三相四线制配电网零线断线的危害及预防措施

摘要：本文浅析了三相四线制配电网零线断线的危害及预防措施

关键词：零线断线 危害 预防措施

中图分类号：tm 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-372-01

目前在我县局配电网10kv/0.4kv/0.22kv中，因电压异常升高而使用电设备烧毁是频繁发生事故之一，如09年7月，鸡东供电局运行的林业变压器台至林业家属楼的低压线，发生一起零线断线事故，造成楼内部分用户的用电器具烧毁，给用户造成的经济损失万余元，供电部门也造成一定的经济损失。查其原因是零线一接头接触不良，由于三相负荷不平衡，零线电流升高，在接头处烧断，使相电压升高，造成用户用电器具烧毁。

从上述事故分析，除个别是人为接错相、零线，使308v电压进入用户造成以外，绝大多数是因零线烧断，中性点位移使三相不平衡造成。因此，防止零线烧断，特别是防止其接头烧断是非常重要的。现就负荷不平衡、中性点位移、零线电流升高及零线断线后相电压的升高分析如下：

一、零线电流

1、我们目前使用的配电变压器均为10000/400v，高压侧接线为y，即y/y0—12，低压侧中性点引出接地，以三相四线制供电给低压用户，用电负荷也以同样的方式接于电源，如图1。

三相线电压：vab=vbc=vca=400v，

相电压为vao=vbo=vco=400/3=230v

图中符号：a、b、c为三相电源；a’、b’、c’为三相负荷

ia、ib、ic分别为a相、b相、c相电流

io为零线电流（中性线电流）

2、当三相负荷平衡时，根据基尔霍夫定律，中性线中点电流io=ia+ib+ic=0

3、三相供电除三相电动机外，单项负荷很多，很多家用电器多为单相，千家万户的负荷很难平衡，在a、b、c相电流不相等，则：ia+ib+ic≠0

所以一般低压电网中性线总是有电流的，中性线不能省去，中性线电流一般应小于相线电流，但如三相不平衡度过大中线电流也可能相当大。

如图2所示：ia=100a，ib=ic=60a，故io=100a+（-60a）=40a

又如：ia=100a，ib=ic=30a，故io=100a+（-30a）=70a

二、零线断开后的三相电压

零线断开后，因负荷的中性点位移，三相电压不再为相差120度的对称相量，大小不相等，有的升高有的降低，负荷小的相电压升高，负荷大的相电压降低，如三相电压相差大，电压也相差很大，甚至接近线电压。

现用串联电路的简单方法，来看一下各相电压的具体数据（设c相为空载）。

1、零线断开后等于中性线被去掉，即相当于a、b两相的负荷串联于400v的线电压间，如图3所示。

零线断线后，i1—a相负荷电流； i2—b相负荷电流；

ua—a相压降； ub—b相压降；

ra—a相电阻； rb—b相电阻；

v—电源电压

2、串联电路的电流与通过每个负荷的电流相等，而总电压等各负荷电压之和，即相当于两个电阻串接于一个回路内，由欧姆定律，v与电阻r大小成正比，即v=ir，即在电流相等情况下，电阻小则其压降也小，电阻大压降也大。

3、在a、b两相中，如a相负荷小，其电阻大，b相负荷大，其电阻小，这时a相电压将大于b相电压，如a相负荷小于b相4倍，则a相电阻为b相电阻

如：ra=4rb，则ua=4ub，因uab=400v=ua+ub

=[1+4]ub

va=320v，vb=80v

4、结论：

当零线断开后，如一相有负荷，另一相空载，因无回路，两相均不能用电。如两相负荷完全相等，则两相电压相等，均为200v。居民用电不可能如此巧合相等，如每相负荷不同，负荷大的相电压低，达不到额定值，白炽灯发红，荧光灯、冰箱等用电器不能启动，且可能因过热而烧毁，负荷小的相电压升高，电灯及其它电器将被烧毁。

三、防止零线断线的技术措施

综上所述：三相四线低压配电网的零线必须安全可靠，防止断线。根据运行经验，零线断线绝大多数是接头烧伤，主要原因是零线内电流过大。因此，首先要平衡三相负荷，使零线电流尽量减少，平衡三相负荷，一般以不平衡度（k%）表示，一般民用变压器不平衡度均很大。

据部颁布《变压器运行规程》规定，y—y0—12接线的配电变压器中性线电流不得大于变压器额定电流25%，在实际运行中应控制在20%左右，但实际运行中的变压器不平衡度都很高，其危害显而易见。由此可知，减少中性电流是防止零线烧断的重要措施的，除此之外还应从几方面采取措施：

1、加大中性线截面，部颁布《架空线路设计技术规程》规定，三相四线制零线截面可选用较相线截面小的导线，但不宜小于相线截面的50%。但考虑到在实际运行中，中性线电流有时可能与相线电流相等的情况，所以应尽量采用与相线相同的导线，这样既可防止断线，又可降低线损，减少压降，同时也便于施工备料与维护。

2、消除铅接头。变压器导电杆及二次刀闸、保险器等接头多为铜的，而目前使用的多为铅导线，形成不少铜铅接头，遇水或潮气后容易产生电化腐蚀，造成接触不良，甚至过热而烧断。

3、加配电网的更新改造及设计施工管理。目前相当一部分配电网常年失修，架设时间早，设备老化，线径普遍较细，已满足不了当前居民生活和工农业生产用的需求，所以我们各级运行管理部门，要重视加强配线网的更新改造。同时应加强对施工的管理，防止有些工单位责任心不强，偷工减料，图省事，导线连接，该用压接管的不用压接管，改用绑扎，在设计时零线应采用与相线相同的导线。

4、做好重复接地，除变压器台中性点接地外，每条主要分支首端及主干线末端均应辅助接地，每栋接户线入口处也应做重复接地。一旦接地断开，尽量减少中点位移，减少电压升高幅度，减少危害程度。

5、加强配电网络的运行管理，提高运行维护人员的专业水平，定期测量配变负荷，发现问题及时处理，尽量将负荷分配均匀。