防范三相四線零線斷線燒壞電器的措施和方法

摘 要：我國普遍采用TN低壓配電系統，主要用來接單相220 V負載、傳載單相電流和三相不平衡電流。目前，由于用戶電器設備的開啟較為隨意，因而不可避免地發生三相負荷不平衡狀況，而零線容易受外力破壞等原因造成斷線，斷線后會使電壓升高，造成用戶電器損壞，導致賠償事件時有發生。因此，只有加強零線防斷線危害管理，防患于未然，才能確保零線安全運行，減少糾紛和經濟損失。基于此，總結了三相四線零線斷線的原因、危害及防范措施，從技術和管理上實現三相四線的規范管理，以減少零線斷線帶來的電器燒壞問題。

關鍵詞：三相四線;零線;防范措施;重復接地

0 引言

在零線斷線事故中，負荷大的一相電壓會降低30～60 V，使白熾燈發紅，日光燈和家用電視無法啟動;而負荷小的一相電壓可升高到300 V左右，大大超過家用電器的額定電壓，此時若熔絲不熔斷，可使家用電器被燒毀。據統計，2017—2018年東源縣轄區內發生零線斷線事故7次，引發客戶致電95598投訴3次，造成用戶直接和間接經濟損失達30余萬元。因此，制定相應的防范措施，及時解決零線斷線問題顯得尤為重要。

1 零線斷線造成高壓的原因及危害

低壓三相四線大部分架設在戶外、村道旁等復雜環境中，容易出現因外力破壞而斷線、導線受風吹日曬而絕緣老化斷線、日常清障不到位造成樹木壓斷斷線、三相不平衡造成負荷大而燒壞斷線、施工過程中不小心剪斷零線等現象。用戶基本采用三相四線制，三根火線分別是L1、L2、L3，還有一根零線N。用戶都是從總零線上T接一根零線，從一根火線上T接一根火線的方式。低壓三相四線接線如圖1所示，當總零線斷開后，電流從火線L1經過負荷A，然后從負荷A流向零線N，從零線N再流向負荷B的零線N，再從L2火線過來，這樣L2與L1之間形成了380 V電壓。此時，總零線斷開，電壓漂移，誰家里電器少，電壓就會向誰家漂移，從而燒壞電器。

2 防范三相四線零線斷線燒壞電器的措施

2.1? ? 設置零線重復接地

在TN-C系統中，零線既起中性點電位鉗制作用，又起到保護線作用，不能斷零，若必須斷，則用于斷開中性線的觸頭必須在其他觸頭閉合之前先閉合，在其他觸頭斷開之后斷開，此時若零線斷線發生碰殼漏電現象，則設備外殼電壓接近相電壓，容易發生危險，所以此類系統零線必須重復接地。

2.1.1? ? 重復接地的作用

重復接地可以實現兩種保護：（1）降低漏電設備外殼的對地電壓。漏電設備外殼對地電壓Ujd等于單相短路接地電流Id在接零部分產生的電壓降U，有了重復接地后，起到分流作用。（2）降低零線斷線時的觸電危險（也是降低了外殼的漏電電壓）。漏電設備外殼對地電壓Ujd接近于相電壓的對地電壓UO，有了重復接地后，UO都低于電壓降U。

2.1.2? ? 重復接地設置原則

（1）架空線路的干線和分支線的終端以及沿線每1 km處零線需重復接地;（2）電纜和架空線路在引入車間或大型建筑物處，零線應重復接地;（3）在電力設備接地裝置的接地電阻允許達到10 Ω的電力網絡中，每一重復接地裝置的接地電阻不應超過30 Ω，重復接地不少于3處;（4）零線的重復接地允許利用自然接地體;（5）同一變壓器或低壓母線供電的低壓線路，不宜同時采用接地、接零兩種保護。

2.1.3? ? 重復接地梳理

通常而言，變壓器低壓線路均按規范設置了重復接地，但隨著運行時間的增加，有些重復接地受雨水沖刷而掉落，有些被人為破壞，有些在施工安裝時工藝質量不過關而起不到作用。針對這些情況，我們對東源縣1 600多臺配變的重復接地進行了排查，梳理出了200多臺配變的重復接地需要改造修復。

2.2? ? 規范設計要求

為防止在三相四線照眀系統中燒斷總零線，零線設計需滿足以下條件：

（1）三相四線的總零線導線截面應和相線截面相等;

（2）三相四線的總零線不得設置熔斷器;

（3）住宅用戶用電需遵守低壓電氣裝置規程，不得私自變更大容量用電設備，增加供電容量;

（4）在單相配電線路中必須相線、零線都要設置熔斷器;

（5）在電氣裝置中相線、零線必須符合相同安全標準;

（6）在單相配電線路中需分清相線、零線、接地線，零線與接地線不得混用和借用，保證電氣線路的安全運行。

2.3? ? 規范安裝標準

（1）配電線路的敷設應符合：與場所環境特征相適應，與建筑物和構筑物特征相適應，能承受短路可能出現的機電應力，能承受安裝期間或運行中布線可能遭受的其他應力和導線的自重。

（2）配電線路的敷設環境應符合：應避免由外部熱源產生的熱效應帶來的損害，應防止在使用過程中因水的侵入或因進入固體物帶來的損害，應防止外部的機械性損害，應避免腐蝕或污染物存在對布線系統所帶來的損害。

（3）穿在同一導管內的絕緣導線總數不超過8根，且為同一照明燈具的幾個回路或同類照明的幾個回路。

（4）在同一導管、槽盒里有幾個回路時，其所有的絕緣導線應采用與最高標稱電壓回路絕緣相同的絕緣。

（5）電纜敷設時允許的最小彎曲半徑，應根據電纜絕緣材質及制造標準確定。

2.4? ? 自動調整三相負荷

利用“互聯網+”技術，通過加裝自動調節裝置，實現低壓三相負荷的自動調節，該裝置主要包括臺區監控終端、三相不平衡調節裝置和微功率無線通信。其中，臺區監控終端（主機）負責在線監測配電變壓器的總體負荷，A、B、C三相負荷及在線自動換相裝置（分機）的運行情況。當低壓配電網線路中出現三相負荷不平衡時，臺區監控終端進行邏輯換算，判斷并選擇合適的自動切換開關發出相線切換指令，自動切換開關裝置通過換相動作實現在線切換負荷。該裝置分機數量根據配變容量的大小而定，例如1臺315 kVA的配變一般可以配置15～18臺分機，但也要根據現場負荷分布情況來定，支線較多的可以配置多一些。

2.5? ? 用戶端配置建議

為了防止總零線斷開后對家用電器造成損壞，一是在小區用戶工程設計時，按照民用建筑電氣設計規范要求在每組低壓公共電表箱前安裝低壓漏電開關。二是針對東源縣其他分散的居民用戶，新報裝的用戶必須按要求配置漏電開關。三是對歷史原因未安裝漏電開關的進行全面更換。

2.6? ? 零線斷線的預防措施及查找方法

2.6.1? ? 預防措施

（1）三相負荷盡可能保持平衡，無論是主干線還是分支線的負荷，不平衡程度都不宜超過20%，否則電壓損失及功率損失會大大增加。

（2）嚴禁在三相四線制回路的中性點裝設熔斷器，否則接在電路上的單相電器可能因電壓過高而燒壞，或因電壓過低而發揮不了作用。

（3）斷開三相四線制的線路時，要先斷相線，再斷零線，接線時的順序相反。

（4）中性點的接地電阻必須合格，接地電阻應符合要求。每年利用電氣春秋檢時間，對所有變壓器接電阻進行檢查和測量，定期檢查和緊固變壓器中性點螺栓，防止零線接觸不良。

（5）在密集居民區，盡量減少樓棟和胡同下線共用一條零線的接線方法，以免一處零線斷路，危及一片。

2.6.2? ? 查找方法

理論上零線是不會漏電的，只能說系統接地不好或有火線接地的情況時才會出現零線與地線間的電位差比較大的情況。或者當用電設備的保護地線斷開后，零線因為構成回路而懸浮在空中，從而造成與大地的電位差。零線是變壓器二次側中性點引出的線路，與相線構成回路對用電設備進行供電，通常情況下，零線在變壓器二次側中性點處與地線重復接地，起到雙重保護作用。主要檢查短路火線和零線，測量絕緣電阻，檢查接地火線對地線絕緣電阻，檢查零線對地線絕緣電阻。得知哪根線漏電了，再用分段查找法，逐步縮小故障范圍。

3 應用效果分析

針對配電網系統中出現的三相四線零線斷線問題，經過問題收集、原因分析，提出了相應的解決措施、預防措施和查找方法，從技術和管理上實現三相四線的規范管理，以減少零線斷線帶來的電器燒壞問題。

（1）重復接地的設置工作，目前已完成東源縣40%的重復接地改造，剩余臺區正在開展中。

（2）規范重復接地的設計，主要是解決設計人員不了解現場，標準不統一而導致重復接地設計不滿足現場需要的問題，目前已完成設計應用。

（3）規范安裝要求，主要是解決現場施工人員馬虎大意，基層單位對施工的隱蔽工程把關不嚴，造成重復接地施工質量差的問題，目前每個項目均設置了項目負責人，對項目全過程進行把控，特別是隱蔽工程部分。

（4）自動調節三相負荷不平衡裝置的使用，主要是使三相負荷處于動態平衡狀態，提升導線運行能力，目前該裝置的效果突出，正在立項進行推廣安裝。

（5）用戶端配置的建議，主要是解決如發生斷線時，配置漏電開關和加裝過欠壓保護器起到的后備保護作用，以免燒壞電器。

4 結語

東源縣供電公司通過上述防范措施的落地實施，從2019年至今僅僅發生了1宗因零線燒斷引發客戶致電95598投訴的情況，保險賠償15萬元;未發生大面積用戶燒壞電器的情況，提升了客戶滿意度。

通過三相負荷不平衡治理系統的應用，經過對比安裝前后的數據，該系統可有效解決三相負荷不平衡問題，達到了三相不平衡調節預期目標，不但改善了電能質量，還降低了線損，增加了電力企業經濟效益。

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收稿日期：2019-12-20

作者簡介：丁露飛（1986—），男，江西九江人，工程師，研究方向：配電網管理。