2023年安全常识之墙壁插座的供电环境及安全隐患.docx

墙壁插座的供电环境及平安隐患 　　电气时代，人们通常注重用电器本身的质量与性能，却无视了：如果供电不满足要求，任何电器都无法发挥其最优性能，甚至造成火灾、设备损坏和人身伤害。大多数民用和商用电器设备的供电都来自交流墙壁插座，但如果使用不当，墙壁插座不仅是电源，还会成为“触电〞和火灾的根源。 　　考察墙壁插座的历史与现状后会发现，尽管插座本身没有涉及复杂高深的技术，而正确地使用好它并非通常认为的那么简单。 　　一、 两岸青山相对出，孤帆一片日边来——插头/座探源 　　爱迪生创造的白炽灯把世界带入了电气时代，但墙壁插座并非与灯泡同时出现。考虑本钱因素，当电扇、电烤面包机、吸尘器、电吹风出现时，它们仍然沿袭了灯泡的供电方式——接到灯头座上。尽管Harvey Hubbell 在1904年创造了更方便的2芯插头/座，但采用灯头取电的方式一直沿用到20世纪20年代。 　　据说Philip F. Labre有感于房东太太一次触电事故，于1928年创造了带保护地线的3芯插头/座。引入保护地线，对平安用电和电气设备更可靠地运行具有重大意义。 　　二、虎鼓瑟兮鸾回车，仙之人兮列如麻——种类繁多的插头/座 　　交流电墙壁插座的历史不过80年，此间随着用电量、用电经验与事故教训的增加，由于技术、平安性、经济性等因素，加之地理、历史、政治等原因，世界各地在开展民用电器供电装置时，并没有采用美国最初的插座设计而形成了不同标准，使得墙壁插座形式多种多样。美国商务部统计了全球常见电源插头/座)样式，并以字母进行了分类。 　　这些插头/座大多彼此互不兼容，如果再把同一类型中耐压、功率的差异计入在内，种类就更多了。这种情况显然造成：即使电器设备供电电压相同，也无法在不同地区使用。国际电工委员会曾经公布了电源插头/座的国际标准：针对250V电压等级的IEC 60906-1和针对125V电压等级的IEC 60906-2。 　　可以预见，在相当长的时间内，交流电插头/座还会维持现状。在不能统一标准而又要解决互换使用的情况下，转接适配器成为目前行之有效的方法。实现将某种插座转换成能与多种插头匹配的样式。适配器自身插头改进后，适用范围可更广。 　　不过问题尚未彻底解决。因为插头/座的互连互通不仅要解决机械连接，还要求电气连接正确，而且更为重要。观察转接适配器，尤其采用两芯接入方式的，它们虽然很还好地解决了不同插头的机械连接问题，但失去了保护地线所提供的保护功能。在3芯连接方式中，转接后的电源极性还有可能改变，给用电平安埋下隐患。 　　三、横看成岭侧成峰，远近上下各不同——插座接线极性 　　大多数电器并不区分交流电零线与火线的接入方式也能正常工作。标准两芯或三芯插座的极性是出于平安考虑。例如：电器开关都要求安装在设备的相线上，开关断开后即可使设备不再带电。如果电源插头或插座极性接反，那么失去了这种保护功能。 　　3.1 中国标准插座 　　以中国标准墙壁插座接线方式为例，在GB50303-2023建筑电气工程施工质量验收标准中是强制条款，标准22.1.2中规定：单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相线连接，左孔或下孔与零线连接，单相三孔插座的右孔与相线连接，左孔与零线连接;接地(PE)线接在上孔。这样的接线被简称为：“左零右火〞。 　　3.2 与中国标准兼容的插座 　　同属“I〞型的大洋洲标准插座，与中国插座外形相似，两者根本能够兼容，但安装方式不同——旋转了180度，其保护地线位置在下方，成了“左火右零〞，与中国标准插头连接时，电气连接关系未变，但使用不同标准的直角出线插头时，可能受到空间限制出现小麻烦。 　　3.3 转换后极性相反的插座 　　北美ANSI/NEMA标准插座的安装方向没有限制，插座的零/火线通过插孔尺寸识别——零线插孔较火线更宽。相应地，插头上零线插片也较宽。这样，即使插头为两芯也能防止插反。相关标准还特别规定，20A插头的零线方向与火线方向垂直，与之匹配的插座零线插孔为T形，可向下兼容两种不同插头。 　　由于安装方向不固定，在观察者看来零线没有固定位置。在检查接线时遵循：从保护地线开始，按顺时针方向，依次为“零线〞、“火线〞。 　　比照中国(澳洲)插座和北美插座后就会发现，两者保护地线位置是相反的。当通过转接适配器连接不同类型插头时，“零/火〞位置就会对调，电器开关断开的将是零线而非火线，可能导致平安隐患。换言之，转换适配器虽解决了不同标准插头/座的机械连接问题，但未解决电气连接的极性问题。 　　四、双兔傍地走，安能辨我是雄雌——辨识接线故障 　　无论哪种插座，正确接线只有1种，其它组合都是错误的。为确保设备和人身平安，插座在投入使用之前，必须依照标准进行检查。准确区分各种接线错误需要必要的工具和方法。 　　4.1 鉴别“零/地接反〞 　　TN-S与TN-C-S配电系统中，零线(N)与保护地线(PE)只有1点连接，除此之外是严格(局部)分开的，两者均为0电位，区别在于：单相系统中零线承载与相线相等的负载电流;除非有漏电，正常情况下保护地线不带电。 　　4.1.1“零/地接反〞的危害 　　如果单相线路中某插座零/地接反，保护地线虽能为负载提供电流回路——设备仍能运行，但源于其它负载的零线电流会以干扰信号形式串入设备，错接的保护地线使滤波器失效，对于敏感电子设备尤其不利。高保真音响出现明显交流噪声是这种接线错误的典型表现。 　　由于保护地线只起等电位联结作用，不承载功率，所以线径可能较零线细。当承载较大负载电流时，会比零线有更大线路压降，发热严重，成为火灾隐患。 　　4.1.2鉴别“零/地接反〞 　　配电线路空载状态下，零线与保护地线的电气属性没用任何差异，单从插座处测量无法鉴别，只有接入负载后，通过测量线路上的电流差异才能判断正误。 　　线路上的“漏电保护器(或称：剩余电流保护器RCD)〞，也能有效防范此类错误。“零/地接反〞的插座上接入负载后，保护装置能探查出零线与相线电流不等，触发保护使线路断电。 　　4.2 通过插座检查“线路接触不良〞 　　创造电源插座的目的是平安、可靠、方便地为电气设备提供电源，插座满足正确接线要求外，还必须满足电压输出标准。GB50052 供配电系统设计标准4.0.4规定，“正常运行情况下，用电设备端子处电压允许值〞在+5%～-10%之间，一般为±5%;JGJ/T 16-92 民用建筑电气设计标准3.3.3也有类似规定。 　　排除外部供电原因，电源欠压主要是由线路虚接、高阻点或线径选择不当造成的。检查插座本身接线质量，可排除局部故障。线路问题，多是隐蔽工程，无法直接检查，通过墙壁插座测量线路电压降进而判断线路故障，是简单可行的方法。 　　测量电压降必须使用大功率负载，这给检测过程带来不大不小的麻烦。理论上，测试人员可用一个大电炉子当负载，但实际操作即不平安也不方便。弄不好，线路没测成，电炉却造成了火灾。