论住宅三相配电箱进线的过欠电压保护存在的必要性

陈静璐 （厦门合立道工程设计集团有限股份公司，福建 厦门 361000）

0 前言

在现今社会的发展下，越来越多的大户型出现在人们的视线中，为了追求更高品质的居住环境，人们对用电需求的增加,住宅入户配电箱渐渐出现需要三相进线的住宅配电箱。在这些配电箱中，大部分是采用三相四线制的配电方式，在三相四线制的配电系统中，一旦中性线发生断线（即“断零”）的故障，其中某一相或者两相会发生电压过高，这些相线上所接的单相设备会出现损坏或者烧毁的情况。这是因为在配电系统中的中性线出现断点之后，接于不同相电压之间的单相设备由相电压变成了线电压。根据电压的分压原则，阻抗大的设备分的较高电压，阻抗低的设备分的较低电压，当阻抗较大，导致设备分的电压过高时，则可能因此而烧毁或损坏设备或发生火灾。此点已在王厚余先生的《低压电气装置的设计安装和检验》第十五章中有详细介绍，此处不再多做讲解。

所谓失压和欠压保护就是当某种原因电源电压降低过多(欠压)或者电源停电时，通过保护装置的接触器线圈电流将变小或者消失，使电磁力过小或消失，与动铁心松开，因而能断开主触头使配电箱的电源断开。

根据《住宅建筑电气设计规范》（JGJ242-2011）第6.3.2条和《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）第10.8.11条的规定，在设计过程中，大部分的人为了不违反规范选择入户配电箱是带自复式过、欠电压脱扣附件。但也有人提出各种不同意见，有人提出自复式对于出现线路故障的配电箱在还未解决问题的时候，主断路器会一直处于通电、断电过程，对于主开关是个极大的损害，故有的设计人员在此处仅使用带过、欠电压脱扣附件的断路器，也有的设计人员认为对于家用电器，过电压造成的危害要远远大于欠电压，故仅选用过压脱扣附件。

根据《住宅建筑规范》（GB50368-2005）第8.5.4条及《10kV及以下电力用户业扩工程技术规范》（BD35/T1036-2016）中第6.3.9条的规定，福建地区一般将过、欠压断路器安装在入户配电箱内。由于欠电压仅会造成用户家用电器设备断电，对电器的伤害并不会造成人身伤害，过电压则可能带来设备毁坏或者发生火灾，危害能力更高，故下面内容主要针对三相进线的入户箱的过压保护进行分析，根据不同的供电方式，断路器的过压附件相数选择和安装位置进行讨论。

在考虑住宅户内配电箱配电方式时，可以分为放射式配电、树干式配电和混合式配电。

1 放射式配电

放射式配电系统示意图：

图1 放射式配电系统示意图

主开关采用了4极带漏电的微型断路器，分支回路按相划分3组单相放射式回路，在每一组单相总回路上设置1台过电压保护微断，末端各自放射接各单相设备，这样主开关后到N排的一段线路全都收到了过电压保护装置的保护。

此种方案较能够涵盖全部单相设备的过电压保护，是一种相对于其他保护方式较为完善的设计。但配电箱在排产时需设置4段N排，分别用于主开关和3组过压开关，主开关和各出线回路需接至各自相对应的N排上，否则过电压保护器将失去作用。因此采用此配电方式的户内配电箱箱体会较占位置，影响户内的观感，这也是此方案的不足之处。

此方案较多用于单层大户型住宅或复式户型，但不适用于大户型跃层式住宅及多层别墅，若大户型跃层或多层别墅采用上述方案，因管线较多，会造成施工布线困难。由于此原因，我们提出了大户型跃层式住宅及多层别墅采用树干式或混合式的配电方式。

2 树干式配电

树干式配电的示意图如下：

图2 树干式配电系统示意图

树干式配电方式一般为首层配电箱进线开关采用三相开关，放射供电至各层单相配电箱，各层配电箱分别选取三相中其中一个相线作为本配电箱的相线，末端接出各单相设备；若户内有三相设备，则直接从首层三相配电箱主开关后引出。由于各分层配电箱均采用单相进线的配电箱，所以过电压保护器仅在分层配电箱进线开关处设置即可，配电总箱进线开关采用普通带漏电断路器即可。

3 混合式配电

混合式配电方式，顾名思义即采用树干式与放射式结合的配电方式，即三相总配电箱安装在首层，本层的单相设备选取三相中的其中一相，以放射式的方式从配电总箱引出配电回路，分层单相配电箱做法同树干式分层配电箱，此配电方案的过压保护装置应设置在各分层单相配电箱进线开关处和总配电箱放射出线开关处，配电总箱的三相进线开关同树干式配电方式采用普通带漏电断路器即可。

混合式配电的示意图如下：

图3 混合式配电总箱示意图

图4 混合式配电分层配电箱示意图

图3所示的系统图为首层混合式总配电箱示意图，根据“按层分相”设计方案，三相设备从首层三相总配电箱引出，至其余各层的分回路设单相开关，带过压保护。图四为各分层配电箱系统图，与树干式配电相同。

混合式配电的过电压保护方式与树干式配电的过电压保护方式基本相同。由两图对比可发现，混合式配电方式的三相负荷并不平衡，存在较大负荷均接至其中某一相，因此在配电箱加工或施工安装时应注意平衡三个相线上接出的末端负荷。

在设计过程中，不论是采用放射式或是混合式配电方式，各分层配电箱应选择单相供电，简化配电系统中N线的接出点，减少“断零”故障的发生。

以上三种方式简单讨论了住宅大户型三相进线的过电压保护方案，尽量实现全线路的过电压保护。随着现在技术的发展，市面上的大部分断路器过欠电压保护装置的过压值Uvo=270V±5%欠压值Uoe=170V±5%当220V额定电源电压上升到275±5%或下降在170±7V时，使断路器脱扣，实现线路保护。

终上所述，笔者认为，住宅三相配电箱是过压保护比欠压保护更为重要，在选择过电压保护时候，也应注意尽量选择在分相上检测过电压，保证末端的单相用电设备不会因为“断零”故障发生火灾，减小危害的产生。至于是否采用自复式的过、欠电压保护器，笔者认为没有太大必要，因为在工程施工过程中反馈的问题，采用自复式过欠电压保护器，经常会在故障问题还未解决的时候，开关不断处于的合闸、分闸状态，大大减少了开关的寿命。