供電系統(tǒng)中零線接觸不良的危害

張 弢高 軒

1.2.河北省廣播電視八三四發(fā)射臺 河北省 保定市 071051

1 故障現(xiàn)象

八三四臺CMMB系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)了一次故障，損壞了UBS CMMB5000調(diào)制器和HJ5436A同步時(shí)鐘發(fā)生器（都是單相供電設(shè)備），致使供電保險(xiǎn)燒斷。修復(fù)調(diào)制器和同步時(shí)鐘發(fā)生器后，又全面檢查了供電環(huán)路，未發(fā)現(xiàn)問題，當(dāng)即恢復(fù)了播出。隔日，類似故障再次發(fā)生，除損壞調(diào)制器和同步時(shí)鐘發(fā)生器外，還導(dǎo)致整個(gè)CMMB系統(tǒng)關(guān)閉，開機(jī)指示燈一亮一滅地忽閃，不能重新啟動(dòng)。此時(shí)測量CMMB系統(tǒng)的三相供電，線電壓（相間電壓）正常，但相電壓（相零電壓）異常。其中，A相與零線間電壓在零至十幾伏之間波動(dòng)，B、C相與零線間電壓卻都在380V（正常為220V）左右波動(dòng)，當(dāng)即判斷零線中斷或零線與A相漏電，經(jīng)過反復(fù)查找，最后確認(rèn)問題出在了CMMB系統(tǒng)的UPS電源里，其隔離變壓器至（經(jīng)隔離、整流、充電、逆變后）輸出端的零線接線端子接觸不良。如圖1所示。

圖1 CMMB系統(tǒng)的UPS電源供電示意圖

2 故障分析與解決

在解決此例故障的過程中，有三個(gè)問題：第一，在三相四線制供電系統(tǒng)中，零線接觸不良為什么會損壞單相供電設(shè)備？第二，在本例故障中，CMMB發(fā)射機(jī)的激勵(lì)放大器與合成器的三臺散熱風(fēng)扇同樣是單相設(shè)備，為什么沒有損壞？第三，本例故障發(fā)生后，為什么有兩相與零線間電壓為380V？

在三相四線制供電系統(tǒng)中，如果三相負(fù)載平衡，零線中就沒有電流，這種情況下零線可以棄之不用。但在實(shí)際供電線路中，三相設(shè)備和單相設(shè)備是同時(shí)存在的，三相中的單相用電設(shè)備是不可能完全平衡的，這時(shí)零線就不可或缺了。

由圖2可見，零線在E點(diǎn)中斷后，Za、Zb、Zc就不能與零線構(gòu)成電流回路，此時(shí)Za和Zb相互串聯(lián)后處于A、B兩相之間，供電電壓為380V。如果Za和Zb功率相同，那么它們分別承擔(dān)190V電壓，不會引起損壞；一旦二者功率相差較大，比如Za功率是Zb的4倍（這樣假設(shè)便于計(jì)算），那么Za兩端電壓就是76V，不會損壞，但Zb兩端電壓卻高達(dá)304V，其過壓損壞就成為了必然。其它相間設(shè)備情況的分析與A、B兩相相同，其最終結(jié)果都是功率較小的設(shè)備因過壓而損壞，功率大的設(shè)備因電壓過低不能正常工作，損壞的可能性很小。如圖2所示。

圖2 三相四線制供電系統(tǒng)中單相設(shè)備等效圖

除去屬于三相平衡負(fù)載的六臺開關(guān)電源和主冷卻風(fēng)機(jī)外，單相用電設(shè)備集中在左側(cè)方框內(nèi)。在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)，A相和零線之間連接著控制器及其控制下的調(diào)制器和主繼電器KM1的線包，C相與零線之間連接著同步時(shí)鐘發(fā)生器、兩臺激勵(lì)放大器和三臺合成器冷卻風(fēng)扇，由于激勵(lì)放大器的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于控制器及調(diào)制器，當(dāng)零線中斷后，加在控制器和調(diào)制器兩端的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了220V，導(dǎo)致了調(diào)制器損壞并燒斷其供電保險(xiǎn)，控制器內(nèi)電源濾波電容爆裂漏電，控制器失去了作用。控制器失去作用后，又造成了主繼電器KM1接點(diǎn)釋放，此時(shí)接在供電系統(tǒng)中的設(shè)備就只剩下了同步時(shí)鐘發(fā)生器和控制器。由于控制器內(nèi)電源濾波電容漏電，其等效電阻大大減小，同步時(shí)鐘發(fā)生器則承擔(dān)了380V電壓的大部分而過壓損壞，并燒斷了供電保險(xiǎn)，至此，整個(gè)系統(tǒng)處于故障后的相對穩(wěn)定狀態(tài)。如圖3、圖4所示。

圖3 CMMB系統(tǒng)用電設(shè)備分布圖

圖4 KM1釋放后CMMB系統(tǒng)用電設(shè)備示意圖

由于控制器的存在，零線中斷時(shí)測量B、N和C、N間電壓就會接近于B、A和C、A間電壓，即在380V左右波動(dòng)。由于零線在隔離變壓器至UPS輸出端的接線端子接觸不良，并沒有完全中斷，線路中有電流時(shí)斷路，無電流時(shí)連通，這就造成了A相與零線間電壓在零至十幾伏之間波動(dòng)，并且控制器的開機(jī)指示燈一亮一滅地忽閃。同時(shí)，接觸不良也是1月10日全面檢查供電環(huán)路時(shí)用儀表測量未發(fā)現(xiàn)問題的原因。如圖5所示。

圖5 CMMB系統(tǒng)故障穩(wěn)定后用電設(shè)備示意圖

在現(xiàn)實(shí)生活中，零線接觸不良造成的損失是驚人的，比如，因供電干線零線接觸不良導(dǎo)致大批家用電器、電腦經(jīng)常莫名其妙地?fù)p壞；因用戶家中零線接頭氧化造成空調(diào)、微波爐、冰箱等大電流用電設(shè)備經(jīng)?！巴低怠绷T工等等。這些故障不但難于檢測和判斷，更為重要的是，零線一旦接觸不良就會造成零點(diǎn)漂移，靠近用電設(shè)備一端的“零線”就會帶電，極易造成觸電事故。因此，在處理設(shè)備故障時(shí)，零線也不是可以隨意觸摸的。

以上事例告誡我們，任何電路施工，務(wù)必把零線處理穩(wěn)妥，杜絕一切形式的接觸不良。只有這樣，才能消除故障隱患，避免人為故障。