实施例中，所述接地线为裸线或者用带有薄层的绝缘导线。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出的一种伴地线电气防火方法，当原配线内部发生任意形式的短路事故时，新增的一条地线也会参与其中，从而引起该地线的漏电现象，会立即使漏电保护开关动作自动将电源切断，从而将短路着火点与电源断开，大大降低电气着火的可能性。本发明屏弃了以往从电气火灾事后间接查找原因的方法，而是从多种低压配电方式入手，直接以实际可控的电气短路实验为手段，通过分析众多的实验数据，从中总结找到了有效的电气防火技术方案及方法，并通过实际检验验证了该电气防火技术方案的有效性，从而弥补了高兰德和吉布斯两位科学家的发明专利100多年来存在的不足，从源头上减少、甚至消灭电气火灾的发生，让电更好地为人们的社会生产和家庭生活服务。

附图说明

图1为现有技术中高兰德和吉布斯两位科学家的发明专利示意图。

图2为现行的单相配电方式示意图。

图3为本发明一实施例中单相伴地线（零线）电气防火接线示意图。

图4为现行的三相配电方式示意图。

图5为本发明一实施例中三相伴地线（零线）电气防火接线示意图。

图6为现行的三相四线制配电方式示意图。

图7为本发明一实施例中三相四线制伴地线（零线）电气防火接线示意图。

图8为本发明一实施例中单相电缆布局示意图。

图9为本发明一实施例中三相电缆布局示意图。

图10为本发明一实施例中三相四线制电缆布局示意图。

图11为本发明一实施例中两孔改三孔插头的伴地线（零线）电气防火接线示意图。

【标号说明】：1-漏电保护开关示意图，2-短路点，L-火线，N-零线，E-接地线。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种伴地线电气防火方法，在与配电线匹配的漏电保护开关的外侧设置至少一根接地线；当配电线接入的线路中产生漏电时，与配电线匹配的漏电保护开关在预设时间内动作，切断电源；当配电线内部线缆之间短路时，短路电流流经接地线出现漏电，并触发漏电保护开关动作，切断电源。在本实施例中，在安装有漏电保护开关的单相配线、三相配线以及三相四线制配线原来的基础上，再从各自漏电保护开关外侧新增设至少一根地线（零线），通过与漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空，与原来的配线一起共同进行配电安装。

进一步的，如图2所示，现有技术中单相配线是由一根火线和一根零线组成，在其电源侧安装有单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关，在漏电保护开关的出线侧有对应的火线和零线两根出线。如图3所示，在本实施例中，若配电线为单相配线，单相配线的电源侧设置有单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关；接地线与所述单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。从漏电保护开关的外侧新增设一根地线（零线），与原来的两根配线一起共同进行配电安装，然后进行不同负载的并联连接。

进一步的，在本实施例中，如图8所示，单相电缆采用火线、零线、地线（零线）三根线的布局方式。单相配线线缆包括火线以及零线，接地线的外侧同时分别与火线、零线相切，火线与零线的外侧相切。

进一步的，如图4所示，现有技术中三相配线是由三根火线组成，在其电源侧安装有三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关，在漏电保护开关的出线侧有对应的三根火线出线。在本实施例中，如图5所示，若配电线为三相配线，三相配线的电源侧设置有三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关；接地线与所述三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。从漏电保护开关外侧新增设一根地线（零线），与原来的三根配线一起共同进行配电安装，然后进行不同三相负载的并联连接。

进一步的，在本实施例中，如图9所示，三相电缆采用三根火线和地线（零线）四根线的布局方式。三相配线线缆包括三根火线；接地线位于三相配线线缆中心处，三根火线位于所述接地线周侧，且接地线的外侧同时分别与三根火线的外侧相切。

进一步的，如图6所示，现有技术中三相四线制配线是由三根火线和一根零线组成，在其电源侧安装有三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关，在漏电保护开关的出线侧有对应的三根火线和一根零线出线。在本实施例中，如图7所示，若配电线为三相四线制配线，三相四线制配线的电源侧设置有三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关；接地线与所述三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。从漏电保护开关外侧新增设一根地线（零线），与原来的三根火线和一根零线的配线一起共同进行配电安装，然后进行不同三相四线制负载的并联连接。

进一步的，在本实施例中，如图10所示，三相四线制电缆应采用三根火线和零线以及地线（零线）五根线的布局方式。三相四线制配线线缆包括三根火线以及一根零线；接地线位于三相四线制配线线缆中心处，三根火线以及零线位于接地线周侧，且接地线的外侧同时分别与三根火线的外侧以及零线的外侧相切。

进一步的，在本实施例中，新增设的接地线为裸线或者用带有薄层的绝缘导线，便于使导线容易裸露。

进一步的，在本实施例中，较佳的，为每根火线均陪伴一根地线，在降低成本的情况下，至少要陪伴一根接地线。

为了让本领域技术人员进一步了解本发明所提出的方法，下面具体结合控制方法进行说明。

如果在以上三种低压配电方式所配火线上发生人身触电或者经过电器设备外壳的漏电现象，其自身的漏电保护开关会在0.1S之内立即将电源开关跳开，将电源切断，不至于使短路点引起火灾，也能最大限度地保护人身的安全。如果在其漏电保护开关所控的导线内部之间发生了短路故障，起初该漏电保护开关并不会立即动作，短路的着火点会将新增设的地线一起点燃，新增设的地线就会与该漏电保护开关所控的导线一起发生短路故障。这时，就有一部分短路电流从新增设的地线中泄露掉，从而迫使该漏电保护开关立即跳闸，将电源完全切断。这种断电时间比其他任何保护的断电时间都要快，都要果断、准确。当短路点没有了电源能量的供给，着火也就会迅速的熄灭，也就达到了最初灭火的目的。这就是伴地线（零线）电气防火方法所起的作用，也是本发明的核心特征。由此可见，采用本发明的伴地线（零线）电气防火方法之后，不论低压配电是什么形式，也不论发生什么形式的短路事故，漏电保护开关都能迅速、准确地将故障点的电源切断，从源头上杜绝了电气火灾事故的发生，大大降低电气着火的可能性。

进一步的，在本实施例中，可在对应的供电线路中配置三根线的配电形式的插头与插座。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种伴地线电气防火方法，其特征在于，在与配电线匹配的漏电保护开关的外侧设置至少一根接地线；当配电线接入的线路中产生漏电时，与配电线匹配的漏电保护开关在预设时间内动作，切断电源；当配电线内部线缆之间短路时，短路电流流经所述接地线出现漏电，并触发所述漏电保护开关动作，切断电源。

2.根据权利要求1所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述配电线为单相配线，所述单相配线的电源侧设置有单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关；所述接地线与所述单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过所述单极1P+N或者两极2P（L-N）的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。

3.根据权利要求2所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述单相配线线缆包括火线以及零线，所述接地线的外侧同时分别与所述火线、零线相切。

4.根据权利要求1所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述配电线为三相配线，所述三相配线的电源侧设置有三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关；所述接地线与所述三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过所述三极3P（L1、L2、L3)的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。

5.根据权利要求4所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述三相配线线缆包括三根火线；所述接地线位于所述三相配线线缆中心处，所述三根火线位于所述接地线周侧，且所述接地线的外侧同时分别与所述三根火线的外侧相切。

6.根据权利要求1所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述配电线为三相四线制配线，所述三相四线制配线的电源侧设置有三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关；所述接地线与所述三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关电源侧的零线N并联，并绕过所述三极3P+N（L1、L2、L3+N)的漏电保护开关的外侧接入负载侧的负载设备外壳或悬空。

7.根据权利要求6所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述三相四线制配线线缆包括三根火线以及一根零线；所述接地线位于三相四线制配线线缆中心处，所述三根火线以及所述零线位于所述接地线周侧，且所述接地线的外侧同时分别与所述三根火线的外侧以及所述零线的外侧相切。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种伴地线电气防火方法，其特征在于，所述接地线为裸线或者用带有薄层的绝缘导线。