接地故障引起電氣火災之防護

1 電氣火災事故之多發性

近10年來，我國發生電氣火災高居火災事故總數之首位，約占總數之30%左右。陽光電子學校維修專家分析認為：在電氣火災中，電氣短路引起之火災事故又占一半以上。陽光電子學校維修專家分析認為：

電氣短路之形成有兩種：一種是由導體間直接接觸，如相與相之間、相與N線之間短路，短路點往往被高溫熔焊之金屬短路，稱為金屬性短路；另一種則是帶電導體對地短路，是以電弧為通路之電弧性短路。陽光電子學校維修專家分析認為：前者短路電流以若干千安計，金屬線心產生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，火災危險甚大，但金屬性短路產生之大短路電流能使斷路器瞬時動作切斷電源，火災往往得以避免。陽光電子學校維修專家分析認為：后者因短路電流受阻抗影響，電弧長時間延續，而電弧引起之局部溫度可高達3000～4000 ℃,很容易烤燃附近可燃物質引起火災，但由于接地故障引起之短路電流較小，不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源，所以電弧性短路引起火災危險遠大于金屬性短路。陽光電子學校維修專家分析認為：

2 接地故障之危險性

在電氣線路短路引起之火災中，接地故障電弧引起之火災遠多于帶電導體間金屬性短路引起之火災。陽光電子學校維修專家分析認為：這首先是因為電弧性接地故障發生之幾率遠大于帶電導體間短路之幾率。陽光電子學校維修專家分析認為：

一旦發生接地故障，由它引起危險電弧之幾率也遠大于帶電導體間產生危險電弧之幾率，這可用圖1來說明。陽光電子學校維修專家分析認為：圖中a、b、c和d各為相線、中性線和PE線之連接端子。陽光電子學校維修專家分析認為：a、b兩端子如連接不良或不導電，設備將不運轉或運轉不正常，可及時覺察予以修復，不致引發事故。陽光電子學校維修專家分析認為：但PE線之端子c、d不導電或導電不良卻不易覺察，因設備仍能照常運轉，這時c、d端子之連接不良將成為一個事故隱患而持續存在。陽光電子學校維修專家分析認為：若一旦發生圖1所示碰外殼接地故障，如果c、d端子不導電，設備外殼對地帶相電壓而導致電擊事故。陽光電子學校維修專家分析認為：如果c、d端子導電不良，端子處將迸發電火花或電弧（延續和集中之電火花即為電弧），很易引起火災。陽光電子學校維修專家分析認為：

因此在接地故障回路全為金屬導體之TN-C-S系統中，其導電性能不良失去接地保護時，并不影響電氣設備之正常運行，故不易發現。陽光電子學校維修專家分析認為：但一旦發生接地故障，連接點之阻抗限制了短路電流，不能使斷路器動作，而導致上述電弧性短路之發生。陽光電子學校維修專家分析認為：至于TT系統，其接地故障回路內串有電源之接地保護和設備外殼之接地保護，兩個接地電阻造成回路本身之阻抗就很大，更易發生電弧性短路。陽光電子學校維修專家分析認為：由此可知，接地故障之回路阻抗大，使它易以電弧短路之形式出現，這也是單相接地短路故障容易導致火災之一個重要原因。陽光電子學校維修專家分析認為：

電力線路受機械損傷而發生短路，如當導線與金屬管道構件接觸而無套管保護時，長期磨擦使絕緣損壞，這種短路多為單相接地故障造成，易發生電弧性短路。陽光電子學校維修專家分析認為：通常電氣設備絕緣損壞產生電弧性接地故障之情況還有：導線和電氣設備絕緣老化；電器或電動機之接線端子周圍絕緣因長期發熱而炭化；電動機過載而發生匝間短路；電氣設備受潮或嚴重凝露；在電氣設備中有導電塵埃沉積等。陽光電子學校維修專家分析認為：這類故障會引起接地電弧性短路，并釀成火災。陽光電子學校維修專家分析認為：在這種情況下，泄漏電流產生之發熱功率約為60～100 W，這功率如釋放在幾個平方毫米上，此時只要周圍有可燃材料就會引起火災。陽光電子學校維修專家分析認為：

當線路因過負荷使絕緣溫度超過 高允許工作溫度，絕緣老化加速使絕緣水平降至規定值以下，如果沒有外因觸發，短路一般還不會發生。陽光電子學校維修專家分析認為：如果有外因觸發，如雷電引起之瞬態過電壓、鄰近大功率設備之操作過電壓，以及變電所高電壓側接地故障引起之暫態過電壓等，則在此大幅值過電壓沖擊下，老化之絕緣將被擊穿而形成弧光短路。陽光電子學校維修專家分析認為：過電壓轉眼消失，工頻短路電弧卻能長時間延續，這是因為電弧之高阻抗限制了短路電流，使斷路器不湖南陽光電子學校維修專家認為：也許動作。陽光電子學校維修專家分析認為：這類過電壓多出現在帶電導體與地之間，所以這種短路也多為單相接地短路。陽光電子學校維修專家分析認為：

電氣短路以單相接地故障居多，電氣火災之危險則以電弧性接地為 嚴重。陽光電子學校維修專家分析認為：還需說明，接地故障回路之阻抗較大，這是形成電弧性短路之一個重要原因。陽光電子學校維修專家分析認為：不論是TN系統還是TT系統，接地故障回路之阻抗都大于帶電導體短路回路之阻抗。陽光電子學校維修專家分析認為： 3 安裝剩余電流保護裝置和火災監控系統之必要性

一般之低壓斷路器主要針對電力線路和設備之過載和短路保護，因此其額定******流較大，而接地故障引起之接地短路電流較小，一般不足以使斷路器動作跳閘，因此低壓斷路器不能防止因接地故障引起之電氣火災，而只有帶剩余電流動作保護之斷路器，在過電流保護裝置不動作之情況下，能有效地切斷故障電路，防止電氣火災。陽光電子學校維修專家分析認為：

應用剩余電流保護裝置來防止電氣火災，必須正確選擇額定剩余******流。陽光電子學校維修專家分析認為：在IEC《火災保護》之有關條文中規定，在有火災危險之場所，要防止故障電流引起火災，必須在線路中裝設剩余電流保護裝置，或裝設火災監控系統，在發生接地故障時發出警報。陽光電子學校維修專家分析認為：

為防止電弧性接地短路故障引起之電氣火災，在電源進線處裝用帶剩余電流保護功能之斷路器和電氣火災監控系統是一項重要之防火災措施。陽光電子學校維修專家分析認為：其剩余電流保護功能對建筑物之電弧性接地故障引起之電氣火災進行防范。陽光電子學校維修專家分析認為：這在一些發達國家已是廣泛應用之電氣防火技術，一些供電公司，括新加坡和我國香港之供電公司，為了用戶之安全用電，對不具備這一防火措施之用戶是不予接電之。陽光電子學校維修專家分析認為：國際電工標準IEC 60364-5-53第531.2.4條規定，TT系統之電源進線端必須裝用剩余電流保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：TN系統之電源進線端為切斷建筑物內之電弧性接地故障，也應裝用剩余電流保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：我國有關之《住宅設計規范》，也規定每幢住宅樓之總電源進線斷路器，應帶有剩余電流保護功能之明確規定。陽光電子學校維修專家分析認為：因用戶不懂得用電安全知識，又無專業電工維護管理，住宅電氣火災發生較多。陽光電子學校維修專家分析認為：據近年統計，我國住宅電氣火災占電氣火災總數之一半以上，所以這一規定是十分必要之。陽光電子學校維修專家分析認為：

在進線處安裝帶過載保護、短路保護、剩余電流保護于一體之多功能低壓斷路器和電氣火災監控裝置，不僅可以保護線路、保護設備，而且還可防止因接地故障引起之電氣火災。陽光電子學校維修專家分析認為：

4 剩余電流******氣火災監控裝置及其應用

為防止電氣設備或線路因絕緣損壞引起電氣火災，應裝設當接地故障電流（括對地泄漏電流）超過預定值時，能發出報警信號或自動切斷電源之剩余電流動作之電氣火災監控裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：安裝電氣火災監控裝置時，應對建筑物內防火區域作出合理之分布設計，確定適當之保護范圍、預定之剩余電流動作值和動作時間，并應滿足分級保護之動作特性要求。陽光電子學校維修專家分析認為：

為有效地防止人身電擊和接地故障引起之火災事故，建筑物內應設兩級或三級剩余電流保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：圖2所示為建筑物內兩級或三級剩余電流保護裝置之方案。陽光電子學校維修專家分析認為：第三級保護通常為末端回路上安裝30 mA或100 mA之一般型瞬時動作剩余電流保護裝置，第二級為建筑物第二分支線處安裝之延時動作之剩余電流保護裝置，第一級保護一般安裝在第一分支線處，常選用延時型、動作特性可調之保護裝置或火災監控裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：第二級保護之動作特性選擇應與第一級和第三級協調配合，這樣，三級剩余電流保護裝置在動作時間和******流上都滿足了選擇性要求。陽光電子學校維修專家分析認為：第一級和第二級剩余電流保護裝置是防止間接接觸電擊和接地故障引起電氣火災之防護，更重要之是建筑物電氣裝置內任一處發生電弧性接地故障時，它都能有效地切斷電源，以防止 常見多發性之電弧性接地火災之發生。陽光電子學校維修專家分析認為：

強調電源端和分支線路上之剩余電流保護裝置，應能滿足防止接地故障引起電氣火災之要求。陽光電子學校維修專家分析認為：

目前國內之剩余電流保護裝置，已有能夠滿足防止電氣火災要求之設備，如安裝在電源端之能夠根據預測故障電流大小，采用報警或自動切斷電源之電氣火災監控系統，和安裝在分支線路上能夠對電氣火災預測、需要跳閘或報警之剩余電流保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：

為防電氣火災，強調采用分級保護時，電源端或分支線路上之剩余電流保護裝置應與末端之剩余電流保護裝置之動作特性應當協調配合。陽光電子學校維修專家分析認為：一般情況下，在電源端或分支線上，應選用低靈敏度延時型或動作特性可調之剩余電流保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：而在末端，應采用一般型（無延時）之剩余電流保護裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：在采用分級保護時，上下級剩余電流保護裝置之動作時間差值不得小于0.2s。陽光電子學校維修專家分析認為：

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