装表接线莫要共用中性线

李真

（国网河北省电力公司沧州供电分公司河北省沧州市061000）

摘要：三相四线配电回路内有时会发生某一相或两相设备大量烧坏的情况。有时同行认为这是三相负载不平衡造成三相电压不平衡引起的，负载轻的一相电压最高，使这一相的设备大量烧坏。这一解释只道出了部分原因，它还另有更深层次的原因。某相内设备大量烧坏的主要原因是三相四线回路的中性线（包括TT系统的中性线和TN系统的PEN线或中性线）断线引起。我们常称作“断零”。

关键词：装表接线；中性线；故障

1.中性线事故的危害

大家都知道，配电线路中有相线和中性线之分，但是，人们往往比较重视相线，而忽视了中性线的重要性，导致了事故的发生。这里先谈几起由中性线引起的事故。

1.1中性线断裂引起家用电器损坏事故

事故一：某栋居民楼由三相电源供电，进户线与接户线为铜铝搭接，接头处在运行过程中发生氧化和腐蚀，导致发热，中性线烧断，部分居民家用电器多台损坏、烧毁。分析原因，中性线断线，由于没有中性线导通不平衡电流，负荷中性点将产生严重的电压位移，造成三相电压不平衡，负荷高的—相电压低，负荷低的一相电压升高，超过家用电器的额定电压，导致家用电器损坏，甚至烧毁。

1.2中性线误接造成事故

事故二：某居民区民用电改造，在低压电源干线上接引时，把进户中性线错接在干线的相线上，形成380伏电压供电，造成居民家中的电器烧毁或出现异常噪声。

供电部门给一个动力用户改造外部架空线路，o、a、b、c四根线错接，把中性线错接在相线，导致用户三相电机缺相运行，保护接零的设备外壳带电，造成触电事故。

1.3中性线与相线碰撞造成事故

事故三：某天大风天气，有一处低压电源干线由于垂度过大，线间距离过近，使中性线与相线碰到一起，使部分居民家中380伏电压进电，烧坏家用电器，事后经过紧线处理，故障排除。检查配电变压器，发现熔丝过大没有熔断，造成该事故的发生。

中性线事故的危险还在其隐蔽性，因为“断零”后虽然设备寿命缩短，但在开始的一段时间内灯泡依然亮，电动机依然转，人们难以即使发现故障而加以排除，待设备大量烧毁后才发现是“断零”引起，这时为时以晚。

2.中性线事故的预防

在我国广泛采用低压三相四线供电的条件下，为防范“断零”烧设备事故，在电气线路的设计、安装和管理中应注意到以下几点：

在三相四线回路中应适当放大中性线和PEN线的截面，以保证其机械强度，特别是从电杆到建筑物电源进线口的一段架空引入线，应按规范要求铜线不小于10mm2，铝线不小于16mm2。采取有效的措施防止中性线承受过大的张力。

注意中性线接头的连接质量，以确保中性线接头的导电良好，应特别注意提高铝线的连接质量，因铝线的表面极容易因氧化或腐蚀而不导电。在中性线上尽量减少线路端子连接和接头，并尽量少串入开关和触头，以防因其接触不良而增加“断零”的危险。严禁在三相四线回路的中性线上串接熔断器，以防熔断器因种种原因熔断而形成“断零”。

2.1保护接地线的要求和设置

（1）保护接地线PE必须采用黄绿双色绝缘电线，在任何情况下不准使用黄绿双色线作负荷线。

（2）保护接地线PE的截面积不得小于相线的一半，应与中性线N的截面积相同。当其架空敷设间距大于12m时，保护接地线PE必须选择不小于10mm2的绝缘铜线或不小于16mm2的绝缘铝线；当其与电气设备连接时，保护接地线PE应为不小于2.5mm2的绝缘多股铜线。

（3）保护接地线PE应随线路单独敷设，与中性线N严格区分，与重复接地线作电气连接。

（4）保护接地线PE不得装设开关、熔断器、漏电保护器等隔离装置或保护装置。

（5）正常情况下，保护接地线PE应连接到下列电气设备不带电的外露导电部分：

电机、变压器、电器、照明器具、手持电动工具的金属外壳。

电气设备传动装置的金属部件。

配电屏与控制屏的金属框架。

室内、外配电装置的金属构架及靠近带电部分的金属围栏和金属门。

电力线路的金属保护管、敷线的钢索、起重机轨道、滑升模板金属操作平台等。

安装在电力线路杆（塔）上的开关、电容器等电器装置的金属外壳及支架。

（6）对产生振动的设备，其保护接地线的连接点应不少于两处。

2.2关于重复接地的合理设置

重复接地能有效降低故障点的对地电压，缩短故障的持续时间，减轻了保护接地线PE断线后的危险，因此《规范》要求施工用电现场保护接地线PE的重复接地不得少于三处，即配电线路的首端、中间和末端。但一些施工现场的保护接地线PE虽然做了不少于3处的重复接地，却不合《规范》要求，比如有的只是在配电房（总配电箱）及一些分配电箱做了重复接地，线路末端（开关箱）却未做重复接地，这样就降低了接地保护的可靠性。正确地做法应该是：将重复接地分布在配电线路的首端、中间和末端三处。

3.中性线电流产生原因

（1）发电机出口电压为400V时，其接线方式有三相三线制和三相四制两种制式。为了能够向220V负荷供电，小型发电机都采用中性点直接接地方式的三相四线制接线方式，在这种接线方式下，中性线中有可能会产生很大的电流。产生的原因是。

①三相负荷不平衡时，中性线上就有零序电流。②发电机绕组中的3次及3的倍数次谐波电势产生的谐波电流（以下简称3次谐波电流），中性线中的3次谐波电流等于各相线中3次谐波电流的3倍。③晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、充电装置、铝电解槽、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。

（2）多台机组并联运行时，3次谐波电流可以母线和发电机之间形成环流，此时的阻抗很小。当多台发电机并联运行时，理想情况下，负荷分配均匀、功率因数相同、相位相同，各机组的3次谐波电势互相抵消，不会形成环流；但是，由于发电机制造工艺上的差异，使各发电机的谐波分量幅值不同，或各发电机所承担的负荷不同，以及无功功率分配不均匀等，从而使各台发电机的电势相位不同，合成的3次谐波电势在并联运行机组的中性线上形成较大的中性线电流。我所2台发电机经过扩容后中性线产生较大的电流，主要原因是制造工艺上存在较大的差异，扩容后也没有经过严格的测试。

（3）中性线上流过的总电流为三相负荷不平衡电流（基波零序电流）和3次谐波电流的叠加。

结语：发电机是电力系统中最重要的设备之一。因此，为了确保发电机的安全，针对发电机中性线电流产生原因，采取相对应的控制措施，把发电机的接地电流限制在一定范围内，使故障点不产生电弧或者电弧瞬间熄灭，避免接地故障发展成为相间或匝间短路，烧坏定子铁芯和绕组绝缘。

参考文献：

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