氣象設(shè)備用電誤操作原因分析

楊勝利,竇建虎,廖曉玲

(西安市氣象局,西安 710016)

氣象設(shè)備用電誤操作原因分析

楊勝利,竇建虎,廖曉玲

(西安市氣象局,西安 710016)

為正確認(rèn)識(shí)供電系統(tǒng)中零線作用,介紹低壓配電三相四線制系統(tǒng),出現(xiàn)零線斷路時(shí)各相負(fù)載所承受的電壓分布,中線電流的來(lái)源及針對(duì)中線斷路的保護(hù)思路。并以涇河地面站、探空站的供電系統(tǒng)為例,計(jì)算了當(dāng)中線斷路時(shí)各氣象設(shè)備所承載的電壓,分析燒毀用電設(shè)備的原因。

三相四線制;零線;斷路;燒毀

近年來(lái),氣象部門用電設(shè)備燒毀事故時(shí)有發(fā)生,不但造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,而且影響氣象業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行,甚至帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。如 2011年 9月 23日,某科技有限公司技術(shù)人員在進(jìn)行新一代天氣雷達(dá)配套電源 UPS設(shè)備初次安裝時(shí),因考慮氣象設(shè)備連續(xù)供電的需要,在未斷開供電系統(tǒng)電源的情況下,違規(guī)摘除零線,形成 UPS所帶的所有設(shè)備工作在無(wú)中線電路中,致使連接在電源上的負(fù)載電壓驟然升高,造成天氣雷達(dá)設(shè)備、自動(dòng)站設(shè)備、大氣成分設(shè)備、土壤濕度設(shè)備等遭受不同程度燒毀。針對(duì)此類由于對(duì)氣象設(shè)備用電誤操作造成的事故進(jìn)行分析,查找事故原因,以期對(duì)管理氣象設(shè)備用電的業(yè)務(wù)人員有所幫助。

1 事故電路分析

1.1 零線的意義

氣象設(shè)備用電有相線、中線、地線。相線俗稱火線,中線俗稱零線,零線不是地線。在三相四線制供電系統(tǒng)中,有對(duì)稱負(fù)載的星形連接和不對(duì)稱負(fù)載的星形連接兩種方式。對(duì)稱負(fù)載的星形連接,中線電流為零,中性點(diǎn)為零電位,因此中線省去,設(shè)備仍可安全工作;不對(duì)稱負(fù)載的星形連接,中線電流不為零,中線電流要通過(guò)零線返回變壓器,要使設(shè)備安全工作,中線不可省去[1]。

1.2 無(wú)零線電路分析

實(shí)際氣象業(yè)務(wù)中,三相負(fù)載很難對(duì)稱,常采用的是三相四線制不對(duì)稱負(fù)載的星形連接,因此中線起著非常重要的作用。它能夠使三相負(fù)載成為 3個(gè)互不影響的獨(dú)立單相電路,這樣不論負(fù)載有無(wú)變動(dòng),每相負(fù)載均承受對(duì)稱的相電壓,從而保證設(shè)備正常工作。

以涇河氣象站為例,涇河地面站、探空站的供電系統(tǒng)是由功率分別為 0.7 kW(A負(fù)載,照明用電)、2.5 kW(B負(fù)載,包括地面所有設(shè)備,含空調(diào)、電腦、自動(dòng)站)、1.3 kW(C負(fù)載,包括 L波段雷達(dá)、電腦、雷達(dá)備份接收機(jī))的三相負(fù)載作星形連接,接到 380 V/220 V的三相四線制電源上,三個(gè)負(fù)載均能正常工作。當(dāng) A負(fù)載處于斷路狀態(tài),而中線由于某種原因斷開時(shí),B、C兩相負(fù)載變成接在線電壓 UBC端的串聯(lián)電路。

在串聯(lián)電路中,因?yàn)?PB/PC=UB/UC,PB、PC分別為 B、C兩相負(fù)載的功率,UB、UC分別為 B、C兩相負(fù)載的的電壓,所以 UB/UC=2.5/1.3,

由此可見(jiàn),B相負(fù)載 (地面站的設(shè)備)承受的電壓為 250 V,超過(guò)額定電壓,燒毀可能性極大;C相負(fù)載 (探空站設(shè)備)承受的電壓為 130 V,低于額定電壓,設(shè)備不能正常工作。B相負(fù)載功率越大,C相負(fù)載功率越小,B相負(fù)載燒毀的可能性也越大。在正常的三相四線制供電過(guò)程中,供電系統(tǒng)的三根相線和一根中線連接良好,即使三相負(fù)荷不平衡,由于有中性線的存在,氣象設(shè)備仍能正常用電。但若中性線因故斷開,三相電流無(wú)法通過(guò)中性線流回到配電變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn),則會(huì)引起負(fù)荷的中性點(diǎn)的電位偏移 (中點(diǎn)位移),這時(shí)各相負(fù)荷的電壓降也就差異很大,極端情況下,加在某相負(fù)荷的電壓甚至瞬時(shí)會(huì)達(dá)到線電壓(380 V)高,從而把用電設(shè)備燒毀[2]。

2 預(yù)防措施

預(yù)防三相四線制零線斷路的措施。①使三相負(fù)荷趨于平衡 平衡三相負(fù)荷,使回流變壓器的電流趨于零。②增大零線截面 中性線電流有時(shí)可能發(fā)生與相線電流相等的情況,盡量采用與相線相同的導(dǎo)線,既可防止斷線,又可降低線損。③消除銅鋁接頭 氣象設(shè)備的供電系統(tǒng)中,銅鋁接頭隨處可見(jiàn),設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行易產(chǎn)生銅鋁電化腐蝕,造成接觸不良,接頭過(guò)熱而燒斷,因此,要采用銅鋁過(guò)渡線夾,消除銅鋁接頭。④供電線路要做好重復(fù)接地 變壓器處、各條輸送電纜的配電箱、各工作場(chǎng)地的配電盤,均應(yīng)做好重復(fù)接地。

[1]嚴(yán)芳芳.三相四線制供電系統(tǒng)中零線的意義 [J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2003,13(1):158-159.

[2]譚學(xué)彥 .低壓三相四線制供電的中性線選擇及其斷開的影響 [J].廣東科技,2007(10):174-175.

TM08

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1006-4354(2013)02-0038-02

2012-10-25

楊勝利 (1963—),男,陜西西安人,漢族,學(xué)士,從事新一代天氣雷達(dá)管理和維護(hù)工作。