三相四线制中零线带电原因分析及预防

三相四线制中零线带电原因

分析及预防

【摘要】零线在电气系统运行中起着非常重要的作用，零线带电将会严重威胁系统的安全运行。本文就零线带电原因进行了仔细分析，并简要指出预防措施。

关键词零线中点位移

不对称电路三相四线制

在生活区箱变及配电室中，变压器均采用直接接地，零线与大地同电位，一般情况下，零线不带电，在三相四线制供电线路中，由于有了零线（中性线），所以不论三相负荷是否平衡，负载各相电压始终是相等的，均在220V左右，因此家用电器在正常电压下工作是安全可靠的。但是,在某些情况下,零线上会出现危险的电压，在过去的几年中，生活区曾发生过多起家用电器烧坏事故，给用户造成上千元的经济损失。那么,零线上为什么会出现电压呢？究竟该怎样预防呢？下面就这个

问题做一具体分析。

1. 零线带电原因

1.1 三相负荷严重不平衡

在生活区中，由于单相负荷较多，所以电源侧的三相负荷就不可能平衡，此时，零线（中性线）便有较大的电流流过，变压器中性点工作接地处虽然电压为零，但离中性点越远的的零线上，零线越长，其阻抗越大，电压也就越高，此时，如果有人靠近负荷侧的零线上，就有可能导致触电，发生触电事故。

1.2 零线断路或接触不良

在通常情况下，在负载为三相负荷时，三相电路基本是平衡的，这种电路称为对称电路。但是在生活区中，由于大部分民用负荷均为单相负荷，所以由变压器送出的ABC三相线路上的负荷是不平衡的，有的相负载轻，有的相负载重，这种电路称为不对称三相电路。例如，对称三相电路的某一条端线断开，或某一相负载发生短跑或开路，它就失去了对称性，成为不对称电路。

图1所示的Y-Y 连接电路中三相电源是对称的，但负载不对称。当开关S 打开（即不接中线）时，由于负载不对称，一般情况下，U NN `≠0,即N 和N`点电位不同。从图中可看出，N 和N`重合，这一现象称为中点位移，也称之为零点漂移。当位移较大时，会造成负载端的电压严重不对称，从而使负载的工作不正常。

由于在零线断路或接触不良时，便会出现负荷侧的中性点电位漂移的情况。此时零线上会出现危险的电压，负荷最轻的一相电压升高，从而使该相上负荷先烧毁，从而进一步加剧三相负载的不平衡，以致变成了两相供电的情况。这时两相负荷电图1 不对称三相电路Za Zb Zc

U A

U B

U C S N N U A

U B

U C N N U N N

U BN

U AN U CN

压由相电压变为线电压，接着负荷次轻相接着烧毁，最后只剩下负荷最重的一相设备不被烧坏。为防止这种现象，就要经常进行检查，当发三相电路中某些灯很亮，有的发暗，甚至发生电灯“群爆”现象，说明零线断路，应立即断开电源开关，防止事故的扩大。

1.3 三相电源不对称

三相电源不对称的现象，就生活区来说，主要有以下几种，如变压器分接开关接触不良，一般情况下，变压器在投入运行前，分接开关已调至合适档位，不需要调整。但在某些情况下，如分接开关经常调整，就有可能造成接触不良。

另外一种情况是变压器高压某相熔丝熔断。在生活区变配电室中，目前高压侧均采用FN3型负荷开关，这种开关和高压熔断器配合使用。低压侧采用DW型万能断路器，所以在负荷侧出现故障时，如低压保护拒动，或变压器内部出现故障时，都会导至高压熔丝熔断；

还有一种是电缆断相。断相后，其它

两相或一相运行，所有这些情况，都会使三相电源不对称，从而使零线上产生危险的电压。

1.4 零线接地不良

由于生活区变压器中性点均采用直

接接地，所以必须对接地线经常进行检查。在接地连接不良时，接地装置接地电阻过大，或接地线因腐蚀断开后，在一定条件下，都能使零线电位大大升高。例如，当零线断开后，若另一相发生接地，此时，零线对地电压将升至220V，甚至更高，将会严重威胁设备和人身的安全。

1.5 电容传递

在某些情况下，虽然低压线路已断开电源，但由于零线与变压器不断开，此时，高压电源就可能通过变压器高.低压绕组

间的电容传递到零线上，要是零线接地不良或断开，则零线上就可能出现数千伏的高压。

1.6 相线接地

L1

L2

L3N

图2 发生单相接地时R 0R d

当设备或线路绝缘损坏，发生相线接地短路故障时，由于变压器的中性点有一定的接地电阻（要求电阻在4Ω以下，先设R 0＝4），和相线接地处也有一定的接地电阻（该处电阻一般较大，为计算方便，也设为R 0＝4Ω），

则短路电流为：

I ＝U 0/（R 0+R d ）=220V/(4+4)Ω=27.5A

若保险丝熔断电流大于27.5A ，则保险不会熔断，系统中的接地故障将一直存在，短路电流流过R0，Rd 时，产生电压降：

U 0＝I d R 0=27.5＊4Ω＝110V

U d ＝I d R d =27.5＊4Ω＝

110V

即零线对地电压将上至110V，故障相对地电压下降110V，而正常相对地电压大大高于相电压。

2、零线带电的预防

2.1 三相负荷尽可能保持平衡：

无论主干线或分支线的负荷，不平衡程度都不宜超过20%，否则电压损失及功率损失会大大增加。

2.2 零线与变压器中性点的连接必须牢固可靠

如果零线为铝线，连接时更应该认真，在线径超过16mm2时，铝线应经铝接线端子进行压接，以确保中性线的导电良好。然后与中性点接线端子连接，避免铝线用缠绕法压接在中性点接地螺栓上。因铝线的表面极易因氧化或腐蚀而不导电。

2.3 严禁在三相四线制回路的中性点装设熔断器

可防止熔断器因种种原因熔断形成“断零”。否则接在电路上的单相电器可能因电压过高而烧坏，或电压过低而发挥