一起實訓室設備漏電事故分析與處理

邱 俊

（長沙民政職業技術學院電子信息工程學院，湖南長沙410004）

1.事故描述

學校為適應產業轉型升級和技術進步對高素質技術技能人才培養需求，決定完善校內實訓教學條件，將原有的實訓室進行改造，原有的電氣安裝與調試實訓設備及機床電氣故障維修實訓設備臨時搬到了一間鍋爐房改造的大教室。剛開始上課的幾天，手觸碰講臺（金屬的）就有“被電”的感覺，還以為是靜電。后來學生進行電氣安裝與調試實訓時，很多學生反映觸碰到臺面金屬部位時被“電到了”，當初還以為是春天一樓潮濕引起了漏電。后來有一天電氣安裝與機床電氣故障維修兩邊同時進行實訓時，只要合閘就跳閘。

上述現象發生后，本人將所有實訓臺進行通電檢查，發現只給電氣安裝實訓臺送電時，電氣安裝的每個臺面、講臺等金屬部位都帶電；只給機床故障維修臺送電時，臺面也帶電，講臺不帶電；如果兩邊同時送電，只要操作機床電氣故障臺就會馬上跳閘。

2.現場供電系統分析

2.1 火線、零線、地線、中性線的概念

新搬進的實訓室原來是一個鍋爐房，采用的是TN-S供電系統，也就是三相五線制。首先我們來了解一下幾個基本概念。

三相正弦交流電是目前供電和用電中最主要的電源。工業用電中，為了使交流電有很方便的動力轉換功能，讓三個線圈在空間位置上相差120度角，在磁場中旋轉產生三相正弦交流電，并以三相四線的方式進行電力傳輸。我們通常將三相電的三根線中的每一根這樣的導線稱為相線(火線)，三相電的三根頭稱為相線，它與零線共同構成供電回路。三相電的三根尾連接在一起稱中性線也叫“零線”，之所以叫零線，是因為三相平衡時中性線中沒有電流通過，而且它直接或間接地接到大地，跟大地之間的電壓也接近零。地線是把設備或用電器的外殼可靠地連接大地的線路，是防止觸電事故的良好方案。

2.2 TN-S供電系統的構成

臨時實訓室有三種負載：一種是單相設備，一種是無中性點設備，第三種就是有中性點的設備，如圖1所示。

低壓電網中用三相四線制輸送電力，其中有三根相線一根零線。如果把零線的兩個作用分開，即一根線做工作零線(N)，另外用一根線專做保護零線(PE)，這樣的供電方式稱為三相五線制供電方式，即TN-S供電系統。三相五線制包括三根相線、一根工作零線、一根保護零線。

從線路的性質上來說，火線（相線）是提供能源的線路，零線是單相電路中給提供能源的線路一條電流回路（和相線形成電流通道）的線路，地線是作為保護電器設備、防止漏電而發生事故的一條“非正常”電流通道。這三條線，正常工作時，由相線（某一個單位時間內）提供電流，經過用電設備（負載）后由零線回到電源端。正常情況下，地線是沒有任何電流通過的。所以從性質上來看，這三條線路中的零線和地線，是不允許“并用”或合用的。為了保證用電安全，在用戶使用區改為用三相五線制供電，這第五根線就是地線，它的一端是在用戶區附近用金屬導體深埋于地下，另一端與各用戶的地線接點相連，起接地保護的作用。

圖1 TN-S系統

如果采用的是三相五線制供電方式，用電設備上所連接的工作零線N和保護零線PE是分別敷設的，工作零線上的電位不能傳遞到用電設備的外殼上，這樣就能有效隔離了三相四線制供電方式所造成的危險電壓，使用電設備外殼上電位始終處在“地”電位，從而消除了設備產生危險電壓的隱患。

2.3 TN-S供電系統的特點

TN-S供電系統由于工作零線（N）與保護零線（PE）分開設置，從而可以做到PE線不再因三相不平衡而產生電流，所以，電氣設備外殼接零保護是接在專用的保護線PE上更加安全。當發生N線斷線時，只會影響單相用電設備的正常工作，而不會損害系統的保護功能。在正常工作時，即使中性線中有電流，專用保護線上也不會有電流。但是，當TN-S供電系統在發生相對地短路時，對地故障電壓較高。

采用TN-S系統供電，線路上裝設漏電保護器的問題也相應地得到解決。因為N線與PE線分設，N線經過漏電保護器，而PE線不經過漏電保護器，可以在PE線上做重復接地，這樣線路清楚，不會因為干擾而發生保護器誤動作。

3.事故排查、分析及處理

3.1 故障排查

根據上述TN-S系統的分析，我們對該實訓室設備的供電環節進行了全面檢查。從二級分配電箱來看是沒有問題的：線路的黃、綠、紅三相線接入到二級分配電箱的總隔離開關上，淡藍色的N線接入到漏電保護器的N端上，通過漏電保護器后接到工作零線端子板；黃綠雙色的PE線接入到保護零端子板PE板上。但從末級分配箱中，發現電氣安裝實訓臺中供電線路零線和地線接混，而且有一臺機床電氣故障維修臺在拆遷搬運的過程中地線的接頭焊點震動跌落接觸到了一根火線的接線柱。

3.2 故障原因分析及處理

火線是帶電的，地線和零線是不帶的，實訓臺上兩插孔的插座里有一根火線，一根零線，用電筆能測出帶電來的是火線，不帶電的是零線，三插孔的插座里才有地線，地線要連接在用電器的外殼上，以防止電器漏電使人觸電傷亡。

中性點是指變壓器低壓側的三相線圈構成星形聯結，聯結點稱中性點，又因其點為零電位，也稱零線端，一般的零線就從此點引出的。中性點接地后，所有該電網覆蓋面的設備接地保護線可就近入地設置為地線，一旦出現漏電可通過大地傳導回路到變壓器中性點，以保安全。

地線是信號流回源的低阻抗路徑。如果用儀表測量一下地線上各點之間的電位，會發現地線上各點的電位可能相差很大。正是這些電位差才造成了電路工作的異常。因為地線的阻抗總不會是零，當一個電流通過有限阻抗時，就會產生電壓降。

有的人誤以為零線就是地線，把部分電器的接地和零線接一起，那么火線在和零線形成回路的同時也和部分電器的外殼形成回路，使外殼帶電，尤其是在零線因故障已斷開而電源插座接地又不好的情況下更容易觸電。

零線是工作線，在用電器工作時，火線經過用電器與零線形成回路，此時用電器才能工作。接地線是保護線，平時不參與工作，只有在用電器漏電時才起作用把電迅速引導大地，保護設備和人身安全。漏電保護器工作原理是：當流進火線的電流與流出零線的電流相等時，不會跳閘；當出現偏差時，立刻跳閘。當地線和零線混接后，當有用電器插在火線與地線那個插座時，一部分電流通過地線走了，沒有通過零線回到漏電保護器，造成進出漏電保護器的電流不平衡，所以跳閘。

因此，當零線地線混接時，使設備外殼與火線形成回路，導致設備外殼帶電，還可能造成短路事故；地線與火線接觸，直接短路跳閘。

最后，我們將電氣安裝實訓臺中供電線路零線和地線回位，把機床電氣故障維修臺跌落的地線焊接牢固，如圖2所示。開啟所有設備，一切運行正常，漏電、跳閘事故完全排除。

4.結束語

實訓室是高職院校重要教學場所之一，這次漏電事故給我們也敲響了警鐘。通過對漏電事故的排查、分析，我們順利地排除了故障，恢復了實訓室的正常工作。同時也對三相五線制供電系統有了更深的理解，且充分認識到了零線、地線、中性線在低壓配電系統中的作用，一旦接錯，危害是十分嚴重的。因此，必須引起人們足夠的重視，確保用電過程中人身及設備安全。