淺談配電系統零線(xiàn)故障的防范措施

文章討論了低壓配電系統零線(xiàn)斷線(xiàn)故障對人及設備造成的危害，并提出相應保護措施，即從故障發(fā)生的原因入手，以電氣原理為依據，采取相應材料處理，提高保護裝置功能及改變系統運行方式。
　　
　　
　　低壓配電系統的正常運行直接關(guān)系到人們的工作、學(xué)習和生活，所以保證系統安全、穩定和無(wú)故障運行是至關(guān)重要的。而在低壓配電系統中的漏電、短路及零線(xiàn)斷線(xiàn)等故障是最常見(jiàn)的故障，由它們引發(fā)的人身觸電事故、電氣設備燒損及嚴重的電氣火災時(shí)有發(fā)生，所以必須對這些故障采取防范和保護措施。
　　
　　一、單相短路或接地
　　
　　1．故障產(chǎn)生的原因。單相短路或接地引發(fā)的原因通常是由于：（1）導線(xiàn)與保護裝置配合不當，使得導線(xiàn)處于過(guò)載運行而開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，導線(xiàn)過(guò)熱絕緣損壞；（2）導線(xiàn)本身疲勞運行；（3）導線(xiàn)絕緣因受潮或腐蝕而損壞；（4）導線(xiàn)本身質(zhì)量問(wèn)題；（5）開(kāi)關(guān)本身切斷能力不夠。
　　2．產(chǎn)生的危害。單相短路故障的危害是顯而易見(jiàn)的，即發(fā)生短路時(shí)若保護裝置不能及時(shí)動(dòng)作，則導線(xiàn)過(guò)熱引起電氣火災造成重大經(jīng)濟損失。在TN-C-S低壓配電系統中發(fā)生單相接地且同時(shí)發(fā)生PEN線(xiàn)斷線(xiàn)，如某設備與外殼相碰，且系統在S處斷線(xiàn)，則高電位會(huì )經(jīng)PE線(xiàn)傳至零線(xiàn)，使負載中性點(diǎn)發(fā)生偏移，對系統用電器造成危害。在某些施工現場(chǎng)無(wú)健全保護，一旦發(fā)生單相接地，設備外殼帶電，對人構成接觸電壓。
　　3．防范及保護措施。為了防止導線(xiàn)過(guò)載運行、保護裝置拒動(dòng)而引起的故障，要求導線(xiàn)與保護裝置的配合必須滿(mǎn)足要求。采用帶接地脫扣器型斷路器，當發(fā)生單相短路或接地時(shí)會(huì )產(chǎn)生零壓相從而使接地脫扣器動(dòng)作，切斷電源進(jìn)行保護，所以無(wú)需采用為了加大接地故障電流而降低故障回路阻抗的措施，便可排除故障，這樣既節省投資又可彌補低壓斷路器保護范圍不足的缺陷。
　　
　　二、漏電
　　
　　1．漏電的定義所謂漏電是指外殼為金屬的用電器，工作時(shí)不允許外殼帶電，由于某種原因引起絕緣損壞使其外殼帶電進(jìn)而對人形成接觸電壓的現象。漏電是介于正常和短路之間的一種故障，可以說(shuō)漏電就是短路的前奏，及時(shí)排除這類(lèi)故障是防止短路的有效措施。
2．漏電故障的危害。由前所述可以得出漏電發(fā)生的前提是電氣設備外殼是金屬而其作用只限于封閉與美觀(guān)等，工作時(shí)不參與導電。而燈具類(lèi)電氣設備其外殼一般為玻璃、塑料、透明陶瓷等材料，所以不會(huì )發(fā)生漏電現象。故可能發(fā)生漏電的設備是外殼為金屬且工作時(shí)不可帶電的一類(lèi)電氣設備。危害的對象則是當該類(lèi)設備發(fā)生漏電時(shí)接觸設備的人，而且故障不排除，發(fā)展下去就會(huì )演變?yōu)槎搪?，造成相關(guān)一系列危害。
　　3．漏電保護接線(xiàn)。漏電保護的空氣開(kāi)關(guān)一定要將火線(xiàn)和零線(xiàn)同時(shí)接入，不可接PE線(xiàn)。電氣設備的A、B、C三點(diǎn)分別接在設備的插座上
　　
　　三、故障的防范及保護措施
　　
　　1．導線(xiàn)應滿(mǎn)足機械強度要求。N（PEN）線(xiàn)必須滿(mǎn)足機械強度及載流量要求，三相四線(xiàn)及二相三線(xiàn)供電系統中N(PEN)零線(xiàn)連接點(diǎn)應牢固并具有防腐能力是為了做到連接點(diǎn)牢固可靠，對于TN．C-S供電系統進(jìn)戶(hù)處配電裝置中的PEN，PE及N線(xiàn)的連接點(diǎn)和TN．S供電系統中的N線(xiàn)連接點(diǎn)，應設置銅母線(xiàn)作為連接端子，并對該母線(xiàn)及其被連接的導線(xiàn)端子作相應處理，以提高其抗腐能力，降低斷線(xiàn)的發(fā)生概率。
　　2．等電位連接。對于TN．C．S系統，當PEN線(xiàn)斷線(xiàn)后，其負荷中性點(diǎn)偏移電壓是通過(guò)PEN與PE線(xiàn)的分支連接處引入PE線(xiàn)，因而造成對人體的接觸電壓。為了消除和降低PE線(xiàn)上的對地偏移電壓，對PEN與PE分支連接點(diǎn)進(jìn)行接地，即等電位連接處理，這樣可以避免用電器外殼產(chǎn)生偏移電位對人體的接觸電壓的危害。
　　3．采用保護電器。對零線(xiàn)斷線(xiàn)進(jìn)行保護所采用的保護電器通常有兩類(lèi)：一類(lèi)是相零（過(guò)或欠）電壓型，另一類(lèi)是零－地電壓型。
　　相零電壓型的基本工作原理是：取樣相線(xiàn)與零線(xiàn)之間電壓，在系統正常時(shí)相線(xiàn)與零線(xiàn)之間電壓為正常值，即電源相電壓，此時(shí)保護電器不動(dòng)作。當零線(xiàn)發(fā)生斷線(xiàn)時(shí)，相線(xiàn)與零線(xiàn)之間電壓（即相一零電壓）有效值將超過(guò)相電壓（稱(chēng)為過(guò)電壓）或是小于相電壓（稱(chēng)為欠電壓），達到保護電器整定值使其動(dòng)作，切斷故障線(xiàn)路，從而限制PE線(xiàn)接觸電壓及相一零之間過(guò)電壓或欠電壓的存在時(shí)間，達到對人和電器的保護。
　　零－地電壓型保護電器的基本工作原理是：保護電器取樣負載中性點(diǎn)對地電壓，當發(fā)生零線(xiàn)斷線(xiàn)故障時(shí)負載中性點(diǎn)產(chǎn)生偏移電位，一旦達到保護電器的動(dòng)作整定值，則經(jīng)過(guò)一定延時(shí)執行機構使自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)跳閘，從而達到對人和用電器的保護。
　　
　　四、結語(yǔ)
　　
　　隨著(zhù)人們對用電安全、方便舒適及系統工作質(zhì)量的要求日益提高，保證供電系統安全可靠、高質(zhì)量運行、設計方便舒適、不斷減少常見(jiàn)故障、提高系統工作質(zhì)量，是電氣工作者的當務(wù)之急。