在生活中,我們千萬不能忽視了零線斷路的問題,零線導通不平衡電流流回中性點,從而使供電系統的線電壓、相電壓基本保持平衡。如果出現斷路我們一定要注意。
零線的定義:
變壓器二次側中性點直接接地稱為工作接地,中性點與接地裝置直接連接而取得大地的參考零電位,則該中性點稱為零點,從零點引出的導線稱為零線,即TN-C系統(三相四線制供電系統)中的PEN線。
零線的作用:
在三相負載不平衡的情況下,零線導通不平衡電流流回中性點,從而使供電系統的線電壓、相電壓基本保持平衡。
當採用保護接零的電氣設備絕緣損壞發生碰殼時,短路電流將通過零線構成迴路,由於零線阻抗較小,所以短路電流將很大,它促使保護裝置迅速動作以斷開電源,從而起到保護作用;
零線還是單相220V電氣設備的電源迴路。
零線作為單相220V電氣設備的電源迴路圖
在三相四線制中性點直接接地的線路中,正常情況下零線是不帶電的,這是因為正常時零線上任一點和大地都是同電位的緣故。但是在零線斷線後,負荷側的中性點會產生位移電壓,此時若人碰到斷落的零線,電流將由相線—負載—零線—人體—零點—相線形成通路,這是極為危險的。
零線發生斷線後的“帶電點”
如下圖紅色部分均與火線同電位(其實燈泡也是帶電的,但不會亮)
再如插座的零線位也帶有與火線同電位的電壓(即相電壓)
零線斷線的危害:
在三相負載不平衡的情況下(假設下圖中單個用電負荷是相同負載的,則正常工作時A相負載最小、B相負載稍大、C相負載最大),零線一旦斷路,將產生嚴重的後果。
當零線在A點發生斷線時(B點、C點未斷線,下同),凡連接在斷開點以後的單相負載,其火線、零線都帶電,但卻沒有電壓,因此,負載無法正常工作。
當零線在B點發生斷線時,接在斷開點以後的B相和C相的單相負載相當於串聯後接在B、C兩相(380V)上,造成負載大的C相電壓低,負載小的B相電壓高。如果B相和C相負載一樣大,則B相和C相負載各承受電壓190V;如果B相和C相負載不一樣大,則負載小的相承受的電壓高,而負載大的相承受電壓低。
當零線在C點發生斷線時,由於沒有零線導通不平衡電流,為維持三相電流的矢量和等於零,其中性點必將向負載大C相方向位移,造成三相電壓不平衡,即負載大的C相電壓低,而負載小的A相電壓高,三相負載不平衡程度越嚴重,中性點位移量越大,三相電壓不平衡程度越嚴重。
由於零線斷線造成電壓畸變,使電氣設備工作特性發生變化,電壓過低無法工作,電壓過高將縮短壽命,甚至燒燬設備造成經濟損失。
零線一旦斷線,採用保護接零的電氣設備將失去保護作用,設備一旦漏電將會造成人身觸電,這時即使設備不漏電,由於零線本身帶有危險電壓使設備外殼帶電,同樣會造成人身觸電事故。
通過對上述的講解,相信大家都應該清楚採用保護接零的設備在零線斷線後,將失去保護作用(一旦設備燒燬或漏電,設備外殼即帶電)了,這也是零線嚴禁接開關或熔斷器的道理。如下圖:
零線斷線的預防措施:
要儘量平衡三相負荷,使零線電流減小,一般零線電流應不大於變壓器額定電流的25%。
零線的截面不得小於相線截面的50%,最好採用與相線相同的截面。
銅鋁連接時要採用銅鋁過渡線夾,以免產生電化腐蝕。
配電線路要做好重複接地,變壓器臺及主幹線、主要分支線、接戶線入口等處都要將零線重複接地。重複接地的接地電阻應不大於10Ω。
零線上不能裝熔斷器或斷路器,零線應可靠地連接。
為了用電安全,在每戶的配電箱一定要用漏電保護器、過欠壓保護器。以保護人不會因漏電而傷亡;電器不會因為斷零引起的電壓異常而燒壞。
TN-C系統中,零線重複接地的效果示範:
本文主要分析低電壓系統中,零線(中性線)發生斷線對設備及人身的危害,以及必要的防止措施。
要知道零線斷線的危害,首先要了解零線的定義和用途。
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