N线及PE线电流过大实例故障分析

三相电流不平衡已经达到 42.5%,所以会使得 N 线电流达到 38.5A. 【 PE 线电流偏大。从表中可以看出，大部分 PE 线均存在不同程度的电流。如 C#配电间的 AD-1-F2 配电箱，相电流最大为 47.6A，而 PE 线电流就已经达到了 34A,PE 线电流严重偏大， 造成 PE 线电流偏大的原因前面已经提到过，主要为 N 线和 PE 线混接和接地故障。接地故障 存在安全隐患，需要重点排查事故原因。 【 线路中存在非线性负载。由于相位角的改变，同样会造成 N 线电流的存在。
（4）动力设备
上述数据表仅为部分数据，详细数据表见动力测试表 1~3，从测试表中可以看出，对于动力设 备，三相不平衡、非线性设备及 PE 线存在异常电流均有发生，具体分析如下： 【 三相不平衡
如上图所示，对于动力设备，由于动力设备多为三相设备，负荷基本都比较平衡，而且动力设 备的接线形式多为相线+PE 线，N 线不经过设备，所以 N 线电流基本上是由于二次回路或者单 相设备引起。 部分供电回路由于接入了单相设备，而且负载分布不均，就会造成三相不平衡比较严重，如下 图所示，不平衡度达到了 28%，使得 N 线电流达到了 5.1A。这样就需要适当调整负载的平衡， 以有效降低 N 线电流。
从整个数据表中可以看出，仅由于非线性设备造成的 N 线电流偏大的配电箱只占了极少数，而 且公共区域照明多为 LED 灯、荧光灯等光源，虽然存在一定的谐波电流，但对整个系统的影响 并不是很大，而且由于很多配电箱都不是满载运行，有的配电箱只带了很小一部分负载，基波 电流相对较小，较小的谐波电流就会造成回路的谐波畸变率比较大。如上图中 K 管井的 AL-4F3-1 配电箱，A 相、B 相谐波畸变率都不大，而 C 相基波电流仅为 2.9A，谐波畸变率达到了 106%，根本原因就是基波电流太小从而造成了该回路 C 相谐波畸变率偏大。 公共照明的负荷在裙房的总体负荷中所占比重很小，而且公共区普通照明的谐波含量也不大， 所以不是主要的谐波产生源。 措施及建议 为了降低 N 线电流，建议业主要求施工单位适当调整三相负荷，尽量做到三相平衡。但更重要 的是需要排查 PE 线有异常电流的原因，一定要查出原因，是由零地混接或是接地故障造成的， 根据事故的原因合理的进行处理以消除隐患。
从谐波表格中可以看出，A、B、C 相的谐波畸变率分别达到了 82.7%、76.0%、121.1%,谐波 畸变率偏大的原因有两点： 1. 配电箱轻载运行，由于配电箱运行的负载较小，所以配电箱基波电流很小，谐波的畸变率是
指谐波的含有量占基波电流的百分比，所以较小的谐波电流就会使得谐波的畸变率较大。如 下图：
问题的起因
据业主反应，配电回路中部分 N 线及 PE 线电流偏大，会造成一定的安全事故，为了查清事 情的原因，消除安全隐患，立即专业人员到现场实测，具体实测数据及分析如下：
一、测试范围
为了查找事故原因，本次进行了全方位的检测，包括 B1 层、B2 层变电所所有供电 的低压配出回路共 10 台变压器大约 130 个回路，所有层配电间的租户总电表箱、总 照明箱及总应急照明配电箱。
从数据表中可以看出，由于分支回路存在较多的 PE 线异常电流的现象，造成变压器主进线的 主接地线均存在不同程度的 PE 线异常电流，直接影响到 N 线电流的大小。7#和 8#变压器三相 不平衡比较严重。10#变压器运行负载太小，数据没有参考意义。1#~9#变压器谐波畸变率均不 高，而且 N 线电流均在合理范围之内，不需要采取其他措施。
三、现场测试结果及相关技术分析
综合以上几点原因，以下分别对租户区域，公共区域照明，公共区域应急照明，动 力，变压器主进线进行具体分析及提出解决问题的方式，以下图表中：黄色代表： 三相不平衡，红色代表：PE 线电流偏大，蓝色代表：总的谐波畸变率较大。绿色代 表：回路正常。报告中所列图表仅为部分测试数据，全部的测试数据请参见附件。
由于受现场测试条件的影响，有少部分配电箱或回路未进行检测，但这些回路所占 比重很小，不会对检测结果构成影响，包括：
1） 部分配电箱无法进行测试（例如 2 层 J 配电间门无法开启）； 2） 部分配电箱导线与导线之间的间隙太小，测试线圈无法穿过，导致部分相序
未进行测试，从而会引起测试结果有较大的偏差（例如 3 层 G 配电间的 AD3-F8-2 配电箱，仅检测了 A 相和 C 相，B 相未进行测试）。 3） 所有未供电的回路及设备未进行测试。
该配电箱安装容量为 144KW，而实际的最大运行电流仅为 22.9A，这也是造成谐波含量偏 大的原因。 2. 在应急照明配电系统中，除了双电源之外，在每层配电间还设置了 EPS 集中电源，由于 EPS 的充电装置为电容，所以 EPS 在充电和逆变的过程中均会产生较大的谐波，从普通照 明和应急照明的对比中就可以发现，虽然负载性质一样，但是应急照明的谐波畸变率却比普 通照明的谐波畸变率要高。 措施及建议 由三相不平衡及 PE 线电流偏大引起的 N 线电流偏大参考普通的照明的措施及建议，而由非 线性设备引起的谐波畸变率偏高，不会影响到 N 线基波电流的大小，但会影响到开关的稳定 性及电子设备，同时如果谐波含量较大，还需要核定 N 线的载流量是否满足要求，建议咨询 EPS 厂家，是否可以采取相关措施降低线路中的谐波以降低谐波对开关及电子设备的影响。
A、B、C 相谐波畸变率分别为 70%、68.2%、65.6%，谐波含量相对较高，但是 N 线电流却仅 为 1.5A,所以动力设备中谐波含量较大，会对电网造成一定的影响，但不会影响到 N 线电流的 大小。 而对于电梯，属于变化性负载，静态时谐波畸变率并不高，一旦满载运行，谐波畸变率会迅速 上升到百分之一百多。如下动态分析图所示：
（1） 租户区域
小结： 上述数据表仅为部分数据，详细数据表见附件租户区测试表 1~4，从测试表中可以看出，租户 区域 N 线存在较大电流的情况比较普遍，所有的测试数据中仅有 4 个配电箱属于正常，其余均 存在不同程度的 N 线电流问题。根据图中数据，主要原因有以下几点： 【 三相不平衡。基本上所有的测试回路均存在不同程度的三相不平衡。如 J#AD-5-F6-1 租户 箱。
二、N 线电流偏大原因分析
造成 N 线电流偏大的原因有很多，经过前面几次现场检测和技术分析，本项目的 N 线电流过大的原因主要集中体现在以下几个方面：
1） 三相不平衡。三相负荷不平衡会使三相电流的矢量和不为零，从而引起 N 线 电流的存在，三相负荷不平衡度越大，N 线电流也会越大。
2） 接地故障，接地故障的存在，会造成三相电流不平衡，使得 N 线电流偏大。 3） 施工过程中 N 线和 PE 线混接。即相线电流经过负载后没有通过 N 线返回变
（3） 公共区应急照明
上述数据表仅为部分数据，详细数据表见公共区应急普通照明测试表 1~4，从测试表中可以看 出，三相不平衡是造成 N 线存在电流的主要原因，其次为非线性设备，地线电流偏大的配电箱 较少。由于应急照明和普通照明负载性质相识，三相不平衡及地线电流偏大的原因分析及解决 措施不在阐述，具体见普通照明的相关说明，仅对非线性设备加以分析。 【 线路中存在非线性负载
【PE 线异常电流 在动力设备中，仍然存在地线电流偏大的回路，分析意见参考上述系统。 【 线路中存在非线性负载 动力设备多为风机、水泵等，部分较大的动力设备，为了有效降低启动电流，配置了星三角启 动，软启动等，为了有效控制风量，部分风机增加了变频设备，这些都会造成线路中谐波含量 的增加，如下图所示：
根据提供的数据表，PE 线电流偏大也占了较大一部分，如上图中的 AL-1-F6-1 配电箱，除了三 相不平衡外，地线电流达到了 3.6A，特别是部分低压柜馈出回路中，如 3 号变压器 3AA-6-1 右
人防供电 1 回路中，地线电流达到了 70.1A,地线电流严重偏大，由于涉及到人身及设备安全，需 要重点排查并消除隐患。 【 线路中存在非线性负载。
项目概述 本工程坐落于大连市某处，裙房为商业中心，B1 至地上六层，主要为 餐饮、影院、商业店 铺及答应超市等，B2 至 B4 为车库，设备机房等。主变电所设在 B2 层，共 6 台变压器；分 变电所设在 B1 层，共 4 台变压器，总计为 10 台变压器，供电系统按照功能区进行设置， 商户、公共区照明、公共区应急照明及动力均为独立的干线系统，全楼共设置 10 处竖向电 气配电间，为各防火分区及功能区进行供电，商户采用母线进行供电，在每层配电间设置插 接箱及集中电表箱，为商户进行供电。普通照明及应急照明采用干线式竖向配电系统，每层 的每个防火分区配电间均设置总照明箱，其中应急照明在每个防火分区配电间均设置双电源 转换箱及 EPS 应急电源配电柜。大的动力设备采用放射式的供电方式。
其中，本次检查中有下列设备谐波含量较高： LED 大屏幕显示屏 电梯 扶梯 电影院 空调机组 厨房风机
措施及建议 对于接入单相负载比较多的供电回路，适当调整单相负载的分配，尽量保证三相平衡，以有 效降低 N 线电流。对于地线电流偏大的回路，查找地线电流偏大的原因，特别是由于接地故 障引起的 PE 线异常电流，要采取有效措施消除故障，消除安全隐患，同时还能有效降低 N 线电流。 而对于谐波畸变率比较大的动力设备，建议业主咨询设备厂家，可在设备末端加配有源滤波器 进行谐波就地消除，以消除对系统低压配电系统的影响 （5）变压器主进线及低压配电屏
如 K#配电间 AD-2-F3-1 配电箱，三相基本平衡，地线漏电电流仅为 0.5A，但谐波畸变率最高 达到 68.7%，由于租户为独立的配电系统，排除与其他系统 N 线混接及 N 线和 PE 线混接的可 能，主要应该为别是三相不平衡比较严重的供电回路，适当调整负载的平衡。 □对于 PE 线电流偏大的供电回路，需要施工单位进行排查，找出电流偏大的原因，特别是接 地故障造成的 PE 线电流偏大，由于涉及到人身和设备安全，需要根本解决。 □对于谐波含量比较大的回路，需要核查 N 线的导线载流量是否满足要求。找出具体的非线性 设备或造成谐波含量比较大的用电设备，由用户自行解决谐波大的问题。另外，本次检测结果 表明，租户回路产生的谐波在整个项目的谐波量上面是占很大的比重，是谐波主要来源之一， 原因主要是由于租户照明及小动力设备选型不合格，品质不高而产生谐波。且这些设备容量很 小但分布很广，需要业主与运营方着力解决。
压器中性点，而是误接到 PE 线上这种情况会使 PE 线有电流通过，由于有部 分电流通过 PE 线进入大地，从而导致 N 线中的其他相电流的不平衡，使得三 相电流矢量和不为零，引起 N 线电流的存在或偏大。 4） 回路之间零线混接。施工过程中导线都是成束在线槽中敷设，回路中的 N 线 容易混接，比如应急照明中的 N 线接在了普通回路中，而普通照明回路中的 N 线却接入了应急照明回路中，如果普通照明的负荷比较大，就会形成应急 照明回路中的 N 线电流比相线电流还要大。 5） 非线性设备的存在 。比如空调、水泵、风机、电梯、EPS 逆变器、变频器、 软启动器、可控硅调光、电子镇流器及电子设备等。这些设备不但会使线路 中的谐波含量增加，而且电流通过设备时会使电流的相位角发生 改变，如果 三相负载类型不同，即使三相平衡，由于相位角的改变，同样会造成 N 线电 流不同程度的偏大。
（2） 公共区域普通照明
上述数据表仅为部分数据，详细数据表见公共区普通照明测试表 1~3，从测试表中可以看出， 三相不平衡是造成 N 线存在电流的主要原因，其次为地线电流偏大，非线性设备较少。 【三相不平衡。
如上图中 A#配电间 AL-2-F1-1 配电箱，最大相电流 B 相为 9.8A，而 C 相仅为 0.3A，存在严重不 平衡，所以造成 N 线电流达到 9.4A.而且由三相不平衡造成 N 线电流偏大的配电箱占全部测试 配电箱的绝大多数。 【PE 线上有异常电流