2011年,一科研單位的配電盤突然起火燃燒,幸虧發(fā)現(xiàn)及時沒有釀成大禍。但是起火的原因頗令人費解。配電盤內(nèi)的跡象表明,連接零線的位置有明顯高溫?zé)频嫩E象。經(jīng)過測試,發(fā)現(xiàn)三相負荷基本平衡。進一步測量零線的電流,竟達到相線電流的1.7倍左右。專業(yè)的電氣安全人員對此現(xiàn)象也感到十分困惑。因為,按照電工的常識,當(dāng)三相負荷平衡時,零線上的電流應(yīng)該很小,接近為零。為什么這里會有這樣奇怪的現(xiàn)象?如果這是一個普遍的現(xiàn)象,那么這預(yù)示著在辦公樓內(nèi)潛藏巨大的風(fēng)險。因為零線上是沒有保險裝置的,零線上流過這么大的電流,會導(dǎo)致零線導(dǎo)體過熱,誘發(fā)火災(zāi)隱患。
查找元兇事故調(diào)查人員展開了更廣泛的調(diào)查。調(diào)查的結(jié)果更令人震驚。因為,在很多場合人們都看到了類似的現(xiàn)象,也就是,即使三相負荷平衡,零線上仍然會有較大的電流。而傳統(tǒng)的電工學(xué)理論告訴我們,當(dāng)三相負荷平衡時,零線上的電流為零,“零線”這個術(shù)語大概也是由此而來的吧。難道指導(dǎo)了我們近百年的電工學(xué)基本理論突然不靈了?
專家們開始進行更深入的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),問題的元兇是諧波電流。傳統(tǒng)的電工學(xué)上的很多結(jié)論對于諧波電流是不對的。其中,三相負荷平衡,零線上的電流為零,就是一個失效的結(jié)論。對于諧波電流,“即使三相負荷平衡,零線上的電流也不為零,而是會達到相線電流的2倍”。
諧波電流是電腦等信息設(shè)備工作時產(chǎn)生一種有害電流,他們將這種有害電流發(fā)射到電網(wǎng)上,會導(dǎo)致零線電流過大。前述該科研單位剛剛增加了一批電腦,因此引起了本文開始描述的現(xiàn)象。
電子設(shè)備與諧波電流任何電子設(shè)備工作時都會產(chǎn)生諧波電流,就像各種以燃油為動力的發(fā)動機工作時會排出廢氣一樣。電子設(shè)備中包含了一種叫做整流電路的電路,整流電路工作時,就會產(chǎn)生諧波電流。整流電路就是產(chǎn)生諧波電流的根源。
由于現(xiàn)代社會中電子設(shè)備無處不在,因此諧波電流也無處不在,諧波電流的危害日益嚴重,專家們將諧波污染,排在空氣污染和水污染之后,稱為第三大污染源。這是有道理的,因為電力在現(xiàn)代社會中的作用已經(jīng)達到不可或缺的程度,電力污染必然給社會帶來巨大的影響。帶來的最大問題就是諧波污染問題。諧波帶來的種種危害中,與我們生活關(guān)系最密切的諧波污染現(xiàn)象就是導(dǎo)致電氣火災(zāi)。
諧波電流與電氣火災(zāi)諧波電流的這種特性令人感到震驚。因為零線上過大的電流會導(dǎo)致零線導(dǎo)體過熱。從基本的物理知識,我們知道,當(dāng)導(dǎo)體上的電流達到原來電流的2倍時,導(dǎo)體發(fā)熱量是原來的4倍!后果可想而知了,這是嚴重的火災(zāi)隱患。
擁有電氣知識的讀者可能會質(zhì)疑:線路上的電流過大,不是有保險嗎,保險的用途不就是防止線路過流引起火災(zāi)嗎?這非常有道理!但是電氣施工規(guī)范中規(guī)定,保險只在火線上安裝,并不在零線上安裝。因此,零線上的電流再大,也不會有保險來切斷電流。
實際上,諧波電流導(dǎo)致火災(zāi)并不是最近才發(fā)現(xiàn)的新鮮事物。90年代,歐美國家開始大量普及信息設(shè)備、節(jié)電設(shè)備,這些設(shè)備產(chǎn)生的諧波污染了電網(wǎng),其中最嚴重的一個后果就是電氣火災(zāi)頻繁發(fā)生。人們經(jīng)過深入的分析,終于發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致這些問題罪魁禍首,是諧波電流!原來,電子設(shè)備產(chǎn)生了諧波電流,諧波電流導(dǎo)致電氣線路過熱,誘發(fā)火災(zāi)。于是,政府主導(dǎo)編制對電子設(shè)備諧波電流發(fā)射的控制標準,這類似于限制汽車的尾氣排放。今天,在歐美國家由諧波電流導(dǎo)致的火災(zāi)已經(jīng)鮮有發(fā)生。
防患于未然我們發(fā)現(xiàn)了諧波電流這個奧秘,解決它就不是難題了。我們可以在為電子信息設(shè)備大量集中的設(shè)施裝修中,加粗零線,使其允許更大的電流。實際上在歐美國家的一些機房裝修中,已經(jīng)采取了這個方法。
但是,對于大量的現(xiàn)存設(shè)施怎么處理呢。重新布線會導(dǎo)致工作量巨大,并且在很多場合不允許大面積的施工和較長的施工周期。
NBF就是為了解決這個問題推出的解決方案。NBF的中文名叫做“零線諧波電流阻斷器”。這種設(shè)備從上世紀90年代開始在歐美國家廣泛應(yīng)用。航天科工集團706所發(fā)揮在電能質(zhì)量控制技術(shù)方面的優(yōu)勢,自主研發(fā)了NBF產(chǎn)品,其性能指標達到國外同類產(chǎn)品的先進水平。
NBF的安裝十分簡單,串聯(lián)安裝在零線上,就能夠?qū)㈦娮釉O(shè)備產(chǎn)生的諧波電流減小80%以上。安裝施工時間僅需半天,而斷電時間可以控制在1小時以內(nèi)。
近年來電子信息設(shè)備的普及是如此迅猛,特別是信息設(shè)備、大尺寸LED屏、節(jié)能燈等,以前所未有的速度普及。以至于由此引起的種種不良后果我們還來不及認識,更談不上應(yīng)對。就像城市中的汽車普及速度之快,導(dǎo)致的交通堵塞、空氣污染等問題搞得人們猝不及防一樣。
NBF的推出是航天技術(shù)服務(wù)民生的又一力作,將在消除樓宇火災(zāi)隱患、保障樓宇安全方面發(fā)揮巨大的作用。