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施工臨時(shí)用電事故原因分析

文檔作者：孫濤文檔來源：上海外經(jīng)集團(tuán)控股有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月24日
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1198 2018·7·Building Construction
施工臨時(shí)用電事故原因分析
孫 濤
上海外經(jīng)集團(tuán)控股有限公司 上海 200032
摘要：由于用電性質(zhì)的原因，施工臨時(shí)用電在實(shí)踐中受到的重視程度不夠，因此容易引發(fā)各種事故。以工作中的幾例
施工臨時(shí)用電事故為例，簡要分析了事故發(fā)生的原因和相應(yīng)的處理措施，希望能引以為鑒。
關(guān)鍵詞：施工臨時(shí)用電事故；變壓器漏油；臨時(shí)用電線路保護(hù)；斷零；重復(fù)接地
中圖分類號(hào)：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1004-1001(2018)07-1198-03 DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2018.07.050
Cause Analysis of Temporary Power Accident in Construction
SUN Tao
China SFECO Group, Shanghai 200032, China
工程機(jī)械CONSTRUCTION MACHINERY
于降低了高低壓側(cè)的絕緣。繼續(xù)漏油，就有可能會(huì)導(dǎo)致高
壓側(cè)的15 kV電壓（當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電壓）入侵到低壓側(cè)，進(jìn)而
燒毀低壓側(cè)的電器設(shè)備。
1.3 結(jié)論和建議
變壓器漏油導(dǎo)致的事故在國內(nèi)較為少見，因?yàn)閲鴥?nèi)供
電公司的日常檢查、保養(yǎng)和維護(hù)及時(shí)到位。而在基礎(chǔ)設(shè)施
管理落后的非洲地區(qū)，還是有可能遇到的。
2 臨時(shí)用電線路被挖斷
臨時(shí)用電線路保護(hù)是容易忽視的問題，很多人不重視
臨時(shí)用電線路的保護(hù)，認(rèn)為電纜挖斷了接起來就行。臨時(shí)
線路保護(hù)不當(dāng)，如果發(fā)生“斷零”，會(huì)產(chǎn)生大面積燒壞小
型電器的嚴(yán)重后果。關(guān)于斷零的相關(guān)研究，背景多以正式
用電線路為主，規(guī)范中對(duì)于臨時(shí)用電線路的保護(hù)也極少涉
及到臨時(shí)線路的斷零保護(hù)，因?yàn)閿嗔愦_實(shí)是一種沒有太多
辦法可以防范，但是又容易忽視的問題。這里的“斷零”
是指中性線的主干斷開，通常是指從變壓器中性接地點(diǎn)引
出，到各總分配電柜的中性線。單獨(dú)一臺(tái)設(shè)備的零線斷
開，只會(huì)造成這一臺(tái)設(shè)備停止工作，而不會(huì)燒毀機(jī)器。
2.1 事故發(fā)生經(jīng)過
在使用挖掘機(jī)進(jìn)行路燈基礎(chǔ)挖掘時(shí)，不慎將臨時(shí)用電
線路電纜挖壞。正在生活區(qū)看電視休息的工人跑來報(bào)告電
視冒了一股煙就滅了，燈泡也滅了。電工測量了生活區(qū)的
三相線電壓均為380 V，而單相電壓最高達(dá)到290 V，最低
達(dá)到160 V，便立刻將生活區(qū)的電切掉。沿著臨時(shí)線路排
查，找到了已經(jīng)露出地面的臨時(shí)用電線路的電纜，由于電
纜未挖斷，工人將電纜移到一旁，此時(shí)正在繼續(xù)施工，故
對(duì)生活內(nèi)發(fā)生的一切渾然不覺。經(jīng)過外觀查看，3根相線未
受損，中性線N和保護(hù)線PE受到損壞，此時(shí)開始懷疑是斷
零引發(fā)的。將受損處的中性線N和保護(hù)線PE剪斷，重新連
1 油浸式變壓器漏油
變壓器的檢查、維護(hù)和保養(yǎng)屬于供電公司的業(yè)務(wù)范
圍，因此很少有人會(huì)在送電后還去觀察油浸式變壓器的運(yùn)
行狀況。筆者在非洲某國曾偶然遇到過一次由變壓器漏油
引發(fā)的事故。
1.1 事故發(fā)生經(jīng)過
事故發(fā)生在當(dāng)天下午晚些時(shí)候，有人看到一團(tuán)火球沿
著低壓側(cè)的電纜延燒，然后伴隨著一陣爆炸聲，掛壁式配
電箱被燒得漆黑（圖1），房間內(nèi)很多正在使用的電器因此
損壞。第2天下午，供電局的人來送電，剛剛更換過斷路
器的配電箱再次被擊穿。經(jīng)催促，供電局更換了新的變壓
器。更換變壓器時(shí)，發(fā)現(xiàn)從變壓器漏出的油沿著電線桿流
下的痕跡（圖2）。
圖1 被燒毀的掛壁式配電箱 圖2 發(fā)生漏油的電線桿
1.2 事故原因
雖然供電局一直沒有給出任何解釋，但事故的原因顯
然即為：油浸式變壓器要靠變壓器油絕緣，發(fā)生漏油就等
作者簡介：孫 濤（1983—），男，本科，工程師。
通信地址：上海市徐匯區(qū)小木橋路681號(hào)（200032）。
電子郵箱：alexsuntao@163.com
收稿日期：2018-05-22
建筑施工·第40卷·第7期1199
接，生活區(qū)的電壓恢復(fù)正常。
經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，這次斷零事故不但燒毀了諸如電視、電
燈、筆記本電腦、手機(jī)等許多生活電器，而且該臨時(shí)用電
線路還用于廠房內(nèi)臨時(shí)供電，所以還燒毀了低壓配電裝置
中的功率因數(shù)補(bǔ)償柜控制器、電壓表、電流表、廠房內(nèi)的
燈具等總計(jì)價(jià)值超過3萬元的電器。
2.2 零線的作用和斷零的原因
零線是俗稱，根據(jù)最新規(guī)范，現(xiàn)在正式的名稱是中性
線。中性線的主要作用有：用來接額定電壓為220 V的單項(xiàng)
用電設(shè)備；用來傳導(dǎo)三相不平衡電流和單項(xiàng)電流；減小負(fù)
荷中性點(diǎn)的電位偏移。
常見的斷零原因主要有：變壓器中性點(diǎn)接地連接點(diǎn)
不牢或無接地，臨時(shí)用電投用前沒有進(jìn)行過接地電阻測量
（應(yīng)包含引下線）較為常見；忽視臨時(shí)線路保護(hù)，臨時(shí)線
路無標(biāo)識(shí)、無保護(hù)，施工中極易被挖掘機(jī)挖斷或重型車輛
碾斷。
2.3 斷零對(duì)電壓的影響
在三相四線低壓配電系統(tǒng)中，如中性線因故中斷且三
相負(fù)載不平衡，會(huì)造成三相電壓分布不均勻，負(fù)載中性點(diǎn)
的電位偏移。未發(fā)生斷零前，L1、L2、L3之間的線電壓
VL1-L2、VL1-L3、VL2-L3為380 V，相電壓VL1-N、VL2-N、VL3-N為
220 V。加到負(fù)載R1、R2、R3上的是220 V的相電壓。發(fā)
生斷零后，電流不能從中性線N回到電源了，從而變成兩
相380 V。以R1、R2為例，斷零后R1、R2從原來的并聯(lián)關(guān)
系變成串聯(lián)關(guān)系，加在兩端的是380 V線電壓VL1-L2。R1、
R2、R3上分布的電壓可使用疊加原理求解，求解過程不贅
述（圖3）。
R1
0
R2
R3
斷零
L1
L2
N
L3
圖3 相電壓與線電壓的關(guān)系
斷零發(fā)生后，對(duì)于三相負(fù)載是沒有影響的，但對(duì)于單
相負(fù)載的影響是非常嚴(yán)重的。作用在單相負(fù)載上的電壓很
容易超出220×（1±5%） V的許可范圍。電壓超過＋5%
以上，可能會(huì)超過電器絕緣的耐壓等級(jí)，將絕緣擊穿。電
壓低于－5%以下時(shí)，由于設(shè)備功率不變，電壓下降，電流
升高。而根據(jù)電流的熱效應(yīng)，電流升高產(chǎn)生的熱量以平方
的倍數(shù)增加，而電器設(shè)備的散熱量是在額定電壓、額定電
流的范圍內(nèi)，無法滿足欠壓時(shí)的散熱需求。隨著熱量的積
累，造成溫度上升，最終將絕緣燒毀。由此可見，無論電
壓朝哪個(gè)方向偏移，最終都會(huì)將電器燒毀。
2.4 防止斷零的常見措施
斷零是一種比較難以防范的故障，這屬于三相四線制
本身固有的一種隱性缺陷。臨時(shí)用電中由于不規(guī)范的地方
多，更容易產(chǎn)生斷零的情況。為防止斷零的危害，應(yīng)在以
下幾個(gè)方面給予注意：
1）臨時(shí)用電投用前，應(yīng)對(duì)中性線的接地點(diǎn)進(jìn)行接地電
阻測試（含引下線）。國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)的供電公司對(duì)這些十
分重視，這個(gè)環(huán)節(jié)也是由供電公司來掌控的。而在非洲地
區(qū)，供電公司從業(yè)人員水平參差不齊，接地電阻不符合要
求，甚至忘記設(shè)置接地也屬于常見情況。
2）重視臨時(shí)用電線路保護(hù)。埋在土中的臨時(shí)線路無
標(biāo)識(shí)，施工中極易被挖掘機(jī)挖斷，應(yīng)在埋設(shè)電纜的地面設(shè)
置警示帶。穿過施工便道的臨時(shí)線路，可穿管埋地。如不
能立即實(shí)現(xiàn)，可臨時(shí)采用2塊較厚的木板，將電纜線夾在中
間，避免車輛直接碾壓。
3）軟線不易折斷，臨時(shí)用電的電纜應(yīng)使用多股軟線。
電纜中間接頭處注意保護(hù)，防止機(jī)械外力將接頭拉斷或接
觸不良。
2.5 結(jié)論和建議
斷零是三相四線配電系統(tǒng)比較嚴(yán)重的故障，而且通過
技術(shù)手段不易解決，必須通過強(qiáng)化管理才能避免[1-4]。施
工臨時(shí)用電貫穿整個(gè)施工過程，持續(xù)時(shí)間長，必須加強(qiáng)重
視，特別要重視中性線N的保護(hù)。比較可惜的是，相關(guān)規(guī)
范中對(duì)中性線N的保護(hù)幾乎沒有提到。為了避免不必要的
損失，必須要加強(qiáng)對(duì)中性線N的認(rèn)識(shí)和保護(hù)。
3 剩余電流動(dòng)作保護(hù)器中性線N重復(fù)接地誤動(dòng)作
使用施工臨時(shí)電源進(jìn)行設(shè)備電氣調(diào)試，通常意味著正
式電氣線路與臨時(shí)電氣線路同時(shí)存在，正式電氣裝置的接
地與臨時(shí)電氣裝置的接地同時(shí)存在。工業(yè)廠房建筑一般的
電氣接地制式為TN-C-S、TN-S、TT，臨時(shí)用電的接地制
式為TN-S。無論哪種接地制式，無論電源來自正式或臨
時(shí)的變壓器、柴油發(fā)電機(jī)，電源中性點(diǎn)必須直接接地，從
中性點(diǎn)引出的中性線N只在這一點(diǎn)與接地裝置連接，除此
之外，在中性線N其他各處均不與接地裝置連接，這就是
所謂的中性線N不能重復(fù)接地。但對(duì)于保護(hù)線PE，上述接
地制式可以重復(fù)接地，我們常說的重復(fù)接地，一般就是指
保護(hù)線PE重復(fù)接地。而對(duì)于中性線N，一般不要求重復(fù)接
地，在安裝剩余電流動(dòng)作斷路器的線路上，尤其是剩余電
流動(dòng)作斷路器負(fù)載端一側(cè)的中性線，如果重復(fù)接地，會(huì)導(dǎo)
致剩余電流動(dòng)作斷路器一直誤動(dòng)作，無法合閘。
3.1 事故發(fā)生經(jīng)過
廠房內(nèi)設(shè)備安裝結(jié)束后，下一步工作就是單機(jī)調(diào)試、
無負(fù)荷聯(lián)動(dòng)調(diào)試、負(fù)荷調(diào)試。一般來說，單機(jī)調(diào)試和無負(fù)
荷聯(lián)動(dòng)調(diào)試?yán)碚撋峡梢允褂檬┕づR時(shí)電源進(jìn)行。由于臨時(shí)
孫 濤: 施工臨時(shí)用電事故原因分析
1200 2018·7·Building Construction
電源容量有限，一般不考慮使用施工臨時(shí)電源進(jìn)行負(fù)荷調(diào)
試。單機(jī)調(diào)試的主要內(nèi)容是：加注各種潤滑油脂、檢查設(shè)
備電氣控制柜的接線、各類保護(hù)及動(dòng)作的參數(shù)設(shè)置等。無
負(fù)荷聯(lián)動(dòng)調(diào)試的主要內(nèi)容是：在設(shè)備各項(xiàng)用水、用電、用
氣到位的情況下，檢查各設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)配合。
施工臨時(shí)電源線應(yīng)盡量在車間內(nèi)配電柜的負(fù)荷側(cè)接
入，并斷開主開關(guān)，防止倒送電至變配電室。由于施工臨
時(shí)用電采用三級(jí)配電、兩級(jí)保護(hù)的TN-S系統(tǒng)，施工臨時(shí)電
源的中性點(diǎn)直接接地。施工臨時(shí)電源通過配電箱、開關(guān)箱
接入，箱內(nèi)使用剩余電流動(dòng)作斷路器。合閘后隨即發(fā)生開
關(guān)箱內(nèi)對(duì)應(yīng)的剩余電流動(dòng)作斷路器跳閘的情況，試了幾次
合閘都未成功。
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，初步診斷為中性線N與保護(hù)線PE混
接或臨時(shí)線路漏電，致使剩余電流動(dòng)作斷路器跳閘。經(jīng)
過檢查，未發(fā)現(xiàn)臨時(shí)線路有中性線N和保護(hù)線PE混接的地
方，這個(gè)可能性首先排除。適逢天氣陰雨，臨時(shí)線路破損
漏電的可能性較大，排除故障的重點(diǎn)放在臨時(shí)線路漏電上
面。首先將臨時(shí)線路掛起，把電纜上有水的地方擦凈、晾
干后重新嘗試合閘，繼續(xù)跳閘。用一個(gè)在別處工作正常的
開關(guān)箱連同線路替換之前跳閘的開關(guān)箱，繼續(xù)跳閘。開
關(guān)箱和臨時(shí)線路經(jīng)過處理和更換都不能排除跳閘故障，至
此可以排除線路漏電的可能性。由于預(yù)想的原因都已被排
除，排除故障的工作似乎陷入僵局，需要重新尋找方向。
經(jīng)過梳理和分析，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該是出在重復(fù)接地上。
整個(gè)過程中雖然沒有對(duì)中性線N進(jìn)行重復(fù)接地，但把臨時(shí)
線路的中性線N接到設(shè)備配電箱的中性線N匯流排上就意味
著逐級(jí)連通到變電所中變壓器的中性線的接地點(diǎn)，此時(shí)相
對(duì)于臨時(shí)電源的中性線接地點(diǎn)，變電所變壓器的中性線接
地點(diǎn)成為了重復(fù)接地。這個(gè)重復(fù)接地點(diǎn)分流了原本應(yīng)該通
過臨時(shí)線路的中性線N，回到開關(guān)箱內(nèi)剩余電流動(dòng)作斷路
器中性線N的電流。
將設(shè)備電氣控制柜正式電源側(cè)線路進(jìn)線中的中性線N
從匯流排拆下，就可以消除重復(fù)接地問題，剩余電流動(dòng)作
斷路器跳閘現(xiàn)象消失，電氣調(diào)試得以繼續(xù)進(jìn)行。
3.2 剩余電流動(dòng)作斷路器工作原理
剩余電流動(dòng)作保護(hù)器中性線不能重復(fù)接地的要求是由
剩余電流動(dòng)作斷路器的工作原理決定的[5-7]。在正常情況
下，沒有發(fā)生電擊、漏電、接地故障時(shí)，通過剩余電流斷
路器內(nèi)的剩余電流互感器一次側(cè)電流矢量和等于零，則剩
余電流互感器鐵心中磁通的矢量和為零，剩余電流互感器
二次側(cè)線圈中沒有感應(yīng)電壓輸出，因此剩余電流斷路器主
開關(guān)不動(dòng)作，可以保證線路正常接通。當(dāng)發(fā)生電擊、漏電
時(shí)，有故障電流從保護(hù)線PE和人體大地返回電源，這樣使
原本在相線和中性線中的電流產(chǎn)生分流，剩余電流互感器
一次側(cè)的電流矢量和不為零，則剩余電流互感器鐵心磁通
矢量和也不為零，這時(shí)剩余電流互感器二次側(cè)有感應(yīng)電壓
輸出，此電壓直接或經(jīng)過電子信號(hào)放大器在脫扣線圈上產(chǎn)
生脫扣電流。當(dāng)故障電流達(dá)到額定值時(shí)，脫扣電流足以推
動(dòng)脫扣器動(dòng)作，使主開關(guān)跳閘斷開電路。
3.3 重復(fù)接地的規(guī)范
在GB 13955—2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和
運(yùn)行》中，關(guān)于剩余電流斷路器的安裝，第6.3.4要求明
確規(guī)定：“通過剩余電流保護(hù)裝置的N線，不得重復(fù)接
地。”。JGJ 46—2005《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)
范》第5.1.4要求明確規(guī)定：“在TN系統(tǒng)中，PE線應(yīng)單獨(dú)敷
設(shè)。重復(fù)接地線必須與接地線相連，嚴(yán)禁與N線連接?！?
3.4 結(jié)論和建議
這種重復(fù)接地的形式僅在正式的電源線路已經(jīng)敷設(shè)
完畢，正式電源沒有投入使用，而使用施工臨時(shí)電源進(jìn)行
調(diào)試的情況下存在，是正式線路和臨時(shí)線路同時(shí)存在產(chǎn)生
的重復(fù)接地，因而較為隱蔽、容易忽略。為了找到這個(gè)故
障的原因，前后共找來3名電工，耗費(fèi)了1 d的時(shí)間，究其
根本原因還是對(duì)剩余電流動(dòng)作斷路器的工作原理和接地制
式的概念掌握得不夠扎實(shí)，認(rèn)識(shí)得不夠深入。對(duì)于原有的
經(jīng)驗(yàn)沒有從理論高度進(jìn)行認(rèn)識(shí)，僅憑經(jīng)驗(yàn)處理問題，一旦
面對(duì)新情況、新問題，超出了原有經(jīng)驗(yàn)的范疇，就不知所
措。建議加強(qiáng)相關(guān)理論的學(xué)習(xí)（圖4）。
中性線N
拆開前
中性線N
拆開后
正式電源變壓器設(shè)備電控柜施工臨時(shí)電源變壓器
L1
L2
L3
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
圖4 中性線拆開前后對(duì)比
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孫 濤: 施工臨時(shí)用電事故原因分析

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