住宅用電事故實例引起的對中性線斷線危害的分析

【摘要】目前，中國城鄉(xiāng)和廠礦企業(yè)的低壓電網(wǎng)中，大部分采用三相四線制（TN-C，380V＼220V）的低壓供電系統(tǒng)，中性線在電氣系統(tǒng)運行中起著非常重要的作用，中性線斷線將會嚴重威脅系統(tǒng)的安全運行。本文就一起住宅用電事故的實例，對中性線斷線引起危害的原因進行了仔細分析，并提出了簡要的預防措施。

【關鍵詞】中性線；三相四線制；斷線危害；預防措施

目前，中國城鄉(xiāng)和廠礦企業(yè)的低壓電網(wǎng)中，大部分采用三相四線制（TN-C，380V＼220V）的低壓供電系統(tǒng)，中性線在電氣系統(tǒng)運行中起著非常重要的作用，中性線斷線將會嚴重威脅系統(tǒng)的安全運行。下面就一起住宅用電事故的實例，做一具體分析。

一、用電事故基本情況

某機關八十年代建設的三棟住宅樓和機關辦公大樓共用一臺變壓器，低壓配電系統(tǒng)的接地形式為TN-C（三相四線制）系統(tǒng)，變壓器中性線采用直接接地方式。每棟住宅樓和辦公大樓都裝設有帶熔斷器（保險絲）保護的總進線刀閘，每戶分裝有電能表和帶熔斷器小刀閘。當年，為了平衡用電負荷，三棟住宅樓和機關辦公大樓分別由A相、B相、C相，單相電源供電，其接線簡圖如下：

某日下午18時左右，該供電系統(tǒng)發(fā)生一起用電事故，事故現(xiàn)象為第三棟樓停電，第一、二棟樓和機關辦公大樓二十多臺彩電、十幾臺電腦及其它家用電器、燈具燒毀，給單位和住宅用戶造成了重大損失。

二、事故調(diào)查

1、此供電線路的用電管理原由供電公司負責，后轉(zhuǎn)包給一農(nóng)村電工負責管理、收費等工作，電工缺乏專業(yè)理論知識，每個月只收完電費了事。各棟樓間距離又較近，私拉亂扯現(xiàn)象嚴重。

2、據(jù)當事人反映，事故時為當晚6時左右，天下著雨，第三棟樓突然停電，一、二棟樓及機關辦公大樓燈泡突然變亮，隨后正在使用中的燈具、電視、電腦基本全部燒毀。

3、現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，4棟樓中總電源進線刀閘中性線（PEN）保險全部燒斷，而相線保險完好無損。在檢查中發(fā)現(xiàn)，第三棟樓總刀閘的相線保險用粗鋁線代替，而其他3棟樓的相保險也均比規(guī)范中規(guī)定的標準大得多。斷開所有進線刀閘，測其進線電壓均正常。

4、把第三棟樓總刀閘保險更換后，通知各戶斷開各自小刀閘，試送電成功，各棟樓電壓正常。通知各戶逐一送電時，當送到第三棟樓某一戶時，該棟樓總電源保險熔斷。進一步檢查，發(fā)現(xiàn)其小刀閘保險也用鋁線代替。說明其線路有短路現(xiàn)象。

5、進一步了解得知，該戶幾日前曾發(fā)生保險熔斷現(xiàn)象，打電話通知電工時被告知，家中負荷過大，把保險加大或用鋁線代替。該用戶更換后送電時，發(fā)現(xiàn)總進線刀閘保險也熔斷，就把它也用鋁線代替。送電后一切正常，也就沒有分析原因。事實上造成熔絲熔斷的原因并不是家中負荷過大，而是出現(xiàn)了暫時性的短路故障，送電時沒發(fā)現(xiàn)問題，留下了事故隱患。近日多雨，故障點又發(fā)生短路，造成此次事故。

三、危害分析

1、根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查了解，分析可知，第三棟樓某戶室內(nèi)發(fā)生非永久性短路故障，私自將保險用鋁線代替，埋下了事故隱患。因為事故時天下著雨，使該用戶短路故障再次發(fā)生。因其小刀閘保險用鋁線代替，進線總刀閘相保險也用鋁線代替，使中性線保險熔斷，造成整棟樓停電的事故。

2、由于這幾棟樓間嚴重存在著私拉亂扯現(xiàn)象，使各棟樓間的中性線互相連接，如圖1中虛線所示。事故發(fā)生后，各棟樓進線刀閘中性線保險熔斷后，各用戶與變壓器中線斷開，而第三棟樓故障點住戶使用的是B相電，通過短路點把其他3棟樓的中性線均帶上了B相電，對一、二棟樓及機關辦公大樓來說，是在原來使用相電壓220V的用電設備上，加上了線電壓380V，造成了設備過壓燒毀事故的發(fā)生。

四、使中性線帶電的幾種情形

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。

2、零線斷路或接觸不良

上述事故實例就屬于這種情形。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2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S打開（即不接中線）時，由于負載不對稱，一般情況下，UNN`≠0，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，防止事故的擴大。

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，如變壓器分接開關接觸不良，一般情況下，變壓器在投入運行前，分接開關已調(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，這種開關和高壓熔斷器配合使用。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。

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。

五、預防措施

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、中性線與變壓器中性點的連接必須牢固可靠。如果中性線為鋁線，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。

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。所以中性線上不得安裝開關及熔斷器，但是單相供電線路的中性線上必須裝設熔斷器，這是因為中性線只起到工作作用，應同時在相線和中性線上裝設雙極刀開關和熔斷器。如果當外線路檢修，將相線和中性線互相接錯時，線路上的熔斷器仍起保護作用。若只在相線上裝設熔斷器，這時相線已變成中性線，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。

六、結(jié)語

總之，中性線安全可靠性的保證十分重要，運用加強管理的方式，盡可能將三相負載得到平衡，對中性線截面積和以銅代鋁進行加大，運用有效地電路保護等措施，促使中性線斷線所造成的電氣設備安全問題及火災現(xiàn)象進行避免。當有斷線出現(xiàn)時，應對其實施及時 的處理，促使人們正常的生活及生產(chǎn)用電得到保障。

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