三相四线制供电系统中零线断线的危险和原因分析及预防措施

摘 要 笔者结合自身工作实际，就三相四线制供电系统中零线断线的危险产生的原因及其预防进行了阐述。

关键词 零线；断线；危险；供电

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-

目前，在低压动力和照明中，三相四线制（380/220V）低压配电系统最为最常见，其采用中性点接地，由变压器引出的3根相线和1根中性线，3根相线作为380 V动力电源线，1根相线和1根中性线构成220 V照明电源，变压器二次侧的中性点直接接地。

在低压三相四线制系统中，由于受到外来机械力等因素的作用，有时会出现断线情况，若是相线断线，则接在该相上的用户供电就中断，接在另外两相上的设备仍能正常工作。当三相四线制中的中性线发生断路后，如果三相负载不对称会使中性点偏移，以致三相电压不平衡，相电压过高可使用电设备烧毁，相电压过低可使设备不能正常运转。

1 零线断线的危险

在低压三相四线系统中，若零线断线，由于三相负载的不平衡，必然会导致各相的电压不相等：负载大的相，电压偏低；负载小的相，电压偏高。如2006年5月12日青海盐湖钾肥股份有限公司生产部调度室内计算机、空调、电视机等监控仪表不同程度损坏，经查是供电变压器607变中性点连接偏铁与大地连接不牢而断裂引起的。

为便于分析，如图1所示，设A相负载是电视，功率为50 W；B相负载是监控仪表，功率为1 KW；C相的负载是计算机和空调，功率均为2 KW。此时，图1简化后等效电路如图2所示。

为进一步简化计算，设B相的熔丝刚好断裂，如图3所示。

设上述电器为纯电阻设备，则电视机的电阻为：

R电视机=U2/P电=2202/50=968Ω

计算机或空调的电阻为：

R计或空=U2/P计或空=2202/2000=24.2Ω

计算机和空调并联在C相线上，其并联电阻为12.1Ω。

由于零线已断，故电视机、计算机和空调等电器接在A相和C相之间，即380 V电压之间。

因此各个电器上的电压为：

U电视机=[UAB/（R电视+R计//R空）]×R电视

=[380/（968+12.1）]×968

=375.31（V）

U计或空=[UAB/（R电视+R计/R空）]×R计//R空

=[380/（968+12.1）]×12.1

=4.69（V）

由计算可知，如果零线断线，电视所承受的电压达375.31 V，必损坏；而计算机和空调上的电压只有4.69 V，长时间也会损坏。

2 零线断线原因分析

1）三相负荷严重不平衡，设计的中性线截面积仅为1/3-1/2相线截面积，这样会导致中性线被烧断。2）中性线接头接触不良导致接触电阻大而氧化发热，时间久会致使中性线断线。3）中性线接线柱与导线连接不良引起中性线断线。4）变压器二次侧内部中性线引出线断线。5）一些非线性负荷大的三次谐波，最大超过了30%的额定电流，再有相负载的不平衡，使中性线的电流过大到2倍多的额定电流，中性线被烧断。6）断开中性线主干线上装有的开关或熔断器开关，使保险丝熔断，中性线断路。7）大风、冰雹、碰撞电线杆等外部原因造成中性线断线。8）人为原因使中性线造成破坏断线。

3 中性线断线的预防措施

1）单相负载在三相四线制供电系统中应尽量均匀分配，保持三相负载之间的平衡，强化三相电流的监视，及时调整发现的不平衡问题。2）中性线电流不能大于相线电流的1/4。3）中性线截面不能小于相线截面的一半，在单相供电线路中，中性线截面与相线截面相同。4）尽可能减少中性线路中的线路接头， 须牢固连接接头部位；在铝线与铜线相连接时，需用到铜铝过渡夹。同时强化检察维护，有接头打火或接触不良等危险必须及时处理。5）在中性线上，不能单独设开关，或装设熔断器。6）为降低中性线断线的危险，可多处重复接地。7）在发生中性线断线故障时，为降低事故危害，应尽早切断三相电源。8）单相用户可采用带欠压和过压脱扣器的主开关.当发生零线断线时，不论是相电压偏大或偏小，主开关都跳闸，同时切断相线和零线，就可避免因零线断线造成相电压过低或过高而带来的危险.

参考文献

[1]刘丙江.零线断线故障的判断和预防[J].电气时代，2003（2）.