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GB/T 43055—2023《农村低压安全用电通用要求》标准解读

2024-06-10王金丽纪爽侯义明田野

中国标准化 2024年9期
关键词:安全用电技术要求国家标准

王金丽 纪爽 侯义明 田野

摘 要:GB/T 43055—2023《农村低压安全用电通用要求》是由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2023年9月7日联合发布,并于2024年1月1日起正式实施的推荐性国家标准。本文全面介绍了该标准的制定背景、编制原则与依据,详细解析了主要技术内容,阐明了标准实施的目的意义,有助于相关人员对标准的正确理解,推动标准广泛应用。

关键词: 国家标准,农村低压用户,安全用电,技术要求,标准解读

DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.09.023

0 引 言

近年来,国家层面高度重视农村发展及安全,党的二十大报告中明确全面推进乡村振兴,推进安全生产风险专项整治,加强重点行业、重点领域安全监管。在政策层面大力推动农村能源革命与电能替代,2023年国家能源局等四部门联合发布《关于组织开展农村能源革命试点县建设的通知》,公布了农村能源革命试点县建设的重点任务和发展目标:到2025年试点县可再生能源在一次能源消费总量占比超过30%,在一次能源消费增量中占比超过60%。同时要求加快推进电能替和农业农村领域电气化。随着大功率电器的普及使用,农村家庭用电量快速增加[1]。

电动车以其方便快捷等优势成为农村一种较为普遍的出行交通工具,在农民日常生活与生产中应用广泛[2]。农村低压用电需求不断增大,低压电气安全意识淡薄,临时用电现场设施配置、安装及运维不规范,缺乏完善的安全保护措施[3]。生产生活用电存在布线和线路接头处理不规范,安全隐患整改不及时等情况,易发生触电死亡或电气火灾等事故[4]。农村分布式光伏并网装机容量呈现快速增长趋势,高比例具有随机性和波动性特征的户用光伏并网给低压配电网带来电压越限风险、反向重过载以及损耗增加等诸多问题[5]。新形势下农村低压用电安全风险日益增加,低压电气安全面临巨大挑战。

同时,国家标准化工作也不断提出新要求。2021年10月10日,中共中央、国务院印发《国家标准化发展纲要》,围绕七大任务,部署了7项工程和5项行动,要求推进乡村振兴标准化建设,强化标准引领,实施乡村振兴标准化行动,加强公共安全标准化工作,完善安全生产、劳动防护等领域安全标准网。2023年全国标准化工作要点中要求织密筑牢标准安全网,强化安全生产国家标准统筹协调。为保证农村低压用电安全,防止农村低压用电电气事故、人身触电事故发生,保证人民生命安全,减少财产损失。根据《国家能源局综合司关于开展强制性整合精简后续工作的通知》以及《国家标准化管理委员会关于下达2021年第二批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》要求,由中国电力科学研究院牵头组织对原强制性电力行业标准DL 493—2015《农村低压安全用电规程》进行大幅度修编,并上升为推荐性国家标准《农村低压安全用电通用要求》。

GB/T 43055—2023《农村低压安全用电通用要求》(以下简称“本标准”)由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2023年9月7日联合发布,并于2024年1月1日起正式实施。本文详细介绍了标准任务来源与制定背景,给出了本标准编制的原则与依据以及意欲解决的问题和实施意义,详细解读了本标准主要技术内容,为正确理解和掌握农村低压安全用电要求,促进本标准推广应用提供支撑。

1 标准编制原则与依据

1.1 标准编制原则

本标准的编制主要遵循以下原则:一是系统梳理和研究现有农村低压安全用电相关标准规范,选择性继承已有成果,确保本标准内容的全面性、科学性和适用性;二是结合我国农村低压用电实际情况,充分了解和吸收先进理念,提出新要求,充实完善本标准核心内容;三是统筹兼顾标准的操作性和前瞻性,在本标准制定过程中,需符合国家的有关政策法规要求,与已颁布实施的标准相协调适应,并适度考虑目前处于发展成熟过程中的技术,保持一定的先进性。

1.2 标准主要内容编制依据

本标准主要内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、一般要求、低压用电线路、生活安全用电、生产安全用电、自备电源和分布式电源、电气火灾预防及灭火、防止电气事故及抢救十个部分。

本标准在制定过程中,充分结合我国新时期乡村电气化水平快速提升实际情况,在原强制性电力行业标准DL 493—2015《农村低压安全用电规程》的基础上,充分吸收并引用了GB 50054—2011《低压配电设计规范》、GB/T 13869—2017《用电安全导则》等国家标准相关技术内容。此外,依据户用分布式光伏发电规模化接入情况,对并网运行的农村小型分布式电源涉及的并网点设备配置、警示标识设置、运行管理等也提出相应要求。

GB/T 43055—2023尽管是在DL 493—2015的基础上进行的编制,但考虑到农村低压用电环境和形式以及负荷类型都发生了很大变化,章节结构均进行了大幅度调整,具体如图1所示。

DL 493—2015包含4个章节和2个规范性附录,核心内容集中在第4章安全用电;GB/ T 43055—2023包含10个章节、1个规范性附录和2个资料性附录,第4、5、6、7、8、9、10均为核心章节;相比DL49—2015,删除了规范性附录B紧急救护法,保留了原附录A的内容并移至附录C,同时将规范性附录名称进行了简化,针对安全用电内容要求进行了细化、完善与扩展。

2 标准内容解析

2.1 术語和定义

GB/T 43055—2023相对DL 493—2015术语和定义内容变化较大,删除了“农村低压电网接地方式”和“特低电压限值”,其中“农村低压电网接地方式”术语内容移至资料性附录A低压系统接地型式,并扩展了文字符号含义、导体图形符号说明以及TN系统、T T系统、IT系统接地型式图例与标引序号说明;新增了在标准正文中多次出现的“外露可导电部分”“外界可导电部分”“中性导体”“电气装置”“保护接地”“保护接地导体”“保护等电位联结”等,这些术语和定义的引入也使得本标准能够较好地与国际标准接轨并保持一致性。其中,“外露可导电部分”“外界可导电部分”参考引用了GB/T 2900.71—2008,“特定电压”参考引用了GB/T17045—2020,这三个术语定义均做了部分内容的修改,定义说明更加准确和精炼。

2.2 一般要求

对于农村低压用户生活、生产安全用电方面的共性要求均包含在本章节,同时还重点考虑了户用光伏接入和临时性用电应遵循的基本要求。

GB/T 43055—2023首先规定了农村低压用户如新装和变更需求申请的要求,相比DL 493—2015,增加了农村低压用户发电需求的申请以及明确发供电双方产权分界点和各自安全责任与义务的规定。户用分布式光伏大规模化发展,使得农村低压用户角色发生了根本性改变,既是电力用户又是发电方,随机性与电网企业产生双向交互;农村户用光伏接入公共电网采用全额上网或自发自用、余量上网方式,供需关系复杂化。

对于农村低压用户电气装置,明确要求在进线处设置保护等电位联结,主要是需要将总接地端子和进入建筑物的水、气、热的金属管道以及外界可导电金属构件、钢筋混凝土内可触及的钢筋等进行连接,目的是使它们之间形成一个低电势区域,降低不同金属之间的电位差,防止人体无意间接触到电压,避免产生安全隐患。同时要求在饲养家畜的场所采用辅助等电位联结作为附加保护,牛、羊等动物的电击耐受能力低于人体,需要将养殖场中所有家畜能够触及到的外露可导电部分和外界可导电部分进行连接,降低因电位差异引起的潜在风险,如静电放电或雷击感应电压[6]。

同时要求低壓用户进线处设置隔离电器,低压电气装置需满足电击防护要求,还应设置热效应防护和过电流保护。所谓电击是指电流通过人体时所造成的内部损害,它会破坏人的心脏、呼吸以及神经系统的正常工作,甚至危及生命。电击防护分为直接接触防护和间接接触防护,直接接触防护措施包括加强绝缘、增加遮拦与外护物、采用小于25 V的安全性超低电压等,间接接触防护措施包括自动切断电源、采用小于50 V的安全性特低电压、回路电气隔离、等电位联结等。热效应会伴随电气装置的运行始终存在,用电设备在被使用时,除了绝大部分电能转化为有用功外,还有少部分电能因导体电阻的存在而转化为热能被消耗掉,也就是所说的“热效应”,低压电气装置在正确的设计、安装与使用时产生的热效应在预期程度内时是安全的,当热效应不受控时会导致绝缘破坏甚至发生电气火灾,将造成人身伤亡和财产损失,因此,本标准除提出了常规过电流保护,还提出了热效应防护要求。这些规定内容的提出,与国际标准IEC 60364中的相关要求基本保持了一致性。

另外,由于农村生产生活均存在临时用电情况,因此GB/ T 43055—2023对临时用电的用电申请、技术方案审查、装设RCD、设置安全防护措施和明显用电安全警示标识以及必要时设专人看管等确保用电安全的相关规定进行了统一要求。

2.3 低压用电线路要求

低压用电线路的合理选择、安装与维护对保障农村低压安全也是至关重要,因此室内用电线路推荐采用绝缘铜导线,室外则要求采用耐气候型的绝缘导线。对于截面不大于6 mm2的铜导线之间连接,要求采用符合GB/T 13140要求的连接牢固、不易松脱的导线连接器;据相关统计分析,每年建筑电气火灾大多因电线接头老化引起,普遍采用的黑胶布缠绕或接线端子连接方法,无法防潮和抗氧化,容易造成导线接头处氧化、电阻增大和发热,而采用符合国家标准要求的导线连接器能够较好地解决上述问题。当铜导线(或铜材料接线设备)需要与铝导线连接时,还应做好铜铝过渡,不能够直接连接,主要原因有:(1)铜和铝的金属惰性不同,直接连接通电会发生电化学反应,导致铝导线逐渐被氧化,使其机械强度和导电性能下降;(2)铜导线和铝导线的硬度不同,直接连接的结合力不强,容易因发热不均衡形成故障点。

另外,对于室外架空线路强调需与通讯线路保持安全距离,且不应互为支撑。农村低压架空线路电杆被通讯光缆附挂的情况较为普遍,往往很多单股通讯线路交织在一起,缺乏统一规划布局,施工不够规范,给低压电力线路运维带来不便,具体如图2所示。原则上架空通讯光缆线路不宜与电力线路同杆架设,在不可避免时需采取绝缘、屏蔽等技术防护措施,电力线路与通讯光缆间净距不应小于2.5 m,且光缆应架设在电力线路的下方。

对于临时用电线路的选择及安装要求按照GB/ T 16895.6—2014的相关规定执行,并依据使用周期的不同分别提出了较为详细的技术要求。

2.4 生活安全用电要求

对居民住宅户内电气装置的选择、安装等除了要求符合GB/T 13869—2017、GB/T 4026—2019的规定,还明确要求每套住宅应单独设置至少一个符合GB/T 7251.3—2017要求的户内配电箱,供电回路根据需要进行合理配置,至少应包括照明、空调插座、厨房电源插座以及卫生间电源插座等不同回路,且所有用电设备同时使用时最大总负荷不能超过电表和开关允许的最大负荷。过多的家用电器如果同时使用容易造成过负荷引发火灾危险,因此,不要在同一电源插座下接入太多电器或设备,要注意规范使用保险丝或熔断器,避免过负荷造成的火灾事故发生。

同时要求在设有洗浴设备的卫生间等潮湿场所采用辅助等电位联结,在装有浴盆或淋浴器的房间内将保护接地导体与外露可导电部分,如给排水系统的金属部分、金属浴盆、加热系统的金属部分、空调系统的金属部分、燃气系统的金属部分等,以及可接近的外界可导电部分相连接,可以起到防触电、防雷击、防静电等作用,有效保护人身安全。

国家层面不断拓展电能替代的广度和深度,推动农村用能清洁低碳转型,加快提升农村生活电气化水平,电动车和可充电电器等充电负荷呈现快速增长趋势,用电安全风险日益增加。因此,GB/T43055—2023明确要求使用配置相符且质量合格的充电设备,需按照科学操作步骤进行安全充电,充电插孔插头和电源插头均应插接到位,避免因接触不良造成过热而引发火灾等危险。

2.5 生产安全用电要求

随着农村电气化水平的提升,农业生产用电更加普及,如农田排涝、灌溉、电犁、打井、打场、脱粒、积肥、育秧、粮食加工、牲畜饲料加工等,农业生产用电安全不容忽视。

GB/T 43055—2023明确了在高温(环境温度超过30℃)、高湿(环境空气相对湿度大于75%)、易污染(有毒或腐蚀性)以及具有爆炸和火灾危险的特殊场所应遵循的相关规定。如在可燃、助燃、易燃(爆)物体的储存、生产、使用等场所或区域内使用的用电线路、设施,其防火或防爆等级要求应符合特殊场所的标准要求,详细规定了农业生产中使用的移动式抽水泵或潜水泵,以及养殖、制茶、大棚种植等用电线路、设施要求,包括电气设备在正常条件下使用时的防护等级应不低于IP44,潜水泵使用水域应加设明显警示标识等。

另外,对于连接电动机械及电气工器具等的回路,要求单独装设开关或插座,电气回路上需装设剩余电流动作保护电器(Residual Current Device,RCD);I类设备(采用基本绝缘作为基本防护,且采用连接保护接地导体作为故障防护措施)的金属外壳应接保护接地(Protective Earthing,PE)导体;对于户外使用的开关或插座则要求安装在配电箱内或箱体上,避免因松动而导致电线短路情况发生,有效提高用电的安全性。

2.6 自备电源和小型分布式电源等安全要求

相比DL 493—2015,GB/T 43055—2023首先增加了对用户自备电源与公用电网不应共用中性线的要求,主要是因为:(1)当中性线发生故障时,将导致自备电源和公用电网同时处于故障状态,无法起到互为备用的供电保障作用;(2)当其中一个电源相线发生故障时,如果中性线与接地线不连接则会导致另一個电源的供电电压不稳定。

其次,对于并网运行的小型分布式电源,在GB/T 43055—2023中明确要求在并网点必须安装易操作、具有明显开断指示且具备开断故障电流能力的开断设备,且具备快速监测孤岛功能以及监测到孤岛后立即与公用电网断开的能力。在公用电网发生故障停电后,小型分布式电源并网点的专用开断设备应能够保证及时断开并可靠接地,防止形成非计划孤岛,避免故障检修人员对设备进行检查维修时引发安全事故。并网运行的小型分布式电源连接电源和电网的专用低压开关柜应设置醒目标识,标明“有电警示”“双电源”等提示性文字和符号。

2.7 电气火灾预防及灭火

随着电动车在农村地区的普及,大多数家庭选择在房屋内等封闭空间内停放电动车并为电动车充电。而电动车在充电过程中存在较大的安全隐患,使用劣质充电器或充电时间过长容易引发火灾和爆炸事故。为此,GB/T 43055—2023明确要求选用原装充电器,对电动车或农业工器具所用的动力电池应做好合理使用、安全存放、定期检查、配备保护装置等安全防范措施,并在室外开阔场所为电动车或农业工器具进行充电,并合理控制充电时长,充电时不应使用临时飞线,要保持通风,避免暴晒、淋雨,尤其不能在雷雨天气下进行充电,确保充电安全。

对于各类充电使用的电动车、机械或工器具,应使用合格匹配的充电设备,不应随意拆卸、更换或改装。当电动、电热等电器使用过程中若遇到突然停电,应先断开相应的电源,再离开使用电器的现场,防止因突然来电引发火灾或造成人身伤害。

2.8 防止电气事故与抢救

为了防止发生人身电击伤害事故,GB/T 43055—2023详细规定了电击防护的主要措施及具体做法,电击防护包括基本防护和独立的故障防护,或包含两者兼有的加强防护,特殊条件下还要求设置附加防护。其中,基本防护采用将带电部分绝缘、遮栏或外护物中的一种或多种措施。故障防护采用自动切断电源、电气分隔、双重绝缘或加强绝缘、特低电压中的一种或多种措施;电气分隔一般采用安全隔离变压器作为电源,双重绝缘是同时具有基本绝缘和附加绝缘,而加强绝缘则是相当于双重绝缘保护程度的单独绝缘结构。当采用自动切断电源(断路器、熔断器或RCD等)作为故障防护措施时,除了基本防护外,同时还要求采用保护接地和保护等电位联结。附加防护包括采用额定剩余电流动作值不大于30 mA的RCD和辅助等电位联结。当采用额定剩余电流动作值不大于30 mA的RCD作为附加防护时,不能作为唯一的保护措施,仍需保留基本防护和故障防护措施;而辅助等电位联结包括可同时触及的固定式电气设备的外露可导电部分和外界可导电部分,需包括钢筋混凝土结构内的主筋,还应与所有电气设备和插座的保护接地导体相连接。电击防护措施的科学合理设置,可有效保护人身安全。

另外,GB/T 43055—2023还规定了人体遭受电击时正确的解救程序和做法。首先施救人员应在保证自身安全的前提下,迅速采取切断电源等措施,使遭受电击者尽快脱离电源,并按照紧急救护法的要求,在现场进行急救。同时,还应立即与医疗机构联系进行专业救治,以免耽误或错过抢救的最佳时机。

3 标准实施意义

“十四五”期间,国家不断大力推进乡村产业振兴,农村用电水平大幅度提升,居民用电量逐步接近甚至超过城市居民用电量。随着新技术的快速发展与推进,涌现出电动汽车、分布式电源、微电网等新型供用电主体和新的用电需求,对农村低压安全用电提出新的更高要求。

本标准充分考虑大规模分布式电源接入对农村低压安全用电带来的影响,提出农村低压安全用电相关要求,重点解决农村低压安全用电规范化、科学化问题,保证农村低压用电的安全性,防止农村低压电气事故、电击事故发生,保证人们生命安全,减少财产损失。同时,为分布式电源的规模化接入和我国新时期乡村电气化水平的快速提升提供有力支撑,并为推进脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接提供用电安全保障。

参考文献

[1]李罗斌,江玉坤,司莺歌,等.智能断路器在农村低压配网中的应用与维护措施[J].科技与创新,2023(21):173-175.

[2]李嘉彬,张涛,杨志杰,等.电动自行车和三轮车充电器谐波导致农村电压问题的分析[J].农村电气化,2021(5):39-41+59.

[3]张顺禹,李振,王昭栋.浅析供电企业临时用电安全服务工作[J].农村电气化,2022(6):78-79+84.

[4]金超.乡村振兴战略下的农村电气设计[J].建筑电气,2020(7):27-31.

[5]柳春芳,陈艺丹,罗毅初,等.含高比例户用光伏的配电台区OLTC-逆变器电压协调控制策略[J].供用电,2022,39(5):70-75+88.

[6]马亚雄,高磊,卢欢.电击防护-保护等电位联结之我见[J].智能建筑电气技术,2021,15(1):109-112.

作者简介

王金丽,通信作者,硕士,教授级高级工程师,主要从事配用电技术及标准化研究工作。

纪爽,本科,工程师,主要从事配电网标准化研究工作。

侯义明,硕士,教授级高级工程师,主要从事配用电技术及标准化研究工作。

田野,硕士,高级工程师,主要从事配用电技术及标准化研究工作。

(责任编辑:张瑞洋)

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