淺談配電系統零線故障的防范措施

文章討論了低壓配電系統零線斷線故障對人及設備造成的危害，并提出相應保護措施，即從故障發生的原因入手，以電氣原理為依據，采取相應材料處理，提高保護裝置功能及改變系統運行方式。
　　
　　
　　低壓配電系統的正常運行直接關系到人們的工作、學習和生活，所以保證系統安全、穩定和無故障運行是至關重要的。而在低壓配電系統中的漏電、短路及零線斷線等故障是最常見的故障，由它們引發的人身觸電事故、電氣設備燒損及嚴重的電氣火災時有發生，所以必須對這些故障采取防范和保護措施。
　　
　　一、單相短路或接地
　　
　　1．故障產生的原因。單相短路或接地引發的原因通常是由于：（1）導線與保護裝置配合不當，使得導線處于過載運行而開關拒動，導線過熱絕緣損壞；（2）導線本身疲勞運行；（3）導線絕緣因受潮或腐蝕而損壞；（4）導線本身質量問題；（5）開關本身切斷能力不夠。
　　2．產生的危害。單相短路故障的危害是顯而易見的，即發生短路時若保護裝置不能及時動作，則導線過熱引起電氣火災造成重大經濟損失。在TN-C-S低壓配電系統中發生單相接地且同時發生PEN線斷線，如某設備與外殼相碰，且系統在S處斷線，則高電位會經PE線傳至零線，使負載中性點發生偏移，對系統用電器造成危害。在某些施工現場無健全保護，一旦發生單相接地，設備外殼帶電，對人構成接觸電壓。
　　3．防范及保護措施。為了防止導線過載運行、保護裝置拒動而引起的故障，要求導線與保護裝置的配合必須滿足要求。采用帶接地脫扣器型斷路器，當發生單相短路或接地時會產生零壓相從而使接地脫扣器動作，切斷電源進行保護，所以無需采用為了加大接地故障電流而降低故障回路阻抗的措施，便可排除故障，這樣既節省投資又可彌補低壓斷路器保護范圍不足的缺陷。
　　
　　二、漏電
　　
　　1．漏電的定義所謂漏電是指外殼為金屬的用電器，工作時不允許外殼帶電，由于某種原因引起絕緣損壞使其外殼帶電進而對人形成接觸電壓的現象。漏電是介于正常和短路之間的一種故障，可以說漏電就是短路的前奏，及時排除這類故障是防止短路的有效措施。
2．漏電故障的危害。由前所述可以得出漏電發生的前提是電氣設備外殼是金屬而其作用只限于封閉與美觀等，工作時不參與導電。而燈具類電氣設備其外殼一般為玻璃、塑料、透明陶瓷等材料，所以不會發生漏電現象。故可能發生漏電的設備是外殼為金屬且工作時不可帶電的一類電氣設備。危害的對象則是當該類設備發生漏電時接觸設備的人，而且故障不排除，發展下去就會演變為短路，造成相關一系列危害。
　　3．漏電保護接線。漏電保護的空氣開關一定要將火線和零線同時接入，不可接PE線。電氣設備的A、B、C三點分別接在設備的插座上
　　
　　三、故障的防范及保護措施
　　
　　1．導線應滿足機械強度要求。N（PEN）線必須滿足機械強度及載流量要求，三相四線及二相三線供電系統中N(PEN)零線連接點應牢固并具有防腐能力是為了做到連接點牢固可靠，對于TN．C-S供電系統進戶處配電裝置中的PEN，PE及N線的連接點和TN．S供電系統中的N線連接點，應設置銅母線作為連接端子，并對該母線及其被連接的導線端子作相應處理，以提高其抗腐能力，降低斷線的發生概率。
　　2．等電位連接。對于TN．C．S系統，當PEN線斷線后，其負荷中性點偏移電壓是通過PEN與PE線的分支連接處引入PE線，因而造成對人體的接觸電壓。為了消除和降低PE線上的對地偏移電壓，對PEN與PE分支連接點進行接地，即等電位連接處理，這樣可以避免用電器外殼產生偏移電位對人體的接觸電壓的危害。
　　3．采用保護電器。對零線斷線進行保護所采用的保護電器通常有兩類：一類是相零（過或欠）電壓型，另一類是零－地電壓型。
　　相零電壓型的基本工作原理是：取樣相線與零線之間電壓，在系統正常時相線與零線之間電壓為正常值，即電源相電壓，此時保護電器不動作。當零線發生斷線時，相線與零線之間電壓（即相一零電壓）有效值將超過相電壓（稱為過電壓）或是小于相電壓（稱為欠電壓），達到保護電器整定值使其動作，切斷故障線路，從而限制PE線接觸電壓及相一零之間過電壓或欠電壓的存在時間，達到對人和電器的保護。
　　零－地電壓型保護電器的基本工作原理是：保護電器取樣負載中性點對地電壓，當發生零線斷線故障時負載中性點產生偏移電位，一旦達到保護電器的動作整定值，則經過一定延時執行機構使自動空氣開關跳閘，從而達到對人和用電器的保護。
　　
　　四、結語
　　
　　隨著人們對用電安全、方便舒適及系統工作質量的要求日益提高，保證供電系統安全可靠、高質量運行、設計方便舒適、不斷減少常見故障、提高系統工作質量，是電氣工作者的當務之急。