美国理想工业中国有限公司北京代表处 任长宁
• 引言
中国已成为世界上房地产业发展最快的国家。消费者在购房、装修时多注意其表面。在影响消费者购房的因素中,价格、地理位置、自然环境、物业管理、户型成为其首要因素,而“电气线路配置”则为次要因素,甚至不予考虑。究其原因,一是掌握的知识程度不高,二是忽略了其重要性。部分开发商便以客户没有此方面要求为借口,缩减了这“看不见的”电气线路配置的投资。即便消费者重视电气线路的质量,也因苦于无简单易用的检测工具和手段,只能评肉眼观察或听信开发商或装修公司的一面之词。这就为住户今后的家居生活埋下了安全隐患。
先看如下统计数据:中国科学技术咨询中心曾对北京市场上正在销售和预售的 175 个住宅项目的“楼书”进行调查,结果显示仅有约 30% 的项目中涉及“住宅配电线路”方面介绍数据,无一家能够详实地给出电气线路配置的确切数据。
电气线路隐患最终会表现为火灾和电击伤害事故。
《中国火灾统计年鉴》显示,因电气原因引发的火灾在各类火灾中高居榜首,约有 30 %的火灾是由住宅电气线路老化或配置不合理造成的,并正以平均每年 1% 的速度持续上升。 6.6 %的人在使用插座板时曾有被电击的经历。相比之下,根据美国国家防火协会( NFPA )和美国消费类产品安全委员会统计,约 9% 的火灾和 7% 的死亡是因用电造成的。据制定和修改国家住宅建设规范的王厚余教授介绍:日本每人平均用电是中国的 8 倍,而电气火灾只占火灾原因的 2 % ?3 %,中国的电击死亡率与法国相比是 400 : 1 。
在此,美国理想工业公司希望通过对电气线路中重要环节的分析,为消费者和施工者就电弧防范、减少线路连接的接触电阻和电压降、零线与接地等问题进行讨论,并提出一些建议,希望能通过其设计生产的相关仪器和零部件提高施工质量,提供量化的检测数据,协助查明故障,消除安全隐患。
• 电弧问题??不易发现的杀手
最常见、最危险的电气火灾隐患是由接地电弧性短路引起的火灾,电弧的特点是温度很高,电流很小,持续时间短,一旦出现击穿点则会频繁出现。一般为防止短路设计的断路器无法检测到此类故障。最有效的方法是采用“电弧故障断路器( AFCI , Arc Fault Circuit Interrupter )”,它能检测是否存在电弧,若有则采取短路保护。美国 2002 年编写的国家电气代码( NEC ),要求在卧室供电电路中必须安装此类设备,并应定期检查。但随之产生的问题是,在电路正常的情况下,普通用户如何检查这类装置是否有效。
理想公司提供名为“ SureTest ® 电路分析议”可胜此任,操作简单到只按一键,通过模仿线路上的电弧故障,判定断路器是否能可靠工作。不仅如此,其具有的其他重要功能,在下文中还会提到。
• 过高的接触电阻??可方便检测的故障
电路中的高阻点是造成火灾的第二原因,例如连接器松脱、虚接、设备有缺陷都属此类故障。根据电路基本定律 P=I 2 R ,电流流经高阻点就会产生高热,为美观起见,装修时布线均尽可能隐藏起来,很多固定布线和插座都在视线以外,如果高热点周围有可燃物,就会在墙体内产生闷烧( smolder ),而且热量不易散失,进而发生火灾。一般静态电流检测设备,几乎不能显示接线质量或电路完整性,采用加载测试并计算电压降的方式,可确定 90 %的隐藏问题。但真的需要接个大电炉子测电压吗?弄不好,电路没测成,电炉却引燃了住宅 ……
理想公司的“ SureTest ® ”通过使用专利技术,只要轻触按键,即可在电路上加不同负载( 6A 、 12A 、 15A 、 20A ),而且不会触发断路器或造成任何在线设备的中断,通过对比空载与各负载电流下的线路电压,得到准确的电压降数据。
用 SureTest ® 在电路中寻找高阻故障点十分简单。在被测分支电路的距配电盘最远端插座测线路压降,如果压降偏高,则相对配电盘,由远及近测量剩余插座,结果无外乎以下 3 钟:
1 、如果两次读数有明显变化,则说明故障就在这两个插座之间。
2 、如果两插座间读数无明显变化,但由近及远,压降逐渐增大,则说明线径选择较细,不满足配电长度或负载用电的要求,应检查线径并测量电流,必要时更换配线。
3 、如果带载测量时压降大,但各插座之间读数始终无明显变化,则说明问题出在第一个接头处,或配电盘本身有问题。
带载测量,可生动地反映出分支电路潜在的问题并且是唯一有效的方法。
• 接地故障??产生电击的根源
民用建筑的墙壁插座虽然有三芯的(相线俗称火线 L ,零线俗称地线 N ,安全保护接地 G ),但有时其内部的接地极并未接地,要么接地电阻不符合要求。根据 GB50174-93 标准:安全保护接地,接地电阻不大于 4 欧姆。如下 3 种情况会降低漏电保护效果:接地阻抗高,接地错误,接地系统品质差,其直接后果是造成电击伤害。据估计美国每星期有 58 人死于由消费类产品、家电和住宅电路安装造成的触电。良好的接地正是为由于各种原因造成的设备漏电流,提供提供泄放路径,从而保护人体不受伤害。
保证接地效果,除了采用合格的导线外,还应注意施工工艺。原则是任何设备的移动都不能妨碍接地路径,或换句话说,某设备的有无,不应影响接地效果。
若一个接线盒中有多个设备的接地线,这些接地导线应在接线盒内连接起来,再统一接保护地。
为施工方便,理想公司设计了实用的导线连接器,例如 Greenie® 接地连接器 和 Term-a-Nut® ,将拧线连接器和预制引线合并在一起,适合在接线盒中使用,实现便捷安装。
SureTest ® 可用于接地阻抗的检测,并能分别给出相线与零线的阻抗,使接地故障无以遁形。
除注意使用适当的接地技术、测试并保持好的电气接地外,安装保护装置是防止人身和设备发生触电的有效方法,例如使用“接地故障电路断路器( GFCI )”或 “剩余电流动作断路器( RCD )”。不过与使用 AFCI 的情形类似,也存在检测这类设备是否能可靠工作的问题。这类部件内部为机械联动装置,随使用时间的推移,不排除疲劳老化失灵的可能,据研究结果显示, 15 %的 GFCI 不能通过测试。因此, UL 认证机构( Underwriters Laboratories )要求对 GFCI 每月检查一次。
理想公司的 SureTest ® 提供了 GFCI 测试按钮,能方便有效地完成这一关系到消费者身家性命的测试。
• 接地错误??不能忽视的错误
普通消费者一般分辨不清零线与地线的区别,自然容易忽视其错接的危害性。在此简单加以说明:
零线或称中性线,是负载与电源之间回路的组成部分。只在电源系统的入口(如电力变压器处)接地,并应确保此处是唯一接地点,如果出现其他接地点,则部分零线电流将通过建筑物传导,产生离散电压并造成危害。
地线也在系统电力线入口处接地,但同时与用电设备的保护接地端、建筑物金属部分连接。地线内一般无电流流过,只有在设备发生漏电,或漏电保安器被触发时才会流过电流。
中性线接到接地端,电路中的电流都经接地体流入大地。由于错误或疏忽,中性线与接地线在总配电端就接反了,就称为错接。如果中性线与接地线在建筑物的其他部分也有连接,则建筑物的所有接了地的金属,都成为中性线的一部分,由于多点接地,电子设备上就会经常出现变化的电压,工作出现异常。
对于一般插座,这类情况只能用 SureTest ® 电路分析议的“ 3 线识别( L/N/G )”功能来鉴别,彻底避免零、地故障,同时发现零火接反的错误(按施工工艺要求,电源插座的接法是“左零右火”)。
• 关于 SureTest ® 电路分析议的其他功能
除了以上提及的:测试电弧断路器( AFCI )、测试漏电断路器( GFCI )、阻抗测量、带载测量电压降、识别火、零、地接线与接地错误等功能以外,它还具有:测量电压有效值、测量峰值电压、频率、零线对地电压、检查对地绝缘等功能。
必须说明一点,此仪器的供电直接来之它所检测的电源插座,内部没有电池,省去了因电池电量不足造成测量不准和换电池的麻烦,整个仪器只有 3 、 4 个按键,完成全部测试功能,使用起来极为方便。