配電系統(tǒng)零線故障的防范措施

楊　異

摘要：文章討論了低壓配電系統(tǒng)零線斷線故障對人及設(shè)備造成的危害，并提出相應(yīng)保護(hù)措施，即從故障發(fā)生的原因入手，以電氣原理為依據(jù)，采取相應(yīng)材料處理，提高保護(hù)裝置功能及改變系統(tǒng)運行方式。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)零線故障；TN-C-S；接觸電壓；零線；PE線；PEN線；中性點

中圖分類號：TU856文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）05-0032-02

低壓配電系統(tǒng)的正常運行直接關(guān)系到人們的工作、學(xué)習(xí)和生活，所以保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和無故障運行是至關(guān)重要的。而在低壓配電系統(tǒng)中的漏電、短路及零線斷線等故障是最常見的故障，由它們引發(fā)的人身觸電事故、電氣設(shè)備燒損及嚴(yán)重的電氣火災(zāi)時有發(fā)生，所以必須對這些故障采取防范和保護(hù)措施。

一、單相短路或接地

1．故障產(chǎn)生的原因。單相短路或接地引發(fā)的原因通常是由于：（1）導(dǎo)線與保護(hù)裝置配合不當(dāng)，使得導(dǎo)線處于過載運行而開關(guān)拒動，導(dǎo)線過熱絕緣損壞；（2）導(dǎo)線本身疲勞運行；（3）導(dǎo)線絕緣因受潮或腐蝕而損壞；（4）導(dǎo)線本身質(zhì)量問題；（5）開關(guān)本身切斷能力不夠。

2．產(chǎn)生的危害。單相短路故障的危害是顯而易見的，即發(fā)生短路時若保護(hù)裝置不能及時動作，則導(dǎo)線過熱引起電氣火災(zāi)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。在TN-C-S低壓配電系統(tǒng)中發(fā)生單相接地且同時發(fā)生PEN線斷線，如某設(shè)備與外殼相碰，且系統(tǒng)在S處斷線，則高電位會經(jīng)PE線傳至零線，使負(fù)載中性點發(fā)生偏移，對系統(tǒng)用電器造成危害。在某些施工現(xiàn)場無健全保護(hù)，一旦發(fā)生單相接地，設(shè)備外殼帶電，對人構(gòu)成接觸電壓。

3．防范及保護(hù)措施。為了防止導(dǎo)線過載運行、保護(hù)裝置拒動而引起的故障，要求導(dǎo)線與保護(hù)裝置的配合必須滿足要求。采用帶接地脫扣器型斷路器，當(dāng)發(fā)生單相短路或接地時會產(chǎn)生零壓相從而使接地脫扣器動作，切斷電源進(jìn)行保護(hù)，所以無需采用為了加大接地故障電流而降低故障回路阻抗的措施，便可排除故障，這樣既節(jié)省投資又可彌補低壓斷路器保護(hù)范圍不足的缺陷。

二、漏電

1．漏電的定義所謂漏電是指外殼為金屬的用電器，工作時不允許外殼帶電，由于某種原因引起絕緣損壞使其外殼帶電進(jìn)而對人形成接觸電壓的現(xiàn)象。漏電是介于正常和短路之間的一種故障，可以說漏電就是短路的前奏，及時排除這類故障是防止短路的有效措施。

2．漏電故障的危害。由前所述可以得出漏電發(fā)生的前提是電氣設(shè)備外殼是金屬而其作用只限于封閉與美觀等，工作時不參與導(dǎo)電。而燈具類電氣設(shè)備其外殼一般為玻璃、塑料、透明陶瓷等材料，所以不會發(fā)生漏電現(xiàn)象。故可能發(fā)生漏電的設(shè)備是外殼為金屬且工作時不可帶電的一類電氣設(shè)備。危害的對象則是當(dāng)該類設(shè)備發(fā)生漏電時接觸設(shè)備的人，而且故障不排除，發(fā)展下去就會演變?yōu)槎搪?，造成相關(guān)一系列危害。

3．漏電保護(hù)接線。漏電保護(hù)的空氣開關(guān)一定要將火線和零線同時接入，不可接PE線。電氣設(shè)備的A、B、C三點分別接在設(shè)備的插座上

三、故障的防范及保護(hù)措施

1．導(dǎo)線應(yīng)滿足機械強度要求。N（PEN）線必須滿足機械強度及載流量要求，三相四線及二相三線供電系統(tǒng)中N(PEN)零線連接點應(yīng)牢固并具有防腐能力是為了做到連接點牢固可靠，對于TN．C-S供電系統(tǒng)進(jìn)戶處配電裝置中的PEN，PE及N線的連接點和TN．S供電系統(tǒng)中的N線連接點，應(yīng)設(shè)置銅母線作為連接端子，并對該母線及其被連接的導(dǎo)線端子作相應(yīng)處理，以提高其抗腐能力，降低斷線的發(fā)生概率。

2．等電位連接。對于TN．C．S系統(tǒng)，當(dāng)PEN線斷線后，其負(fù)荷中性點偏移電壓是通過PEN與PE線的分支連接處引入PE線，因而造成對人體的接觸電壓。為了消除和降低PE線上的對地偏移電壓，對PEN與PE分支連接點進(jìn)行接地，即等電位連接處理，這樣可以避免用電器外殼產(chǎn)生偏移電位對人體的接觸電壓的危害。

3．采用保護(hù)電器。對零線斷線進(jìn)行保護(hù)所采用的保護(hù)電器通常有兩類：一類是相零（過或欠）電壓型，另一類是零－地電壓型。

相零電壓型的基本工作原理是：取樣相線與零線之間電壓，在系統(tǒng)正常時相線與零線之間電壓為正常值，即電源相電壓，此時保護(hù)電器不動作。當(dāng)零線發(fā)生斷線時，相線與零線之間電壓（即相一零電壓）有效值將超過相電壓（稱為過電壓）或是小于相電壓（稱為欠電壓），達(dá)到保護(hù)電器整定值使其動作，切斷故障線路，從而限制PE線接觸電壓及相一零之間過電壓或欠電壓的存在時間，達(dá)到對人和電器的保護(hù)。

零－地電壓型保護(hù)電器的基本工作原理是：保護(hù)電器取樣負(fù)載中性點對地電壓，當(dāng)發(fā)生零線斷線故障時負(fù)載中性點產(chǎn)生偏移電位，一旦達(dá)到保護(hù)電器的動作整定值，則經(jīng)過一定延時執(zhí)行機構(gòu)使自動空氣開關(guān)跳閘，從而達(dá)到對人和用電器的保護(hù)。

五、結(jié)語

隨著人們對用電安全、方便舒適及系統(tǒng)工作質(zhì)量的要求日益提高，保證供電系統(tǒng)安全可靠、高質(zhì)量運行、設(shè)計方便舒適、不斷減少常見故障、提高系統(tǒng)工作質(zhì)量，是電氣工作者的當(dāng)務(wù)之急。

作者簡介：楊異（1971－），男，重慶人，重慶電力公司沙坪壩供電局助理工程師，研究方向：輸變電工程施工。