配網(wǎng)系統(tǒng)零線斷線故障分析及應(yīng)對措施

荊門供電公司　萬平暢

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配網(wǎng)系統(tǒng)零線斷線故障分析及應(yīng)對措施

荊門供電公司萬平暢

【摘要】根據(jù)運行中零線斷線故障導致燒毀用電設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，找出零線斷線的主要原因，針對實際情況，從設(shè)計、施工、運維中提出解決措施。

【關(guān)鍵詞】三相四線；零線；斷線

湖北荊門城市配網(wǎng)采用的低壓系統(tǒng)為TN-C系統(tǒng)，采用三相四線制運行。對于TN-C系統(tǒng)的低壓側(cè)的星形接線方式,電源有一點與地直接連接，負荷側(cè)電氣裝置外露可導電部門則通過保護線與該點連接，理想情況下三相負荷對稱，零線電流為零，三相上的電壓不因負荷變化而變化，始終等于配電變壓器出口電壓，配電零線與地直接相連中性點與地等電位。在實際運行中因三相負荷不對稱，導致零線上存在電流。如果零線斷線，這部分不對稱回路通過另外三相回路，中性點對地產(chǎn)生低壓，發(fā)生偏移，致使三相電壓不平衡，其中高的相電壓達到380V以上，對于單相用電設(shè)備的額定電壓為220V左右，容易造成設(shè)備絕緣擊穿,燒毀設(shè)備;在低的相甚至達到十幾V,造成單相用電設(shè)備不能正常啟動。而在斷線點后端用戶設(shè)備的外殼上帶電，接觸有觸電感覺。

荊門市城區(qū)2013年-2015年,因供電設(shè)備的原因造成居民家電燒毀的現(xiàn)象出現(xiàn)了過12次，因零線斷線引起的家電燒毀占10次。如何減少或降低這種損壞，從以下的分析找出預(yù)防措施。

根據(jù)實際運行情況對斷線前后電壓進行理論分析：

Ea,Eb,Ec分別為配變?nèi)嘞嚯妷?，Za,Zb,Zc，分別為三相負載阻抗，Zn表示零線上阻抗，一般為0，N0表示變壓器中性點，0表示用戶零線端；在零線D處斷線，則在電源中性點與用戶零線端之間的電壓：

三相負載上電壓分別為：

在圖中，若D處不斷線，則即使負載不平衡，Uan=0,負載三相電壓分別為；三相負載電壓對稱，不因為負載的變化而變化；實際中因零線阻抗Zn不可能為零，造成零線上存在一點的電壓差。

對10起零線斷線的燒毀用電設(shè)備的故障原因分析，按照設(shè)備分為：4起為變壓器樁頭故障，3起為電纜故障，2起為表箱故障，1起為電纜分接箱故障。變壓器樁頭故障主要表現(xiàn)在施工質(zhì)量問題上零線樁頭螺帽未壓緊；設(shè)備問題上零線采用銅鋁過渡設(shè)備線夾斷裂；材料選型上采用孔過大的接線端子進行壓接，端子與樁頭間的空隙較大造成零線接觸不良；銅質(zhì)樁頭氧化后造成接頭接觸不良。電纜故障主要表現(xiàn)在電纜截面過??；三相負荷不平衡，造成零線過流燒斷；電纜其中某相與零線短路造成零線燒斷。表箱故障主要表現(xiàn)為表箱進線端子松動，銅質(zhì)端子采用鋁線壓接，銅鋁接觸不良；電纜分接箱故障主要表現(xiàn)為采用的分接箱零線為線夾壓接，接觸不良。

根據(jù)上述故障原因，結(jié)合理論分析，提出以下解決措施；

1）從設(shè)備的選型、施工工藝上要保證零線的接觸良好，連接可靠：零線與零線的連接采用液壓壓接，與變壓器樁頭、設(shè)備之間若為銅鋁連接時應(yīng)采用釬焊銅鋁過渡線夾或合金材料的線夾，避免因材質(zhì)不同熱脹冷縮造成接頭的松動；配電變壓器零線樁頭與零線的連接，采用合適的墊片，并加裝彈簧墊，擰緊螺帽。

2）零線截面面積應(yīng)與相線相同：《10kV及以下架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)整中》明確三相四線制的零線截面應(yīng)與相線截面相同，在實際運行中配電臺區(qū)內(nèi)的低壓用戶不全為三相用戶，大量單相用戶負載分配不均就會出現(xiàn)不平衡電流，零線上將流過較大電流，零線截面面積過小，超過載流量就會出現(xiàn)零線燒斷現(xiàn)象。

3）合理調(diào)整配電變壓器的三相負載，消除不平衡：《配電運維規(guī)程》中要求零線電流不大于變壓器額定電流25%；非線性負荷的諧波分量大，若三相不平衡，零線上的電流最大可達到2倍額定電流，可能燒毀零線；在設(shè)計、施工和運維中，調(diào)整三相負荷的平衡；公用配電變壓器的三相負荷主要是空調(diào)用電負荷，單相空調(diào)負荷導致的最大不平衡主要集中在高溫高負荷時，應(yīng)在該時期安排測量負荷，調(diào)整三相平衡，使零線上的電流盡量小，減少零線被燒斷的可能性。

4）配電變壓器接地電阻滿足要求：依據(jù)《配電運維規(guī)程》100kVA的變壓器接地電阻不大于4歐；100kVA的配電變壓器接地電阻不大于10歐；接地極的采用焊接，壓接安裝，不得使用綁扎。安裝埋設(shè)深度要達到運維要求。保證接地極的材質(zhì)，接地極的寬度、厚度，長度要符合設(shè)計和運行規(guī)定；同時要加強平時的運維及接地電阻的測量，不滿足要求要及時處理。

5）重復(fù)接地保證人身和用電設(shè)備安全：在實際配網(wǎng)運行中，可在計量箱的進線處或電纜分接箱處將零線接地，實現(xiàn)零線的重復(fù)接地；在零線斷線時，零線可以通過大地與變壓器中性線連通，有效的降低電器設(shè)備的損壞和保障人身的安全。

在實際運行的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，零線是保障三相四線制供電系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵，保障零線安全可靠連接而不斷線，才能保障人身和用電設(shè)備的安全。