电工基础 2017-09-11 15:45
中国电工网讯:

零线的作用:

在三相负载不平衡的情况下,零线导通不平衡电流流回中性点,从而使供电系统的线电压、相电压基本保持平衡。
当采用保护接零的电气设备绝缘损坏发生碰壳时,短路电流将通过零线构成回路,由于零线阻抗较小,所以短路电流将很大,它促使保护装置迅速动作以断开电源,从而起到保护作用;
零线还是单相220V电气设备的电源回路。

 

零线作为单相220V电气设备的电源回路图

 

在三相四线制中性点直接接地的线路中,正常情况下零线是不带电的,这是因为正常时零线上任一点和大地都是同电位的缘故。但是在零线断线后,负荷侧的中性点会产生位移电压,此时若人碰到断落的零线,电流将由相线—负载—零线—人体—零点—相线形成通路,这是极为危险的。
零线发生断线后的“带电点”

 

如下图红色部分均与火线同电位(其实灯泡也是带电的,但不会亮)

再如插座的零线位也带有与火线同电位的电压(即相电压)

 


零线断线的危害:
在三相负载不平衡的情况下(假设下图中单个用电负荷是相同负载的,则正常工作时A相负载最小、B相负载稍大、C相负载最大),零线一旦断路,将产生严重的后果。

 


当零线在A点发生断线时(B点、C点未断线,下同),凡连接在断开点以后的单相负载,其火线、零线都带电,但却没有电压,因此,负载无法正常工作。
当零线在B点发生断线时,接在断开点以后的B相和C相的单相负载相当于串联后接在B、C两相(380V)上,造成负载大的C相电压低,负载小的B相电压高。如果B相和C相负载一样大,则B相和C相负载各承受电压190V;如果B相和C相负载不一样大,则负载小的相承受的电压高,而负载大的相承受电压低。
当零线在C点发生断线时,由于没有零线导通不平衡电流,为维持三相电流的矢量和等于零,其中性点必将向负载大C相方向位移,造成三相电压不平衡,即负载大的C相电压低,而负载小的A相电压高,三相负载不平衡程度越严重,中性点位移量越大,三相电压不平衡程度越严重。
由于零线断线造成电压畸变,使电气设备工作特性发生变化,电压过低无法工作,电压过高将缩短寿命,甚至烧毁设备造成经济损失。
零线一旦断线,采用保护接零的电气设备将失去保护作用,设备一旦漏电将会造成人身触电,这时即使设备不漏电,由于零线本身带有危险电压使设备外壳带电,同样会造成人身触电事故。
通过对上述的讲解,相信大家都应该清楚采用保护接零的设备在零线断线后,将失去保护作用(一旦设备烧毁或漏电,设备外壳即带电)了,这也是零线严禁接开关或熔断器的道理。如下图:

 


零线断线的预防措施:
要尽量平衡三相负荷,使零线电流减小,一般零线电流应不大于变压器额定电流的25%。
零线的截面不得小于相线截面的50%,最好采用与相线相同的截面。
铜铝连接时要采用铜铝过渡线夹,以免产生电化腐蚀。
配电线路要做好重复接地,变压器台及主干线、主要分支线、接户线入口等处都要将零线重复接地。重复接地的接地电阻应不大于10Ω。
零线上不能装熔断器或断路器,零线应可靠地连接。
TN-C系统中,零线重复接地的效果示范:

 


本文主要分析低电压系统中,零线(中性线)发生断线对设备及人身的危害,以及必要的防止措施。
要知道零线断线的危害,首先要了解零线的定义和用途。


零线的定义:
变压器二次侧中性点直接接地称为工作接地,中性点与接地装置直接连接而取得大地的参考零电位,则该中性点称为零点,从零点引出的导线称为零线,即TN-C系统(三相四线制供电系统)中的PEN线。

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