三相四線制中零線帶電原因分析及預防課件

1、三相四線制中零線帶電原因分析及預防【摘要】 零線在電氣系統(tǒng)運行中起著非常重要的作用，零線帶電將會嚴重威脅系統(tǒng)的安全運行。本文就零線帶電原因進行了仔細分析，并簡要指出預防措施。關(guān)鍵詞 零線 中點位移 不對稱電路 三相四線制在生活區(qū)箱變及配電室中，變壓器均采用直接接地，零線與大地同電位，一般情況下，零線不帶電，在三相四線制供電線路中，由于有了零線（中性線），所以不論三相負荷是否平衡，負載各相電壓始終是相等的，均在220V左右，因此家用電器在正常電壓下工作是安全可靠的。但是,在某些情況下,零線上會出現(xiàn)危險的電壓，在過去的幾年中，生活區(qū)曾發(fā)生過多起家用電器燒壞事故，給用戶造成上千元的經(jīng)濟損失。那么,零

2、線上為什么會出現(xiàn)電壓呢？究竟該怎樣預防呢？下面就這個問題做一具體分析。 1. 零線帶電原因1.1 三相負荷嚴重不平衡 在生活區(qū)中，由于單相負荷較多，所以電源側(cè)的三相負荷就不可能平衡，此時，零線（中性線）便有較大的電流流過，變壓器中性點工作接地處雖然電壓為零，但離中性點越遠的的零線上，零線越長，其阻抗越大，電壓也就越高，此時，如果有人靠近負荷側(cè)的零線上，就有可能導致觸電，發(fā)生觸電事故。1.2 零線斷路或接觸不良在通常情況下，在負載為三相負荷時，三相電路基本是平衡的，這種電路稱為對稱電路。但是在生活區(qū)中，由于大部分民用負荷均為單相負荷，所以由變壓器送出的ABC三相線路上的負荷是不平衡的，有的相負載

3、輕，有的相負載重，這種電路稱為不對稱三相電路。例如，對稱三相電路的某一條端線斷開，或某一相負載發(fā)生短跑或開路，它就失去了對稱性，成為不對稱電路。圖1所示的Y-Y連接電路中三相電源是對稱的，但負載不對稱。當開關(guān)S打開（即不接中線）時，由于負載不對稱，一般情況下，UNN0,即N和N點電位不同。從圖中可看出，N和N重合，這一現(xiàn)象稱為中點位移，也稱之為零點漂移。當位移較大時，會造成負載端的電壓嚴重不對稱，從而使負載的工作不正常。由于在零線斷路或接觸不良時，便會出現(xiàn)負荷側(cè)的中性點電位漂移的情況。此時零線上會出現(xiàn)危險的電壓，負荷最輕的一相電壓升高，從而使該相上負荷先燒毀，從而進一步加劇三相負載的不平衡，以

4、致變成了兩相供電的情況。這時兩相負荷電壓由相電壓變?yōu)榫€電壓，接著負荷次輕相接著燒毀，最后只剩下負荷最重的一相設備不被燒壞。為防止這種現(xiàn)象，就要經(jīng)常進行檢查，當發(fā)三相電路中某些燈很亮，有的發(fā)暗，甚至發(fā)生電燈“群爆”現(xiàn)象，說明零線斷路，應立即斷開電源開關(guān)，防止事故的擴大。1.3 三相電源不對稱三相電源不對稱的現(xiàn)象，就生活區(qū)來說，主要有以下幾種，如變壓器分接開關(guān)接觸不良，一般情況下，變壓器在投入運行前，分接開關(guān)已調(diào)至合適檔位，不需要調(diào)整。但在某些情況下，如分接開關(guān)經(jīng)常調(diào)整，就有可能造成接觸不良。另外一種情況是變壓器高壓某相熔絲熔斷。在生活區(qū)變配電室中，目前高壓側(cè)均采用FN3型負荷開關(guān)，這種開關(guān)和高壓

5、熔斷器配合使用。低壓側(cè)采用DW型萬能斷路器，所以在負荷側(cè)出現(xiàn)故障時，如低壓保護拒動，或變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時，都會導至高壓熔絲熔斷；還有一種是電纜斷相。斷相后，其它兩相或一相運行，所有這些情況，都會使三相電源不對稱，從而使零線上產(chǎn)生危險的電壓。1.4 零線接地不良由于生活區(qū)變壓器中性點均采用直接接地，所以必須對接地線經(jīng)常進行檢查。在接地連接不良時，接地裝置接地電阻過大，或接地線因腐蝕斷開后，在一定條件下，都能使零線電位大大升高。例如，當零線斷開后，若另一相發(fā)生接地，此時，零線對地電壓將升至220V，甚至更高，將會嚴重威脅設備和人身的安全。1.5 電容傳遞在某些情況下，雖然低壓線路已斷開電源，但由

6、于零線與變壓器不斷開，此時，高壓電源就可能通過變壓器高.低壓繞組間的電容傳遞到零線上，要是零線接地不良或斷開，則零線上就可能出現(xiàn)數(shù)千伏的高壓。1.6 相線接地當設備或線路絕緣損壞，發(fā)生相線接地短路故障時，由于變壓器的中性點有一定的接地電阻（要求電阻在4以下，先設R04），和相線接地處也有一定的接地電阻（該處電阻一般較大，為計算方便，也設為R04），則短路電流為：IU0/（R0+Rd）=220V/(4+4)=27.5A若保險絲熔斷電流大于27.5A，則保險不會熔斷，系統(tǒng)中的接地故障將一直存在，短路電流流過R0，Rd時，產(chǎn)生電壓降：U0IdR0=27.54110VUdIdRd=27.54110V即

7、零線對地電壓將上至110V，故障相對地電壓下降110V，而正常相對地電壓大大高于相電壓。 2、零線帶電的預防 2.1 三相負荷盡可能保持平衡：無論主干線或分支線的負荷，不平衡程度都不宜超過20%，否則電壓損失及功率損失會大大增加。 2.2 零線與變壓器中性點的連接必須牢固可靠 如果零線為鋁線，連接時更應該認真，在線徑超過16mm2時，鋁線應經(jīng)鋁接線端子進行壓接，以確保中性線的導電良好。然后與中性點接線端子連接，避免鋁線用纏繞法壓接在中性點接地螺栓上。因鋁線的表面極易因氧化或腐蝕而不導電。2.3 嚴禁在三相四線制回路的中性點裝設熔斷器可防止熔斷器因種種原因熔斷形成“斷零”。否則接在電路上的單相電

8、器可能因電壓過高而燒壞，或電壓過低而發(fā)揮不了作用。所以零線上不得安裝開關(guān)及熔斷器，但是單相供電線路的零線上必須裝設熔斷器，這是因為零線只起到工作作用，應同時在相線和零線上裝設雙極刀開關(guān)和熔斷器。如果當外線路檢修，將相線和零線互相接錯時，線路上的熔斷器仍起保護作用。若只在相線上裝設熔斷器，這時相線已變成零線，當發(fā)生接地故障時，短路電流不通過保險絲，故障將一直存在，給系統(tǒng)帶來威脅。 2.4 中性點的接地電阻必須合格接地電阻應符合要求。每年利用電氣春秋檢時間，對所有變壓器接電阻進行檢查和測量（100KV及以上的變壓器應不大于4,100KV以下的變壓器應不大于10），同時加強對零線的維護和保養(yǎng)工作，定

9、期檢查和緊固變壓器中性點螺栓，防止零線接觸不良。2.5 應保證零線有足夠的截面積和強度一般不小于相線截面積的50%，通常為相線截面積的60%左右，并應滿足機械強度的要求。零線上應避免有接頭。無法避免時，應認真按照工藝要求連接牢固。2.6 零線進入開關(guān)箱處設重復接地重復接地電阻不得小于10。如圖所示，在沒有重復接地的情況下，斷開處后方的零線及其上所有的接零設備對地電壓為：UE=RP/(RN+RP+RL)*U 式中，RN、RP和RL分別是工作接在電阻、人體電阻和負載電阻；U為相電壓。如已知U=220V, RN =4、RP=1500、RL=484（額定功率為400W），根據(jù)上式可求出UE=166V。

10、電擊危險比較大。而且不平衡負荷越大，故障電壓越高，所以電擊危險性也就越大。在有重復接地的情況下，斷開處后方的零線及其上所有的接零設備對地電壓為： UE=RC/(RN+RC+RL)*U 式中, RC為重復接地電阻。如已知RC=10，其它條件不變的情況下，根據(jù)上式可得故障電壓為UE=4.4V?？梢钥闯觯收想妷捍蠓冉档?，觸電的危險大大減小或消除。2.7 相線和中性線要正確連接，避免接錯若將相線與零線相互接錯，單相用電設備電壓就會升高至380V，導致設備燒壞。生活區(qū)有個別用戶，為了達到竊電的目的，從樓道將照明用相線引至室內(nèi)。這樣，在本層總零線燒斷的情況下，若不是同一相電源，此時的相電壓就會變?yōu)榫€電壓，將直接加在負荷兩端，導致設備燒壞。三相四線制負荷，特別是電動機，在相線和零線接錯的情況下，也會因為缺相導致電機轉(zhuǎn)矩減小，甚至可能燒壞。2.8 在中性線上盡量減少線路端子連接和接頭，并盡量少串入開關(guān)和觸頭，以防止因接觸不良而增加“斷零”的危險。總之，