3P和4P断路器的问题如何选择,历来有争论,大家是如何选择的呢?有人认为中性线上的危险电压是因流过中性线的过大的三相不平衡电流导致的电压降引起的。不过,因为中性线上的电压降很小,所以不论三相电压如何不平衡,中性线上的电压降不可能大于接触电压限值50V而引起电击事故。
其实,中性线上的危险电压通常通常是由低压相线接地故障引起中性线过电压,但发生这种接地故障时,线路故障往往不切断电源以减小停电范围,这就给维修人员带来潜在的电击危险。我们通常采用三级开关断开三根相线,但电气人员经常因触及带危险电压的中性线而受伤。
因此,有些人觉得应该用四级开关,这样可有效避免中性线带危险电压,有效的保护电气检修人员安全。
但事情往往背离安全的初衷,走向了另一种危险。
如果采用四极开关,隔离中性线可保证建筑物内电气检修的安全,也可保证电气装置正常运作。但它也带来另一个风险,即一个四级开关在中性线上增加了一对触头和两个接线端子共三个连接点,这违背了中性线上尽量减少连接点的电气安全要求的。如果中性线上连接点因故障断开,将导致“断零”风险,如果三相负载严重不平衡,将导致单相设备被大量烧坏,而发生“断零”故障后,通常设备可正常工作,在设备烧毁前很难被发现,烧毁设备风险极大。
在我们的设计中,如何正确选用三级或四级开关,是我们电气从业者应慎重考虑的问题。既要防止人身触电事故,也要保证电气装置的正常工作,而且还应尽量减少中性线接点,避免“断零”事故发生烧坏设备。
关于何时应该选用3P开关,何时选用4P开关的问题,可以参看王厚余先生的《低压电气装置的设计安装和检验(第三版)》的第十六章《电气隔离和四极开关的应用》。
以下仅对王老在书中的结论做一梳理:
(1)基本原则:选用4P开关,会在中性线上增加一-对触头,由于老化及故障原因,增大中性线断线的概率,造成三相负载不平衡,严重时会烧坏电器。因此,4P 开关的使用不可过滥。TN-C系统严禁使用4P开关;
(2)TN-C-S和TN-S系统,因建筑物内有总等电位联结,可不必为电气维修安全装用4P开关;
(3)TT系统内应为电气维修安全使用4P开关;
(4)IT系统如果引出中性线,应为电气维修安全使用。
(5)配电变电站因建筑物内有总等电位联结,无论什么系统,都不需要为维修安全使用4P开关;
(6)末端电源转换开关(包括变压器电源和自备发电机电源), 若两电源同在一处共用- -低压配电盘,为避免产生杂散电流,末端电源转换开关应采用4P开关;若两电源不在一处,不共用一低压配电盘,末端电源转换开关应采用3P开关;
(7)TT系统或TN系统电网电源与引出中性线的IT系统自备发电机电源进行转换时,应采用4P开关,与不引出中性线的IT系统自备发电机电源进行转换时,可采用3P开关。