探討低壓系統(tǒng)零線安全運(yùn)行需要注意的問題

林偉軍

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國低壓供電目前普遍都是應(yīng)用380/ 220 伏三相四線制系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)生觸電事故比較多的是低壓系統(tǒng)，特別是農(nóng)村出現(xiàn)事故比較頻繁。低壓系統(tǒng)發(fā)生事故時會引起火災(zāi)，容易爆炸等，主要的原因，大部分低壓系統(tǒng)與零線的運(yùn)行操作不當(dāng)有關(guān)，因此低壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行，才能保障人民的安全、設(shè)備安全，本文主要就380/ 220 伏低壓系統(tǒng)零線安全運(yùn)行中需要注意的問題進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】低壓系統(tǒng)；零線運(yùn)行；低壓系統(tǒng)運(yùn)行

一、380/ 220 伏低壓系統(tǒng)中性點的接地

在380/ 220 伏低壓系統(tǒng)中，變壓器低壓側(cè)中性點引出線直接接地，主要是為了防止高、低壓繞組絕緣損壞致使高壓呈現(xiàn)于低壓和低壓用電設(shè)備因絕緣損壞而使人體遭受觸電危險。當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)發(fā)生接地故障時，不會出現(xiàn)比相電壓更高的電壓值。否則，當(dāng)一相發(fā)生接地時，其余兩相對地電壓升高，使觸電的危險性大為增加。因此，由于低壓系統(tǒng)各相對地電容電流較大時，有可能在故障點形成電弧，引起振蕩，將產(chǎn)生更高的電壓，其值可達(dá)2.5- 3.5 倍的相電壓。另外變壓器繞組和低壓線路，對地都有電容存在，當(dāng)人體觸及相電壓后，電容即被短路，其瞬間放電電流通過人體而造成觸電。三相導(dǎo)線存在有泄漏電阻，當(dāng)絕緣受潮老化或在有腐蝕性氣體的環(huán)境中，其電阻降低，電流增大，也會造成觸電。

因此，為了保證電氣設(shè)備的運(yùn)行安全情況，380/ 220 伏系統(tǒng)中性點直接接地在出現(xiàn)故障情況下，必須使用保護(hù)裝置快速可靠動作解決故障問題，有效降低電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。

二、380/220 伏三相四線制系統(tǒng)中電氣設(shè)備接零保護(hù)

380/220 伏三相四線制系統(tǒng)中電氣設(shè)備的接零保護(hù)，為了避免人體遭受觸電的危險，電氣技術(shù)員工作時將設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與零線相接。不采用接零保護(hù)，不管電氣設(shè)備是否保護(hù)接地，都不能做到有效防止人體遭受觸電的危險。當(dāng)設(shè)備外殼同地或零線間無金屬性連接時，設(shè)備因絕緣損壞等原因發(fā)生一相電源與設(shè)備碰殼，其故障是不能自動消除的，外殼將長期存在電壓，對地絕緣電阻越大，電壓值就越高，最高可達(dá)相電壓的額定值，人體觸及時就有觸電危險。

當(dāng)設(shè)備外殼采用保護(hù)接地，如圖1，設(shè)備因絕緣損壞等原因發(fā)生碰殼后，即成為接地短路故障，其短路電流為：

由上述計算得知，該電壓對人體安全仍然出于十分危險情況。要使電壓U4對人體達(dá)到安全值，則必然要使保護(hù)接地電阻rd 成倍減小，特別是土壤電阻系數(shù)高的地區(qū)發(fā)生，是很不經(jīng)濟(jì)，甚至在實際上不可能的。

為此，為了使保護(hù)電器在設(shè)備發(fā)生故障時能迅速可靠的動作，使人體免遭觸電危險，電氣技術(shù)人員在380/220 伏中性點直接接地系統(tǒng)中必須采用接零保護(hù)，將設(shè)備外殼接到系統(tǒng)的零線上。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生碰殼故障時，故障電流由該相線、設(shè)備外殼、零線而形成閉合回路，將碰殼變成單相短路，從而引起保護(hù)電器動作，使故障設(shè)備脫離電源。

單相用電的電源，由380/ 220 伏系統(tǒng)中的其中一相與中性線間取得，其接零線，應(yīng)只作接零保護(hù)用，不允許用來傳輸工作電流。由于接零線本身有電阻，當(dāng)通過工作電流后，容易產(chǎn)生電壓降，此值大于5-6 伏以上時，對其他構(gòu)架物或管道就容易產(chǎn)生電火花，對瓦斯通道等易燃物會引起爆炸危險。因此對于220 伏單相用電設(shè)備，應(yīng)專設(shè)絕緣導(dǎo)線來為電流傳輸工作。

對于手?jǐn)y式和移動單相用電設(shè)備，例如：電鉆、手提式照明工作燈、電炊具等各種家用電器，常用插座供電，由于接線不當(dāng)而發(fā)生觸電事故的較為普遍。以單相三孔插座為例，采用保護(hù)接線的常見有如圖2（a）所示，當(dāng)零線斷開時，設(shè)備外殼就有220伏對地電壓存在，這是十分危險的，正確的是按圖2（b）所示接線。當(dāng)電流正常工作時，設(shè)備工作電流通過零線，發(fā)生故障時，電流經(jīng)保護(hù)接地系統(tǒng)泄流，當(dāng)零線在任何一點斷開時設(shè)備外殼不至于呈現(xiàn)高電位而對人體造成觸電的危險。

三、380/ 220 伏零線的重復(fù)接地與斷開

在380/ 220 伏中性點直接接地的系統(tǒng)，必須在零線中的一處或多處設(shè)置重復(fù)接地。為了防止系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生接地短路時，能有效降低零線的對地電壓，當(dāng)零線發(fā)生斷線時，可使故障的程度減輕。

在一些零線處沒有設(shè)置重復(fù)接地時，零線斷線并設(shè)一相發(fā)生碰殼故障，接在斷線處后面的所有設(shè)備外殼上，都出現(xiàn)近似相電壓的對地電壓，而接在斷線處前面設(shè)備外殼上的對地電壓，仍接近于零。

在設(shè)置重復(fù)接地時，設(shè)零線斷線，接在斷線處后面有一設(shè)備a 相發(fā)生碰殼，則接于斷線處后面設(shè)備外殼上的對地電壓為：

四、零線斷路后的產(chǎn)生的影響

在負(fù)荷不平衡的三相照明電路中，零線一旦斷路，負(fù)荷的中性點就會向負(fù)荷大的方向位移，使各相負(fù)荷的電壓降發(fā)生變化，負(fù)荷大的那相，負(fù)荷電壓降降低，燈泡較正常時暗些，負(fù)荷小的那相，負(fù)荷電壓降升高，燈泡較正常時亮些。如果電路負(fù)荷不平衡程度很大，負(fù)荷小的那相負(fù)荷電壓降升高過大，燈泡就會縮短壽命，甚至燒毀，所以零線是不允許裝熔斷器、開關(guān)的。電流互感器電路中在負(fù)荷不平衡時，如果零線斷路后，電流表的測值偏小，且不平衡程度越大，偏小量越多。因此零線的連接要特別注意，如果零線是鋁線，應(yīng)采用鋁接線端子壓接連接，避免用絞接法連接，并且零線應(yīng)避免有接頭。

五、380/ 220 伏系統(tǒng)中零線的選擇

在380/ 220 伏系統(tǒng)中，導(dǎo)電部分與零線或接地線發(fā)生短路，造成零線或接地線燒斷或因其他原因引起零線故障是常見的，這主要是設(shè)計中零線或接地線選取的截面偏小，安裝質(zhì)量不良等原因所致。因此，對接零回路的設(shè)計應(yīng)重視，計算接零回路電阻，按機(jī)械強(qiáng)度和單相熱穩(wěn)定選擇，校驗接零系統(tǒng)泄流導(dǎo)體截面，一般為零線截面不應(yīng)小于相線截面的50%，通常取60%左右。

六、結(jié)束語

綜上所述：380/ 220 伏系統(tǒng)中按要求進(jìn)行中性點接地和設(shè)備的接零保護(hù)，電氣技術(shù)人員必須對電壓運(yùn)行中的零線定期檢查，才能保障系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效措施。