电子信息技术使现代社会的运行效率达到前所未有的程度,也使城市更加绚丽多彩。以电脑为代表的信息设备已经成为各行各业不可缺少的办公设备,各种各样广告灯、LED屏成为建筑物上不可或缺的装饰。但是隐藏在这绚丽辉煌的高楼大厦中的危机却很少被人关注到。
据公安消防部门报告,近年来电气火灾的比例急剧上升。这与电能大量使用有密不可分的关系。电能作为一种传统的能源,人们在驾驭它的方面应该已经随心所欲,为什么近年来显得力不从心了呢?这是因为我们使用电能的方式发生了根本的变化,由此导致了电气线路的一些特性发生了变化。大部分人对这种变化还没有认识,因此在驾驭电能方面出现失误。
传统负荷与现代负荷的差别
传统电气负荷与现代电气负荷之间的最大差别在于,前者工作时不产生谐波电流,后者工作时产生谐波电流。谐波电流是一种电力污染,它会对电网造成污染。我们打个比喻使普通读者便于理解这些概念。传统的交通运输工具是蓄力车,现代的交通运输工具是汽车。蓄力车不会排放尾气,汽车会排放尾气,对空气形成污染。谐波电流造成的电力污染对应于汽车尾气造成的空气污染。
究竟什么样的设备工作时产生谐波电流呢?主要是高科技电子设备,例如电脑等电子信息设备、视频监控系统、LED屏、节能灯等。这是因为谐波电流主要是整流电路产生的,而任何电子设备都包含整流电路。整流电路工作时会产生谐波电流,就像汽油发动机工作时要排放废气一样。
由于谐波电流的出现,人们以前的一些用电常识就不再正确,其中最大的一个不同就是零线电流的变化。在配电系统中,线路分为火线(相线)和零线。传统电工理论认为,当三相负荷平衡时,零线上的电流为零。“零线”这个术语大概就是由此而来吧。因此,传统上,在电气设计施工时,会减小零线的截面积。但是,当电气负荷为现代电子设备时,这个理论被彻底颠覆了。当负荷为电子设备时,“即使三相负荷平衡,零线上的电流也不为零,反而会达到相线电流的2倍”。
这是一个惊人的结论。因为零线上有过大的电流会导致零线导体过热。从基本的物理知识,我们知道,当导体上的电流达到原来电流的2倍时,导体发热量是原来的4倍!后果可想而知了,这是严重的火灾隐患。
谐波电流埋下的定时炸弹
谐波电流的出现,会导致零线上的电流超过相线的电流。读者要注意,零线电流过大的危害远大于相线电流过大的危害。这主要有两个原因。
首先,大家知道,电气线路一旦超过额定的负荷,就会严重发热,形成火灾。因此人们为了安全,在线路上安装了一些过流保护装置。当线路上的电流超过额定值时,过流保护装置自动切断线路,避免了火灾的发生。但是,电气安装规范上规定,在零线上不安装过流保护装置。因此,当零线上的电流过大时,没有任何保护装置动作,只能任凭发热,在燃烧条件具备时,就会诱发火灾。
其次,在现有的建筑物中,有些零线采用了比相线更细的导体,那么当零线上流过的电流超过相线时,就蕴藏着更大的火灾隐患。
20年前,欧美国家的电子设备普及程度与我们现在相当,当时很多建筑物莫名其妙的起火,人们经过深入的调查才认识到这个现象。他们现在已经在电气施工时,加大了零线的尺寸。
用NBF排除定时炸弹
随着电子设备的大量普及,谐波电流造成的危害日益严重。电能质量专家们想了很多办法来减小谐波电流。其中,使用NBF是性价比最高的方法。
NBF的中文名叫做“零线谐波电流阻断器”。这种设备从上世纪90年代开始在欧美国家广泛应用。主要的原因是,90年代,欧美国家开始大量普及信息设备、节电设备,这些设备造成了电网和电磁环境的严重污染,其中最严重的一个后果就是电气火灾频繁发生。人们经过深入的分析,终于发现了导致这些问题罪魁祸首,是谐波电流!NBF就是为了消除谐波电流而诞生的设备。
航天科工集团第二研究院706所,从上世纪80年代起开始研究电能质量问题,为保障航天任务的完成做出了贡献。近年来,开始将航天技术应用到国民经济建设。针对电子设备导致的谐波电流问题开展了深入研究,并开发成功了NBF零线谐波电流阻断器,水平达到国际先进水平。
NBF的使用方法十分简单,只要串联安装在零线上,就能够消除零线电流过大带来的火灾隐患。例如,某软件公司,有400余台电脑,均匀分配在三相配电线路上,每相电流大约为120A,但是零线电流接近200A。物业管理部门认为这是严重的安全隐患,要求整改。经过调研,有人推荐了使用有源滤波器的方案。但是,有源滤波器的高昂价格成为主要问题。在专业人员的推介下,采用NBF,获得了理想的效果,零线电流从近200A降低到50A,消除了火灾隐患。
NBF不仅能够消除零线电流过大引起的火灾隐患,还能够消除谐波电流带来的其它危害。通过安装NBF可以大大改善办公环境中的电磁环境,增进人体健康。
谐波电流产生较强的电磁辐射,使空间充满了低频磁场。人体长期处于低频磁场中,会出现一些不适的现象,比如常见的亚健康状态,包括:时常会出现困倦、疲乏、失眠、肌肉酸痛、情绪不稳定等症状。
世界卫生组织现已把低频电磁场与苯烯、电焊烟雾一起归为一类致癌物。WHO国际癌症研究机构及WHO专题工作组经评估认为,低频磁场与儿童白血病及脑癌有关,当磁场暴露强度超过0.3μT时儿童白血病的患病风险增加2倍。
另外,安装NBF能够起到节电的作用。因为谐波电流导致的变压器、线路等额外发热都是需要能量的。减小了谐波电流,就是减小了发热,也就节省了能源。测试表明,NBF的节电率最大可以达到8%。
NBF的推出是航天技术服务民生的又一个力作,能消除高楼大厦中隐藏的火灾隐患,将在促进绿色楼宇建设方面发挥日益重要的作用。
共0条 [查看全部] 网友评论