1、.三相四線制中零線帶電原因分析及預(yù)防【摘要】 零線在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中起著非常重要的作用，零線帶電將會(huì)嚴(yán)重威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文就零線帶電原因進(jìn)行了仔細(xì)分析，并簡要指出預(yù)防措施。關(guān)鍵詞零線中點(diǎn)位移不對(duì)稱電路三相四線制在生活區(qū)箱變及配電室中， 變壓器均采用直接接地，零線與大地同電位，一般情況下，零線不帶電，在三相四線制供電線路中，由于有了零線（中性線） ，所以不論三相負(fù)荷是否平衡，負(fù)載各相電壓始終是相等的，均在 220v 左右，因此家用電器在正常電壓下工作是安全可靠的。但是 ,在某些情況下 ,零線上會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的電壓，在過去的幾年中，生活區(qū)曾發(fā)生過多起家用電器燒壞事故，給用戶造成上千元的經(jīng)濟(jì)損失。

2、那么 ,零線上為什么會(huì)出現(xiàn)電壓呢？究竟該怎樣預(yù)防呢？下面就這個(gè).問題做一具體分析。1. 零線帶電原因1.1 三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡在生活區(qū)中，由于單相負(fù)荷較多，所以電源側(cè)的三相負(fù)荷就不可能平衡，此時(shí)，零線（中性線） 便有較大的電流流過，變壓器中性點(diǎn)工作接地處雖然電壓為零，但離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)的的零線上，零線越長，其阻抗越大，電壓也就越高，此時(shí)，如果有人靠近負(fù)荷側(cè)的零線上，就有可能導(dǎo)致觸電，發(fā)生觸電事故。1.2 零線斷路或接觸不良在通常情況下，在負(fù)載為三相負(fù)荷時(shí)，三相電路基本是平衡的，這種電路稱為對(duì)稱電路。但是在生活區(qū)中，由于大部分民用負(fù)荷均為單相負(fù)荷，所以由變壓器送出的 abc 三相線路上的負(fù)荷是不平衡

3、的，有的相負(fù)載輕，有的相負(fù)載重，這種電路稱為不對(duì)稱三相電路。例如，對(duì)稱三相電路的某一條端線斷開，或某一相負(fù)載發(fā)生短跑或開路，它就失去了對(duì)稱性，成為不對(duì)稱電路。.圖 1所示的 y-y 連接電路中三相電源是對(duì)稱的，但負(fù)載不對(duì)稱。 當(dāng)開關(guān) s 打開（即不接中線）時(shí)，由于負(fù)載不對(duì)稱，一般情況下， unn 0, 即 n 和 n點(diǎn)電位不同。 從圖中可看出， n 和 n重合，這一現(xiàn)象稱為中點(diǎn)位移，也稱之為零點(diǎn)漂移。當(dāng)位移較大時(shí)，會(huì)造成負(fù)載端的電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，從而使負(fù)載的工作不正常。由于在零線斷路或接觸不良時(shí)，便會(huì)出uzaanuzbnuucnu nbcnnuzcncububns圖 1不對(duì)稱三相電路現(xiàn)負(fù)荷側(cè)的中

4、性點(diǎn)電位漂移的情況。此時(shí)零線上會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的電壓，負(fù)荷最輕的一相電壓升高，從而使該相上負(fù)荷先燒毀，從而進(jìn)一步加劇三相負(fù)載的不平衡，以致變成了兩相供電的情況。這時(shí)兩相負(fù)荷電uanua.壓由相電壓變?yōu)榫€電壓，接著負(fù)荷次輕相接著燒毀，最后只剩下負(fù)荷最重的一相設(shè)備不被燒壞。為防止這種現(xiàn)象，就要經(jīng)常進(jìn)行檢查，當(dāng)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(yīng)立即斷開電源開關(guān)，防止事故的擴(kuò)大。1.3 三相電源不對(duì)稱三相電源不對(duì)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(guān)接觸不良，一般情況下，變壓器在投入運(yùn)行前，分接開關(guān)已調(diào)至合適檔位，不需要調(diào)整。但在某些情況下，如分接

5、開關(guān)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(fù)荷開關(guān)，這種開關(guān)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(fù)荷側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)，如低壓保護(hù)拒動(dòng)，或變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)導(dǎo)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(yùn)行，所有這些情況，都會(huì)使三相電源不對(duì)稱，從而使零線上產(chǎn)生危險(xiǎn)的電壓。1.4 零線接地不良由于生活區(qū)變壓器中性點(diǎn)均采用直接接地，所以必須對(duì)接地線經(jīng)常進(jìn)行檢查。在接地連接不良時(shí)，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(dāng)零線斷開

6、后， 若另一相發(fā)生接地， 此時(shí)，零線對(duì)地電壓將升至 220v ，甚至更高， 將會(huì)嚴(yán)重威脅設(shè)備和人身的安全。1.5 電容傳遞在某些情況下，雖然低壓線路已斷開電源，但由于零線與變壓器不斷開， 此時(shí)，高壓電源就可能通過變壓器高 .低壓繞組間的電容傳遞到零線上，要是零線接地不良或斷開，則零線上就可能出現(xiàn)數(shù)千伏的高壓。1.6相線接地.l1l2l3nr0rd圖 2發(fā)生單相接地時(shí)當(dāng)設(shè)備或線路絕緣損壞， 發(fā)生相線接地短路故障時(shí)，由于變壓器的中性點(diǎn)有一定的接地電阻（要求電阻在 4以下，先設(shè)r04），和相線接地處也有一定的接地電阻（該處電阻一般較大，為計(jì)算方便，也設(shè)為 r0 4），則短路電流為：i u0/（ r0

7、+rd）=220v/(4+4) =27.5a若保險(xiǎn)絲熔斷電流大于 27.5a ，則保險(xiǎn)不會(huì)熔斷， 系統(tǒng)中的接地故障將一直存在，短路電流流過 r0，rd 時(shí)，產(chǎn)生電壓降：u0idr0=27.54110vudidrd=27.54.110v即零線對(duì)地電壓將上至 110v，故障相對(duì)地電壓下降 110v ，而正常相對(duì)地電壓大大高于相電壓。2、零線帶電的預(yù)防2.1 三相負(fù)荷盡可能保持平衡：無論主干線或分支線的負(fù)荷， 不平衡程度都不宜超過 20%，否則電壓損失及功率損失會(huì)大大增加。2.2 零線與變壓器中性點(diǎn)的連接必須牢固可靠如果零線為鋁線，連接時(shí)更應(yīng)該認(rèn)真，在線徑超過 16mm2時(shí)，鋁線應(yīng)經(jīng)鋁接線端子進(jìn)行壓

8、接， 以確保中性線的導(dǎo)電良好。然后與中性點(diǎn)接線端子連接， 避免鋁線用纏繞法壓接在中性點(diǎn)接地螺栓上。 因鋁線的表面極易因氧化或腐蝕而不導(dǎo)電。2.3 嚴(yán)禁在三相四線制回路的中性點(diǎn)裝設(shè)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。所以零線上不得安裝開關(guān)及熔斷器，但是單相供電線路的零線上必須裝設(shè)熔斷器，這是因?yàn)榱憔€只起到工作作用，應(yīng)同時(shí)在相線和零線上裝設(shè)雙極刀開關(guān)和熔斷器。 如果當(dāng)外線路檢修， 將相線和零線互相接錯(cuò)時(shí)， 線路上的熔斷器仍起保護(hù)作用。 若只在相線上裝設(shè)熔斷器， 這時(shí)相線已變成零線，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，短路電流不通過

9、保險(xiǎn)絲，故障將一直存在，給系統(tǒng)帶來威脅。2.4中性點(diǎn)的接地電阻必須合格接地電阻應(yīng)符合要求。每年利用電氣春秋檢時(shí)間， 對(duì)所有變壓器接電阻進(jìn)行檢查和測量（ 100kv 及以上的變壓器應(yīng)不大于 4,100kv 以下的變壓器應(yīng)不大于10），同時(shí)加強(qiáng)對(duì)零線的維護(hù)和保養(yǎng)工作，定期檢查和緊固變壓器中性點(diǎn)螺栓，防止零線接觸不良。2.5 應(yīng)保證零線有足夠的截面積和強(qiáng)度一般不小于相線截面積的 50%，通常為相線截面積的 60%左右，并應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。 零線上應(yīng)避免有接頭。 無法.避免時(shí)，應(yīng)認(rèn)真按照工藝要求連接牢固。2.6 零線進(jìn)入開關(guān)箱處設(shè)重復(fù)接地重復(fù)接地電阻不得小于 10。如圖所示，在沒有重復(fù)接地的情況下

10、， 斷開處后l1l1l2l2l3l3nnrlrlrprprnrn rc 圖3 零線斷線和不平衡負(fù)載方的零線及其上所有的接零設(shè)備對(duì)地電壓為：ue=rp/(r n+rp+rl )*u式中，rn、rp 和 rl 分別是工作接在電阻、人體電阻和負(fù)載電阻； u 為相電壓。 如已知 u=220v, rn =4、rp=1500、rl =484（額定功率為 400w ），根據(jù)上式可求出ue=166v 。電擊危險(xiǎn)比較大。 而且不平衡負(fù)荷越大， 故障電壓越高， 所以電擊危險(xiǎn)性也就越大。.在有重復(fù)接地的情況下，斷開處后方的零線及其上所有的接零設(shè)備對(duì)地電壓為：ue=rc/(r n+rc+rl )*u式中 , rc 為

11、重復(fù)接地電阻。如已知rc=10，其它條件不變的情況下，根據(jù)上式可得故障電壓為 ue=4.4v ?？梢钥闯?，故障電壓大幅度降低，觸電的危險(xiǎn)大大減小或消除。2.7相線和中性線要正確連接， 避免接錯(cuò)若將相線與零線相互接錯(cuò)，單相用電設(shè)備電壓就會(huì)升高至 380v ，導(dǎo)致設(shè)備燒壞。生活區(qū)有個(gè)別用戶，為了達(dá)到竊電的目的，從樓道將照明用相線引至室內(nèi)。這樣，在本層總零線燒斷的情況下，若不是同一相電源，此時(shí)的相電壓就會(huì)變?yōu)榫€電壓，將直接加在負(fù)荷兩端，導(dǎo)致設(shè)備燒壞。三相四線制負(fù)荷，特別是電動(dòng)機(jī)，在相線和零線接錯(cuò)的情況下，也會(huì)因?yàn)槿毕鄬?dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，甚至可能燒壞。.2.8 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， 以防止因接觸不良而增加