张磊北京电力公司电力工程治理中心(100062)
凭据消防部门的统计，在全国的火灾事故中，电气火灾约占1/3，在电气火灾事故中由于低压线路单相接地故障，造成事故约占电气火灾事故的1/2。可见线路单相接地故障的严重性与普遍性。造成线路单相接地故障的缘由是多方面的，如：
●建筑物内的导线使用年久失修，其尽缘层老化破损。
●建筑物内导线安装施工不规范，如导线不穿阻燃管，直接埋于墙内或置于桁架上。
●导线施工粗拙，偷工减料，使用钢管穿线时钢管内壁刮伤导线尽缘层。
●文娱场所等公共勾当场所在进行二次装修时，乱敷电线，致使各类施工遗留缺隐切近易燃物；
●电气设计不妥，包括使用者随意增加负荷，造成导线过负荷而发烧，导线尽缘层老化失效。
●用户内部私拉乱扯线路，架设极不规范。
●线路受自然条件影响，如导线碰树，年夜风吹断导线，空气湿润致使导线尽缘水平下降等。
●各类工钱的破坏造成断线等。
1 接地故障引发电气火灾
导线单相接地故障的现象一部门是显露的，如单相断线、导线搭接接地体。而其中年夜部门故障现象是隐蔽的，这是由于导线的尽缘层的尽缘电阻不及格，由于尽缘电阻过年夜发生泄漏电流。在泄漏电流集中流进年夜地址(接地体)便会发生高热，一旦在流进年夜地址有易燃物，经高温作用便会发生燃烧。导线的泄漏电流通常是mA级，线路的过电流庇护(过负荷庇护和短路庇护)没法动作阐扬庇护作用。
例如线路因过载使尽缘温度跨越答理高工作温度，尽缘老化加速，使尽缘水平降至划定值以下，假设没有外因触发，短路一般不会发生。假设有外因触发，例如雷电引发的瞬态过电压，临近年夜功率装备的操作过电压和变电所高电压侧接地故障引发的暂态过电压等，则在此年夜幅值过电压冲击下，老化的尽缘将被击穿而燃弧短路。过电压转眼消失，工频短路电弧却能长时间延续，这是由于电弧的高阻抗限制了短路电流，使断路器不能或不实时动作。这类过电压多泛起在带电导体与地之间，所以这类短路也多为接地故障。
短路的形成一般有两种，一是由导体间直接接触，短路点往往被熔焊的金属短路，另外一种则是上述以电弧为通路的电弧性短路。前者短路电流以若干kA计，金属线芯发生高温以致灼热，尽缘被剧烈氧化而自燃，起火危险甚年夜，但年夜短路电流能使断路瞬时动作切断电源，火灾往往得以免。后者因短路电弧长时间延续，而电弧局部温度可高达3000°～4000℃，轻易烤燃四周可燃物资起火，由于接地故障引发的短路电流较小，不足以使断路器动作跳闸切断电源，所以电弧性短路引发火灾危险远年夜于金属性短路。
电气短路以接地故障占多数，电弧性接地引发火灾危险性年夜。非论是TN系统仍是TT系统，接地故障电路的阻抗都年夜于带电导体短路电路的阻抗。在接地故障电路全为金属导体的TN-C-S系统，其导电性能不良失往接地其实不影响装备的使用，故不容易发现。但一旦发生接地故障，毗连点的阻抗将限制短路电流，而致使电弧性短路的发生。毗连点和故障点发生电弧和电火花所引发火灾，而断路器却不能动作跳闸切断故障。至于TT系统，其接地故障电路内串联有系统接地和装备外壳的庇护接地两个接地电阻，电路自己的阻抗就很年夜，更容易发生电弧性短路。因而可知，接地故障的电路阻抗年夜，使它易以电弧短路的形式泛起，这也是接地故障轻易致使电气火灾的一个重要缘由。
2 避免接地故障引发电气火灾的一般措施
2.1 为避免接地故障引发电气火灾，一般应接纳下列措施：
●认真检查线路的安装是否合适电气装配规程的要求。例如线间距离、前后支持物的距离、受损尽缘的检修等，都应合适装配的平安要求。
●定期丈检查线路的尽缘。假设测得的线路导线间和导线对地尽缘电阻小于划定值，必需将尽缘损坏处加以处置，破损严重的导线必需更换。
●准确选择与导线截面匹配的熔断器。严禁用其他金属导线取代熔体。
●线路和电气装备都应在答理的负荷条件下运行，避免因持久过负荷引发尽缘损坏而发生漏电或短路。
●经常监视野路的运行情况，如发现严重过负荷时应实时处置。
2.2 为了避免因接触电阻过年夜引发的接地故障火灾，可接纳下列措施：
●导线间毗连时，必需执行有关规程的划定。
●导线与各类电气装备的毗连，非凡是铝导线与电气装备的毗连，应按有关规程的划定执行。
●对运行中的线路和装备定期进行巡视检查，如发现接头发烧或松动时应实时处置。
3 安装残剩电流动作庇护装配是避免电弧性接地故障引发电气火灾的有用措施
3.1 一般的低压断路器不能作为因接地故障引发的电气火灾庇护装配。由于其额定动作电流较年夜。而接地故障引发的接地短路电流较小，是以不能以使断路器动作跳闸。而只有带残剩电流动作庇护的断路器，能够在接地故障电流小至在几个mA时。就能动作跳闸，断开故障电路，避免电气火灾。
在低压侧电源进线处装接带残剩电流庇护功能的断路器是一项重要的防火灾措施，其残剩电流庇护功能对全建筑物的电弧性接地故障引发火灾进行防护。这在一些蓬勃国家已经是普遍运用的电气避免火灾技术，一些供电公司，包括我国香港的供电公司，为了用户的平安用电，对不具有这一避免火灾措施的用户是不予接电的。电工尺度IEC60364-5-53第531.2.4条划定，TT系统的电源进线处必需装用残剩电流庇护装配，TN系统的电源进线处，为切断全建筑物内的电弧性接地故障也应装用。我国《室第设计规范》(GB50096)作出每幢室第楼的总电源进线断路器应具有残剩电流庇护功能的明确划定。因住户不晓得用电平安常识，又无电工维护治理，室第电气火灾发生多。据近年统计，我国室第电气火灾占全国电气火灾的一半以上，所以这一划定是十分需要的。
是以，为避免电气火灾的发生，应在低压电源进线端安装带过载庇护、短路庇护、残剩电流动作庇护于一体的多功能低压断路器，不仅可以庇护线路、庇护装备、而且还可以避免因接地故障引发的电气火灾。
4 为避免电气火灾安装的残剩电流庇护装配应注重的有关问题
(1) 仅在线路结尾安装庇护装配。一般线路干线上断路器的短路整定电流比结尾电路年夜得多，一旦发生电弧性接地故障，干线上断路器不成能切断故障电流，起不到庇护作用。是以干线上接地故障引发的电气火灾危险性更年夜。为此仅在结尾安装残剩电流庇护装配，是没法庇护电气线路单相接地引发的电气火灾。只有在电气线路的进线端安装残剩电流庇护装配，与结尾庇护形成份级庇护方式，其动作特征可协调配合。才能起到庇护装配既能避免人身电击事故，又能避免单相接地引发电气火灾事故。
(2) 保证接线准确，才能避免误动作。安装庇护装配后，如发生不应有的跳闸，其真实缘由往往不是庇护装配有问题，而是线路接地有问题。例如楼内某一线段的PE线和N线接反，PE线中经由过程若干的中性线电流，庇护装配会跳闸。又如某一相线或N线因施工失慎，尽缘损坏而故障接地，故障电流经地返回电源，也会误跳。有时现场检查成效，跳闸的缘由几近全是施工安装不善，经更正后就不再跳闸，庇护装配合不上正说明它显示了故障的存在，起到了应有的庇护作用。是以应下功夫破除故障，不能随意撤除庇护装配。
对于年夜型的室第楼，假设担忧三相泄漏电流的矢和年夜于500mA，也可选用更年夜的额定动作电流值。按IEC755产物尺度和我国产物尺度，选值有0.006A、0.01A、0.03A、0.1A、1A、3A、、10A和20A可选用。对室第楼而言，不宜年夜于1A，由于假设泄漏电流的矢和年夜于1A，则该电气设计不太合理了。一般情况下，可选择800mA左右，或选择动作时间为延时型、动作电流可调整的残剩电流动作庇护装配。特年夜室第楼(也包括其它建筑物)的庇护装配可分三级装设。但应斟酌每次庇护装配的额定动作电流(IΔN)和动作时间(s)应协调配合，以保证动作的选择性。
(3) 为避免电气火灾，建议选用报警式或带自动监控的残剩电流庇护装配。
对于避免单相接地短路引发的电气火灾，要求安装残剩电流跨越动作值时切断电源，会造成公共秩序紊乱等情况，为此采用报警式庇护装配或火灾自动监控系统实时接纳措施。安装避免单相接地短路故障而引发的电气火灾的报警或监控装配应凭据相关场所的面积，适当划分防火区，按区域安装。
其他因停电可能造成重年夜经济损失及不良社会影响的电气装配或场所，亦可参照电气火灾防护，接纳措施，或安装报警式或自动监控装配的残剩电流动作庇护装配。如：
●公共场所的应急电源，通道照明；
●确保公共场所平安的装备；
●消防装备的电源；如消防电梯、消防水泵、消防照明；
●防盗报警电源；
●其它不答理停电的非凡装备和场所。