配電網(wǎng)零線斷線原因分析及預(yù)防治理措施

文/張海軍 雷寶忠 李永剛 李建立 張建平

三相四線制接線方式是我國(guó)配電線路應(yīng)用最為廣泛的接線方式，其中三根線作為相線，零線作為工作回路與相線組成回路，給用電設(shè)備進(jìn)行供電。三相四線制的優(yōu)點(diǎn)在于能夠適應(yīng)一定程度的三相不平衡，當(dāng)三相中的一相出現(xiàn)斷線等故障的時(shí)候，不影響另外兩相的正常運(yùn)行。但是線路三相不平衡度超過(guò)一定的范圍時(shí)，會(huì)造成零線電流過(guò)大，從而導(dǎo)致零線溫度升高，甚至出現(xiàn)零線斷線等故障，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致人身傷亡事故的發(fā)生，影響配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電。

1 零線斷線產(chǎn)生的原因

1.1 三相不平衡

理想情況下，配電網(wǎng)三相負(fù)載平衡，零線沒(méi)有電流或者電流很小。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，配電網(wǎng)三相負(fù)荷很難達(dá)到平衡，配變總是工作在三相負(fù)載不平衡的工況下，會(huì)產(chǎn)生零序電流。而且零序電流的大小隨著三相不平衡度的增加而變化，當(dāng)零序電流過(guò)大，超過(guò)零線本身的承受能力的時(shí)候，零線溫度會(huì)升高，出現(xiàn)斷零等故障，影響配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 零線接頭處接觸不良

國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用時(shí)間較長(zhǎng)，部分線路設(shè)備老化嚴(yán)重，急需要更新?lián)Q代，但線路改造工作由于時(shí)間緊，任務(wù)大，進(jìn)展緩慢，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，零線接頭處銹蝕情況嚴(yán)重，容易出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，會(huì)有火花現(xiàn)象產(chǎn)生，時(shí)間久了，會(huì)造成零線斷線等故障的發(fā)生。

1.3 零線裝設(shè)熔斷器

在三相四線或三相五線中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，零線不允許裝設(shè)熔斷器和開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)拉開(kāi)或者熔斷器因?yàn)殡娏鞔蟮仍虮ｋU(xiǎn)絲熔斷的時(shí)候，就相當(dāng)于零線斷線，使零線上可能出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓，導(dǎo)致各種事故的發(fā)生。在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)仍有部分線路零線存在裝設(shè)熔斷器和開(kāi)關(guān)的情況。

1.4 外界環(huán)境因素

我國(guó)配電網(wǎng)分布廣泛，且都是戶外架設(shè)，容易受天氣、環(huán)境等外界條件的干擾和影響。尤其是大風(fēng)等天氣情況下，很容易造成零線斷線，另外在樹(shù)林茂密的情況下，掉落的樹(shù)枝也容易對(duì)配電網(wǎng)線路造成影響。

2 零線斷線造成的危害

2.1 降低用電設(shè)備使用壽命

三相四線制的電路中接入單相設(shè)備，正常情況下，單相設(shè)備的電流回路是由相線和零線共同構(gòu)成的，當(dāng)零線出現(xiàn)斷線故障后，電流回路就變成兩個(gè)相線之間，這樣用電設(shè)備承受的電壓遠(yuǎn)超設(shè)備額定電壓，會(huì)減少設(shè)備使用壽命，甚至?xí)龤в秒娫O(shè)備。

2.2 造成人身觸電危險(xiǎn)

當(dāng)發(fā)生零線斷線事故時(shí)，使用零線保護(hù)的設(shè)備失去保護(hù)，斷線處以下所有采取保護(hù)零線設(shè)備的金屬外殼上帶電，當(dāng)人身不小心觸碰到設(shè)備后，容易造成觸電危險(xiǎn)，危及人身安全。

2.3 造成中性點(diǎn)位移

當(dāng)零線發(fā)生斷線時(shí)，沒(méi)有零線導(dǎo)通不平衡電流，為了維持三相電流的矢量和等于零，其中性點(diǎn)必將向負(fù)載大的相位移，造成三相電壓不平衡，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

3 預(yù)防及治理措施

3.1 推進(jìn)配網(wǎng)線路改造工作

我國(guó)的配網(wǎng)線路架構(gòu)復(fù)雜，覆蓋范圍廣，部分地區(qū)線路老化嚴(yán)重，導(dǎo)致線路改造工作進(jìn)展緩慢。為了保證配電系統(tǒng)的正常供電，電力企業(yè)應(yīng)該提高對(duì)電網(wǎng)改造工作的重視度，加大人力、物力以及財(cái)力的投入，在保證改造質(zhì)量的同時(shí)盡快完成線路改造工作。在線路改造工作中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該嚴(yán)格把控零線的選材，適當(dāng)增加零線的截面積，達(dá)到相線的一半或者選用與相線相同的導(dǎo)線，這樣能夠有效提高零線的電流承受能力，有效減少因三相不平衡造成的零線電流過(guò)大引起的各種零線故障。

另外在改造過(guò)程中，應(yīng)該注意對(duì)三相負(fù)載情況的統(tǒng)計(jì)和記錄工作，為后期接線提供依據(jù)，盡量保持三相平衡，避免出現(xiàn)單相負(fù)荷過(guò)重的情況。

3.2 規(guī)范管理，加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)

在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分工作人員缺乏責(zé)任心和規(guī)范操作的意識(shí)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)候接線的時(shí)候不注意三相負(fù)荷是否平衡，隨意接線，造成大量的單相負(fù)荷存在，三相不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重。相關(guān)部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，提高電網(wǎng)運(yùn)維工作人員技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)，保證規(guī)范操作。在新增線路接線的時(shí)候，注意三相負(fù)荷的平衡度，不要盲目的進(jìn)行接線，避免因單相負(fù)荷過(guò)重引起的三相不平衡，導(dǎo)致零線電流增大。

3.3 加強(qiáng)線路巡視工作，及時(shí)清除隱患

線路巡視工作是配電網(wǎng)運(yùn)維工作的重點(diǎn)。應(yīng)該根據(jù)線路的具體運(yùn)行情況，制定合適的巡檢計(jì)劃，并嚴(yán)格的按照相應(yīng)的巡檢計(jì)劃進(jìn)行線路巡檢工作。工作中加強(qiáng)線路巡視工作，尤其是在進(jìn)行大型設(shè)備維護(hù)或者惡劣天氣過(guò)后，及時(shí)檢查線路中是否有故障或故障隱患，對(duì)可能引起故障的原因進(jìn)行及時(shí)的清除。及時(shí)清理線路周?chē)浇臉?shù)枝，防止因樹(shù)木掉落等因數(shù)造成的零線故障。

3.4 建立完善的零線工況監(jiān)測(cè)體系

加強(qiáng)對(duì)零線工況的監(jiān)測(cè)，采用先進(jìn)的設(shè)備對(duì)零線的電流、溫度等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行有效及時(shí)的監(jiān)控，通過(guò)記錄分析相應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)零線狀態(tài)進(jìn)行預(yù)估和分析，發(fā)現(xiàn)故障隱患及時(shí)處理和解決，爭(zhēng)取將故障解決在萌芽狀態(tài)，減少零線斷線等故障的產(chǎn)生，有效的避免事故的擴(kuò)大，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

零線斷線故障嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，危及人身安全。相關(guān)部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)零線狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，做好預(yù)防措施，并在零線出現(xiàn)斷線故障時(shí)及時(shí)快速定位故障區(qū)域，快速檢修，減少零線斷線故障造成的危害和損失。