现代住宅电气分支回路的设计及导线选型
1.电气分支回路的设计
我国每户住宅内照明和插座的分支回路数过少。由于分支回路少,每回路所带的负荷增大,实际等于减少了线路截面,其结果同样是线路温升的增加。我们知道线路载流量是指某一敷设方式和环境温度条件下线路在允许工作温度时通过的电流。此允许工作温度是相对于其正常绝缘寿命而言的。例如PVC绝缘的允许工作温度为70℃,工作温度超过70℃,线路绝缘并不损坏,只是绝缘寿命相对缩短而已。有一经验数字,PVC绝缘工作温度每超过允许工作温度8℃,其使用寿命约减少一半。但70℃并非PVC绝缘的最合适的温度,我们在使用中如减少负荷,降低其工作温度,则其绝缘老化延缓,使用寿命可以相应延长,这对减少电气线路事故是十分有利的。
分支回路数量的增加,相当于减少每回路的阻抗,这对降低住宅谐波电压,减少谐波危害、提高供电质量也是十分有利的。住宅内有足够的分支回路数量,就有条件将产生谐波的非线性负荷电器和对谐波敏感的电器做到分回路供电。这样非线性负荷谐波电流在其分支回路的阻抗上产生的谐波电压降就不可能危害另一回路的敏感电器。如家用电脑等对谐波敏感的电器应采用独立的分支回路供电,当分支回路如果较多,当一线路进行检修或因故跳闸时,停电的范围小,对家庭生活造成不便的影响也较小。在住宅电气线路的设计中必须及早注意这一问题。
2.导线选型
现时我国大部分的住宅中均使用铜导线,但椰油部分地区依然有在住宅中使用铝导线的现象。已于99年6月1日实施的国家强制性标准《住宅设计规范》明确要求住宅内应使用铜导线。因铝导体的特性决定了铝线较铜线易于引起起火灾,据美国消费品安全委员会(CPCS)统计的火灾发生率,铝线为铜线的55倍,铝线起火多的原因不在铝线本身而在铝线的接头,铝导线的连接部位易引起电气火灾的主要原因有:
(1)铝线表面极易氧化
如将铝线表面的氧化层刮净,它能在几秒钟内又形成新的氧化层,虽然厚度仅3-6, 却具有很高的电阻,且能随时间的增长而增大。当大电流通过铝线接头时,所产生的I2Rt热量易发生异常高温而引燃近旁可燃物质。当线路绝缘损坏发生短路时,这一铝线接头的高电阻又能限制短路电流,使线路上的断路器、熔断器等过流保护电器不能及时切断电源,这又增加了线路短路起火的危险性。
(2)铝与铜的不同膨胀系数
当将铝线与设备的铜质接线端子相连接时,因铝的膨胀系数较铜约大36%,当通过电流温度升高时,铝线膨胀较多,铜质端子的膨胀却不多,使铝线受挤压变形。断电冷却后连接处出现空隙,空气或潮气乘虚而入,铝线表面被氧化或腐蚀,使接触电阻增大,再通过电流时连接处发热更剧,形成恶性循环,当达到危险高温时连接处绝缘被熔化,易导致线路短路,甚至引起火灾。
(3)铝的电解作用
铝为3价,而铜为2价,连接处进入潮湿气后就形成局部电池,使铝腐蚀,这也增加了接触电阻。
(4)氯化氢的不利影响
如由于线路过载或上述连接不良等原因使铝线连接处的温度超过75℃,而又持续较长的时间,PVC绝缘将分解出氯化氢气体,此气体能腐蚀铝线表面,增加了接触电阻,铝线又可能因表面氧化,接触电阻过大而不导电,使住宅内某一线路断电,也可能因接触电阻过大导致线路压降过大,电气设备无法正常运行(如荧光灯无法起动)。因铝线较脆,拆装中容易折断,其再接是十分困难的,这些都给不懂电气的居民带来许多麻烦。与铝线相比,铜线不易氧化和腐蚀,火灾危险小得多。铜线又较韧,不易折断。因此为保证住宅的电气安全,电气线路不应采用铝线而应采用铜线。