試論零線火災(zāi)原因及防范對策

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1、試論零線火災(zāi)原因及防范對策摘要：在電氣火災(zāi)屮比較常見的引起的火災(zāi)原因冇電氣線路短路，過負(fù)荷，接觸不良，打火放電等，但隨著家庭與企業(yè)各類電器（尤其是非線性電器）使用數(shù)量的增加，加上電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，線路安裝，維護(hù)使用不當(dāng)?shù)戎T多原因，使得我們不得不對中性線斷路一一零線斷路加以分析，以避免引起不必要的電氣火災(zāi)。關(guān)鍵詞：低壓供電系統(tǒng)；零線；斷路；預(yù)防措施中圖分類號：U223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1零線斷路的危害在供電系統(tǒng)運(yùn)行過程屮，零線由于熱效應(yīng)、機(jī)械力、接頭氧化或外力等因素影響，均可發(fā)生斷路故障。零線一旦斷路，由于沒有零線導(dǎo)通不平衡電流，負(fù)

2、荷中性點(diǎn)將產(chǎn)生嚴(yán)重位移，造成三相供電電壓嚴(yán)重不平衡。在三相四線不平衡供電系統(tǒng)中，零線中斷，負(fù)荷中性點(diǎn)將向負(fù)荷大的那相位移，負(fù)荷大的那相電壓降低了；而負(fù)荷小的相電壓升高了，三相負(fù)荷不平衡程度愈嚴(yán)重，負(fù)荷屮性點(diǎn)位移量就越大。負(fù)荷端相電壓對稱性被破壞，出現(xiàn)了不同程度的不平衡。我們所遇到的零線斷路事故中，負(fù)荷大的那相電壓可降低30?60v,使燈泡發(fā)紅，日光燈和家用電器起動(dòng)不起來；而負(fù)荷小的那相則相電壓可升高到300V左右，大大超過了家用電器的額定電壓，此時(shí)若保險(xiǎn)熔體沒有熔斷，將使家用電器被燒毀，造成不應(yīng)有的損失。若在零線斷線時(shí)發(fā)生了相對地線

3、短路，則中性點(diǎn)位移會(huì)更大。在低壓接零保護(hù)系統(tǒng)屮若發(fā)生零線斷路事故，就等于電器設(shè)備失去了保安措施，電器設(shè)備一旦漏電，人體觸及家用電器外殼將會(huì)造成人身觸電，起不到應(yīng)有的保護(hù)作用。由此可見在低壓供電系統(tǒng)中零線斷路危害是十分嚴(yán)重的，應(yīng)該引起人們足夠的重視。2TN-C、TN-S、TN-C-S三種系統(tǒng)的論述通常IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供電保護(hù)系統(tǒng)分為TT、TN、IT三種，比較常見的是TN系統(tǒng)，即電器設(shè)備金屬外殼直接接零的保護(hù)系統(tǒng)，電源部分中性點(diǎn)N直接接地，負(fù)載處電器設(shè)備外露金屬導(dǎo)電部分通過保護(hù)線（PE、PEN線）與上述接地點(diǎn)連接。按照零線（N線）與保護(hù)

4、線組合方式，可分為：TN-C、TN-S、TN-C-S三種形式，其中TN-C俗稱三相四線制，即工作零線兼作保護(hù)線；TN-S俗稱三相五線制，即N線與PE線分開設(shè)置；TN-C-S即線路前部分是TN-C,連接電器設(shè)備后部分是TN-S,為提高保護(hù)性能，線路后部分配電箱均采用重復(fù)接地保護(hù)，對電氣線路而言無論是N線，PE線，PEN線都是起接地、接零保護(hù)作用。從常見的供電電源三相四線來看,可提供220V和380V兩種電壓電源,對應(yīng)負(fù)載也可分為單相與三相供電兩種，單相負(fù)載如白熾燈，各種家用電器等，由于其額定電壓為220V,故分別跨接于各相線與零線之間

5、，構(gòu)成負(fù)載星型連接的三相四線制電路，而三相負(fù)載（如三相電動(dòng)機(jī)等）分別接在三根相線上，構(gòu)成所謂的三相三線制電路。原則上當(dāng)電氣線路在三相負(fù)載平衡狀態(tài)時(shí)，零線上電流相互抵消而為零，但實(shí)際上常常會(huì)產(chǎn)牛在三相負(fù)載平衡回路中的零線上的電流往往接近或大丁?相電流，這是由于使用了如電視機(jī)、空調(diào)、冰箱等大量非線性家用電氣后產(chǎn)生的。這些非線性負(fù)載在工作運(yùn)行時(shí)，其負(fù)載電流中會(huì)產(chǎn)生大量的多次諧波電流分量，雖然其中50Hz電流在三相負(fù)載平衡回路中的零線上相互抵消,但3、9、15等次的奇數(shù)倍三次諧波電流分量被疊加起來，造成零線上的電流過載，導(dǎo)致線路被燒毀。三相

6、四線制電路的一般形式如圖（1）所示。當(dāng)零線連通時(shí)，每相負(fù)載電壓即為對應(yīng)的電源相電壓（220V）,因此無論三相負(fù)載對稱與否，其各相電壓總是對稱的，各相負(fù)載均能正常工作,零線上的電流由于各相電流存在相位差而小于相電流，因而零線截面積一般比相線截面積小。圖（1）當(dāng)零線斷路時(shí)，零線上的電流為零，中性點(diǎn)的電壓會(huì)發(fā)生位移，負(fù)載重的回路將產(chǎn)生高的相電壓，負(fù)載低的回路將產(chǎn)生低的相電壓。使三相負(fù)載的相電壓不再對稱，使負(fù)載不能正常工作。假設(shè)Ra=R,Rb=Rc=100R,當(dāng)零線斷路時(shí)，N與N'Z間存在的電壓UNN',依據(jù)彌爾曼公式可求得：UNN(Ui/

7、Ri)/(1/Ri)二(UA/R+UB/1OOR+UC/1OOR)/(1/R+1/1OOR+1/1OOR)=(100UA+UB+UC)/102二(100X220+220Z-120°+220Z120°)/102=213.5V則每相負(fù)載的相電壓:Ua=UA-UNN?=220-213.5=6.5VUb二UB-UNN'=200Z-120°-213.5=375.4Z30.5°VUc二UC-UNN'=200Z120°-213.5=375.4Z-30.5°V上述可見，Ub、Uc二相負(fù)載的壓降大大地大于如電視機(jī)、電冰箱等家用電器的額定工作電壓220

8、V,造成此相回路中的電氣設(shè)備在高壓下(過電壓)被擊穿、損壞而燒毀。而Ua相回路中的低電壓也可能造成類似有電機(jī)的電氣設(shè)備因無法在額定工作狀態(tài)下止常運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)熱起火。3工程實(shí)例分析2007年初我們在蘇州市阿雷大酒店進(jìn)行電氣安全測試時(shí)，用戶反