零線故障對供電系統(tǒng)的影響

民航空管設(shè)備供電系統(tǒng)是保障民航空管設(shè)備整體安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，空管系統(tǒng)的設(shè)備都屬于精密的電子設(shè)備，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性要求較高。供電系統(tǒng)作為專項(xiàng)內(nèi)容經(jīng)常受到各級領(lǐng)導(dǎo)和安全管理部門的檢查。本文是通過實(shí)際工作中幾次故障的分析及解決，以期引起各級業(yè)務(wù)管理人員特別是技術(shù)人員的重視。

一、供電系統(tǒng)的基本方式和故障分析

民航空管航管樓和外臺(tái)站一般采取三相四線制方式，示意圖如圖1所示。

圖1 示意圖

對于航管樓、雷達(dá)站和導(dǎo)航臺(tái)站的供配電系統(tǒng)，變壓器低壓輸出端的零線端子N一般就近和變壓器端的接地系統(tǒng)相連，三相輸出通過高壓輸出柜或直接通過電纜以三相四線制式輸送到低壓配電柜，兩端零線共用。如果變壓器安裝于室內(nèi)，變壓器的接地就近引接到高低壓配電系統(tǒng)、設(shè)備系統(tǒng)的聯(lián)合接地系統(tǒng)中。如果變壓器安裝于室外遠(yuǎn)端，變壓器的接地就近引接至變壓器端的接地網(wǎng)中，變壓器端的接地網(wǎng)和低壓配電、設(shè)備的接地網(wǎng)相互獨(dú)立。低壓配電和設(shè)備的機(jī)殼接地直接接至聯(lián)合接地系統(tǒng)，零線匯總至零線排，兩者相互獨(dú)立。

如圖1所示，如果變壓器低壓輸出端零線端子N和地線NE不連或連接不好，如N0點(diǎn)斷開，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備端供電系統(tǒng)（如果變壓器和設(shè)備機(jī)房間距離較遠(yuǎn)）零線和地線間的電壓升高，這對一些設(shè)備電源是開關(guān)式穩(wěn)壓電源的影響較大，如DVOR/DME設(shè)備，對設(shè)備電源是串聯(lián)式穩(wěn)壓電源的影響較小，如老式NDB設(shè)備。

二、幾起零線問題分析

供電系統(tǒng)中的零線在實(shí)際工作中雖不經(jīng)常出問題，但出現(xiàn)問題有時(shí)就會(huì)大面積的損毀設(shè)備，下面分析幾起筆者遇到的因零線問題引起的設(shè)備故障和隱患，以期引起大家的重視。

空管獨(dú)立運(yùn)行后，一些空管分局、站，由于機(jī)構(gòu)的精簡，高壓維護(hù)人員相對缺少，一般采取高壓代維的模式對供電系統(tǒng)的高壓部分進(jìn)行維護(hù)，有于一些邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村臺(tái)站當(dāng)?shù)毓╇姴块T對民航設(shè)備的供電要求認(rèn)識(shí)不清，導(dǎo)致在高低壓系統(tǒng)的安裝和維護(hù)中出現(xiàn)一些問題，影響設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.變壓器低壓輸出端零線端子不接地

2006年6月，某導(dǎo)航臺(tái)站安裝DVOR/DME設(shè)備，設(shè)備在安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)三相交流電相間電壓和線電壓正常，零線和地線間電壓飄忽不定，電壓波動(dòng)在交流3V～48V（正常10V以下）之間，但設(shè)備工作正常，由于此導(dǎo)航臺(tái)站已安裝有NDB設(shè)備，DVOR/DME臺(tái)和NDB臺(tái)相距400余米，兩臺(tái)站共用一變壓器，變壓器明裝于NDB臺(tái)院外，且NDB設(shè)備已正常運(yùn)行十余年，此異常現(xiàn)象沒有引起我們的重視。DVOR/DME運(yùn)行半年后，設(shè)備開關(guān)電源模塊頻繁出現(xiàn)故障，一年時(shí)間設(shè)備電源十幾個(gè)模塊被損壞，往往修好后使用不到半個(gè)月，又被擊毀。后通過分解開關(guān)電源模塊，利用到國外工廠學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，分析電路圖紙，發(fā)現(xiàn)大部分損壞在電源模塊的零地保護(hù)模塊上。在查找電源模塊損壞原因的過程中，通過監(jiān)測零地電壓，偶爾監(jiān)測到零地電壓達(dá)到交流70V，且極不穩(wěn)定，同時(shí)監(jiān)測NDB臺(tái)的零地電壓，在交流15V～30V之間。最后經(jīng)過巡線檢查到變壓器，發(fā)現(xiàn)變壓器低壓零線輸出端沒有接地，和一般變壓器的接法不同，經(jīng)詢問當(dāng)?shù)仉娏旨夹g(shù)人員，他們回答這是他們的多年的常規(guī)安裝方法，把低壓零線輸出端接地后，DVOR/DME臺(tái)和NDB臺(tái)設(shè)備機(jī)房零地電壓馬上降至交流10V以下，DVOR/DME工作至今正常，再?zèng)]有出現(xiàn)設(shè)備電源損毀現(xiàn)象。

由于變壓器是當(dāng)?shù)毓╇娋职惭b，高壓線路和居民用電共用，民用電和NDB設(shè)備對零地電壓要求不高，多年來沒有引起重視。變壓器安裝的不規(guī)范是導(dǎo)致此現(xiàn)象的直接原因。

2.變壓器低壓輸出端零線端子接觸不良

2012年10月，某導(dǎo)航站NDB臺(tái)，設(shè)備在正常工作中UPS突然停機(jī)，安防監(jiān)控系統(tǒng)、排風(fēng)扇、照明燈具等出現(xiàn)冒煙、爆裂損毀，值班員意識(shí)到供電系統(tǒng)有問題后迅速斷開低壓總開，聯(lián)系供電部門，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是變壓器低壓輸出端零線端子和零線電纜接頭接觸不良（如上圖中的N1點(diǎn)斷開），導(dǎo)致相應(yīng)后級用電設(shè)備異常供電。由于此臺(tái)站和當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽署有高壓代維協(xié)議，供電部門維護(hù)不細(xì)致，接頭處風(fēng)吹日曬氧化嚴(yán)重所致，經(jīng)與供電部門交涉，他們負(fù)責(zé)后續(xù)所有設(shè)備維修費(fèi)用。此次不正常供電事件中，NDB設(shè)備由于有前級UPS的保護(hù)沒有受損，UPS保護(hù)性停機(jī)也沒有受到損壞，實(shí)是僥幸。

3.低壓配電箱進(jìn)線零線安裝單級空氣開關(guān)

2009年5月，在一次供電系統(tǒng)專項(xiàng)檢查中，發(fā)現(xiàn)航管樓中心機(jī)房某配電箱三相電進(jìn)線中三個(gè)相線上安裝有三級聯(lián)動(dòng)空開，零線上安裝有單級空氣開關(guān)，輸出接至零線排，后級設(shè)備零線匯總零線排，這是異常危險(xiǎn)的，如果此零線開關(guān)異常斷開或技術(shù)人員在維護(hù)維修過程中先于三相總開斷開零線空開，如同上圖中斷開N1點(diǎn)，將會(huì)瞬間導(dǎo)致后級所有用電設(shè)備損毀，造成不可想象的影響和損失，嚴(yán)重危及空管的安全運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)此隱患后，我們立即整改，拆除此零線上的開關(guān)，將進(jìn)線中的零線直接接至零線排。

三、結(jié)束語

供電系統(tǒng)中的零線出問題導(dǎo)致供電不正常的原因并不復(fù)雜，但出問題后影響的面比較廣，筆者曾經(jīng)還經(jīng)歷過多年前在一居民老舊房屋裝修過程中，因裝修工野蠻施工，傾倒裝修垃圾砸斷單元總進(jìn)線零線（明裝的三相四線電纜）導(dǎo)致單元所有用戶在線家用電器損毀。

以上三個(gè)具體事例中有前期安裝的不規(guī)范，有維護(hù)維修保養(yǎng)過程中的不細(xì)致，也有些是早期安裝施工人員從原理上沒有理清，后期使用維護(hù)人員沒有引起足夠重視的原因。要徹底杜絕此類問題的發(fā)生，我們首先在安裝階段要注重施工工藝，共用零線排，其次在后期維護(hù)保養(yǎng)中加強(qiáng)檢查，做好接頭處的防氧化處理。除了在某些要求下可以安裝三相四級聯(lián)動(dòng)空開或單相二級聯(lián)動(dòng)空開外，嚴(yán)禁單獨(dú)在零線上安裝任何開關(guān)和保險(xiǎn)器件。