NBF消除LED顯示屏的火災(zāi)隱患

近年來，在都市繁華的大街上，又出現(xiàn)了一道道亮麗的風(fēng)景線，那就是彩色LED屏。光彩絢麗的大屏幕為城市增添了生氣。但是很少有人意識到籠罩在這層華麗面目下的危機(jī)。

這種危機(jī)就是火災(zāi)的隱患。某大廈新安裝的LED 屏，運(yùn)行時(shí)間不長，就發(fā)生了火災(zāi)。技術(shù)人員十分困惑，因?yàn)樵O(shè)計(jì)施工都是嚴(yán)格按照規(guī)范實(shí)施的，況且線路上有完善的過流保護(hù)裝置，在線路過流時(shí)，會自動(dòng)斷開電源。消防人員在分析火災(zāi)起因時(shí)，也沒有強(qiáng)有力的證據(jù)能夠說清真正的起因。

實(shí)際上，人們不理解這種現(xiàn)象十分自然，因?yàn)檫@是一種全新的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫做諧波電流現(xiàn)象。諧波電流是一種高頻電流，它主要產(chǎn)生于現(xiàn)代高科技電子設(shè)備，諧波電流的一個(gè)主要危害就是誘發(fā)火災(zāi)。任何高科技電子設(shè)備工作時(shí)都會產(chǎn)生諧波電流，這就像任何汽車都要產(chǎn)生尾氣一樣。

為什么高科技電子設(shè)備會產(chǎn)生諧波電流呢?這是因?yàn)槿魏坞娮釉O(shè)備都包含整流電路，而整流電路工作時(shí)，就會產(chǎn)生諧波電流，就像汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)要排放廢氣一樣。電子設(shè)備是依靠復(fù)雜的電子線路工作的，而這些電子線路都是靠直流電來供電的。由于發(fā)電廠發(fā)出的都是交流電，因此電子設(shè)備必須將交流電進(jìn)行整流，變換為直流電后才能使用。

LED顯示屏就是一臺復(fù)雜的電子設(shè)備，它包含了大量的整流電路，因此產(chǎn)生很大的諧波電流。由于電子信息設(shè)備的大量普及是近年來的事情，人們還沉浸在享受電子技術(shù)帶來的種種便捷之中，對他們帶來的危害還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有認(rèn)識。就像幾年前人們充分享受汽車帶來的便捷，而忽視了空氣污染、道路堵塞等后果一樣。實(shí)際上諧波電流的危害已經(jīng)日益嚴(yán)重地顯現(xiàn)出來，并對全社會用電安全造成了不可忽略的影響。

諧波電流的奇怪特性

由于諧波電流出現(xiàn)的如此迅速，大部分人對諧波電流還十分陌生。其中諧波電流的一個(gè)驚人特性就是會導(dǎo)致零線電流過大。

傳統(tǒng)電工理論認(rèn)為，當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)，零線上的電流為零。“零線”這個(gè)術(shù)語大概就是由此而來的吧。因此，傳統(tǒng)上，在電氣設(shè)計(jì)施工時(shí)，會減小零線的截面積。但是，當(dāng)電氣負(fù)荷為現(xiàn)代電子設(shè)備時(shí)，這個(gè)理論徹底被顛覆了。當(dāng)負(fù)荷為電子設(shè)備時(shí)，“即使三相負(fù)荷平衡，零線上的電流也不為零，甚至?xí)_(dá)到相線電流的2倍”。

實(shí)際上，一些富有經(jīng)驗(yàn)的工程人員已經(jīng)觀察到了這種現(xiàn)象。某新安裝的LED屏，在項(xiàng)目驗(yàn)收的時(shí)候，驗(yàn)收人員例行要檢測三相負(fù)荷的平衡情況，結(jié)果無意之中，測量了零線的電流。所看到的現(xiàn)象令他大感迷惑。三條相線的電流均在150A 左右，但是零線電流竟然達(dá)到了250A。

諧波電流埋下的定時(shí)炸彈

諧波電流顛覆了我們傳統(tǒng)的觀念。即使三相負(fù)荷平衡，零線電流也會達(dá)到相線電流的2 倍。如果電氣設(shè)計(jì)施工人員忽略了這一點(diǎn)，使零線的截面積與相線相同，就會導(dǎo)致零線過熱。零線過熱會加速電纜的老化，嚴(yán)重時(shí)誘發(fā)火災(zāi)。

從基礎(chǔ)的物理知識，我們知道，當(dāng)導(dǎo)體上的電流達(dá)到原來電流的 2 倍時(shí)，導(dǎo)體發(fā)熱量是原來的4 倍!這是十分嚴(yán)重的火災(zāi)隱患。

讀者要記住，零線電流過大的危害遠(yuǎn)大于相線電流過大的危害。這主要有兩個(gè)方面原因。

首先，大家知道，電氣線路一旦超過額定的負(fù)荷，就會嚴(yán)重發(fā)熱，形成火災(zāi)。因此人們?yōu)榱税踩?，在線路上安裝了一些過流保護(hù)裝置。當(dāng)線路上的電流超過額定值時(shí)，過流保護(hù)裝置自動(dòng)切斷線路，避免了火災(zāi)的發(fā)生。但是，電氣安裝規(guī)范上規(guī)定，在零線上不安裝過流保護(hù)裝置。因此，當(dāng)零線上的電流過大時(shí)，沒有任何保護(hù)裝置動(dòng)作，只能任憑發(fā)熱，在燃燒條件具備時(shí)，就會誘發(fā)火災(zāi)。

其次，在一些老舊的建筑物中，有些零線采用了比相線更細(xì)的導(dǎo)體，那么當(dāng)零線上流過的電流超過相線時(shí)，就蘊(yùn)藏著更大的火災(zāi)隱患。

用 NBF 消除隱患

消除LED 屏火災(zāi)隱患的理想設(shè)備是NBF。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(jì)90 年代開始在歐美國家廣泛應(yīng)用。主要的原因是，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)備造成了電網(wǎng)和電磁環(huán)境的嚴(yán)重污染，其中最嚴(yán)重的一個(gè)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?zhǔn)祝侵C波電流!NBF 就是為了消除諧波電流而誕生的設(shè)備。

航天科工集團(tuán)第二研究院 706 所，從上世紀(jì)80 年代起開始研究電能質(zhì)量問題，為保障航天任務(wù)的完成做出了貢獻(xiàn)。近年來，開始將航天技術(shù)應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)。目前，已經(jīng)開發(fā)成功NBF 零線諧波電流阻斷器，其水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。

NBF 的使用方法十分簡單，只要串聯(lián)安裝在零線上，就能夠消除零線電流過大帶來的火災(zāi)隱患。例如，2009 年，鄭州某建材城開業(yè)后，發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)的零線電流過大。經(jīng)過檢查，定位在兩塊LED顯示屏。但是采用常規(guī)的方法無法判斷問題所在，每塊LED 屏的三相負(fù)荷都平衡得很好，均為50A左右，但是零線電流達(dá)到80A。在業(yè)主的整改要求壓力下，顯示屏的廠商經(jīng)過多方查訊，向706 所求援，并希望派專家到現(xiàn)場勘查，提出解決方案。鑒于這個(gè)問題是十分典型的諧波電流問題，706 所沒有派專家到現(xiàn)場勘查，而是直接推薦了NBF，教會LED 廠商安裝，并承諾安裝后故障現(xiàn)象必然消失。果然，安裝NBF 后，故障現(xiàn)象立即消失，零線電流降低為20A 左右。

一般電工都能夠進(jìn)行現(xiàn)場 NBF 的安裝，安裝后不需要任何調(diào)試，即可投入運(yùn)行。安裝NBF 后，不需要任何調(diào)試即可投入運(yùn)行。

實(shí)際上，LED 屏安裝NBF 后不僅消除了零線電流過大導(dǎo)致的火災(zāi)隱患，而且還具有節(jié)電效果。綜合測試表明，節(jié)電率在5~8%之間，具體數(shù)值取決于LED 屏配電箱與變壓器之間線路的長短。線路越長，節(jié)電效果越明顯。