中性線事故的防范與安全的接地

趙國富

三相四線配電回路內(nèi)有時會發(fā)生某一相或兩相設(shè)備大量燒壞的情況。有時同行認為這是三相負載不平衡造成三相電壓不平衡引起的，負載輕的一相電壓最高，使這一相的設(shè)備大量燒壞。這一解釋只道出了部分原因，它還另有更深層次的原因。某相內(nèi)設(shè)備大量燒壞的主要原因是三相四線回路的中性線（包括TT系統(tǒng)的中性線和TN系統(tǒng)的PEN線或中性線）斷線引起。我們常稱作“斷零”。

1.中性線事故的危害

大家都知道，配電線路中有相線和中性線之分，但是，人們往往比較重視相線，而忽視了中性線的重要性，導致了事故的發(fā)生。這里先談幾起由中性線引起的事故。

1.1中性線斷裂引起家用電器損壞事故

事故一：某棟居民樓由三相電源供電，進戶線與接戶線為銅鋁搭接，接頭處在運行過程中發(fā)生氧化和腐蝕，接觸電阻過大，導致發(fā)熱，中性線燒斷，部分居民家用電器多臺損壞、燒毀。分析原因，中性線斷線，由于沒有中性線導通不平衡電流，負荷中性點將產(chǎn)生嚴重的電壓位移，造成三相電壓不平衡，負荷高的—相電壓低，負荷低的一相電壓升高，超過家用電器的額定電壓，導致家用電器損壞，甚至燒毀。

1.2中性線誤接造成事故

事故二：某居民區(qū)民用電改造，在低壓電源干線上接引時，把進戶中性線錯接在干線的相線上，形成380伏電壓供電，造成居民家中的電器燒毀或出現(xiàn)異常噪聲。

供電部門給一個動力用戶改造外部架空線路，o、a、b、c四根線錯接，把中性線錯接在相線，導致用戶三相電機缺相運行，保護接零的設(shè)備外殼帶電，造成觸電事故。

1.3中性線與相線碰撞造成事故

事故三：某天大風天氣，有一處低壓電源干線由于垂度過大，線間距離過近，使中性線與相線碰到一起，使部分居民家中380伏電壓進電，燒壞家用電器，事后經(jīng)過緊線處理，故障排除。檢查配電變壓器，發(fā)現(xiàn)熔絲過大沒有熔斷，造成該事故的發(fā)生。

中性線事故的危險還在其隱蔽性，因為“斷零”后雖然設(shè)備壽命縮短，但在開始的一段時間內(nèi)燈泡依然亮，電動機依然轉(zhuǎn)，人們難以即使發(fā)現(xiàn)故障而加以排除，待設(shè)備大量燒毀后才發(fā)現(xiàn)是“斷零”引起，這時為時以晚。

2.中性線事故的預防

不少同行認為將中性線做重復接地后，用大地通路代替中斷的中性線作返回電源的通路，可避免燒設(shè)備事故。經(jīng)相量分析和計算知這是不可能的。因中性線阻抗以若干毫歐計，而大地通路阻抗則以若干歐計，相差懸殊，“斷零”后三相電壓依然嚴重不平衡，只是程度稍微輕一些而已。

在我國廣泛采用低壓三相四線供電的條件下，為防范“斷零”燒設(shè)備事故，在電氣線路的設(shè)計、安裝和管理中應(yīng)注意到以下幾點：

在三相四線回路中應(yīng)適當放大中性線和PEN線的截面，以保證其機械強度，特別是從電桿到建筑物電源進線口的一段架空引入線，應(yīng)按規(guī)范要求銅線不小于10mm2，鋁線不小于16mm2。采取有效的措施防止中性線承受過大的張力。

注意中性線接頭的連接質(zhì)量，以確保中性線接頭的導電良好，應(yīng)特別注意提高鋁線的連接質(zhì)量，因鋁線的表面極容易因氧化或腐蝕而不導電。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，以防因其接觸不良而增加“斷零”的危險。嚴禁在三相四線回路的中性線上串接熔斷器，以防熔斷器因種種原因熔斷而形成“斷零”。

下面談?wù)剬﹄姎庀到y(tǒng)中的地線的一些認識。

TT系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)這三種電力系統(tǒng)相比較，TN-S系統(tǒng)具有最高的安全性和可靠性。這是因為，該系統(tǒng)中性線與保護接地線分開設(shè)置，完全獨立，當設(shè)備正常運行或出現(xiàn)三相負荷不平衡時，中性線N中有電流經(jīng)過，保護接地線PE中無電流經(jīng)過，從而保證電氣設(shè)備的金屬外殼不會出現(xiàn)電壓，與電力系統(tǒng)的工作接地點等電位；當電氣設(shè)備發(fā)生對地短路或漏電故障時，設(shè)備外殼帶電，保護接地線PE中有故障電流經(jīng)過，形成回路，由于該回路阻抗小，短路電流大，促使漏電保護和短路保護裝置迅速反應(yīng)切斷電源，起到保護作用。

2.1保護接地線的要求和設(shè)置

（1）保護接地線PE必須采用黃綠雙色絕緣電線，在任何情況下不準使用黃綠雙色線作負荷線。

（2）保護接地線PE的截面積不得小于相線的一半，應(yīng)與中性線N的截面積相同。當其架空敷設(shè)間距大于12m時，保護接地線PE必須選擇不小于10mm2的絕緣銅線或不小于16mm2 的絕緣鋁線；當其與電氣設(shè)備連接時，保護接地線PE應(yīng)為不小于2.5mm2的絕緣多股銅線。

（3）保護接地線PE應(yīng)隨線路單獨敷設(shè)，與中性線N嚴格區(qū)分，與重復接地線作電氣連接。

（4）保護接地線PE不得裝設(shè)開關(guān)、熔斷器、漏電保護器等隔離裝置或保護裝置。

（5）正常情況下，保護接地線PE應(yīng)連接到下列電氣設(shè)備不帶電的外露導電部分：

電機、變壓器、電器、照明器具、手持電動工具的金屬外殼。

電氣設(shè)備傳動裝置的金屬部件。

配電屏與控制屏的金屬框架。

室內(nèi)、外配電裝置的金屬構(gòu)架及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門。

電力線路的金屬保護管、敷線的鋼索、起重機軌道、滑升模板金屬操作平臺等。

安裝在電力線路桿（塔）上的開關(guān)、電容器等電器裝置的金屬外殼及支架。

（6）對產(chǎn)生振動的設(shè)備，其保護接地線的連接點應(yīng)不少于兩處。

2.2關(guān)于重復接地的合理設(shè)置

由于重復接地能有效降低故障點的對地電壓，縮短故障的持續(xù)時間，減輕了保護接地線PE斷線后的危險，因此《規(guī)范》要求施工用電現(xiàn)場保護接地線PE的重復接地不得少于三處，即配電線路的首端、中間和末端。但檢查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，一些施工現(xiàn)場的保護接地線PE雖然做了不少于3處的重復接地，卻不合《規(guī)范》要求，比如有的只是在配電房（總配電箱）及一些分配電箱做了重復接地，線路末端（開關(guān)箱）卻未做重復接地，這樣就降低了接地保護的可靠性。正確地做法應(yīng)該是：將重復接地分布在配電線路的首端、中間和末端三處。 [科]