低压断零故障引起家电烧毁的原因及对策

1、低压断零故障引起家电烧毁的原因及对策8天津电力技术2011年第1期低压断零故障引起家电烧毁的原因及对策天津市电力公司城东供电分公司(天津市300250)王迎春【摘要】近年来,由于低压零线或零母排断路而造成居民家用电器烧毁的事故屡屡发生,不仅给公司带来了巨大的经济损失,还引发了很多诉讼,给电力公司的形象带来一定负面影响.文章浅要地分析低压断零故障的原理和造成家电损坏的原因,并提出若干对策.【关键词】零线电流;三相四线制;断零线;中性点偏移;低压改造1概述1.1三相四线制目前,城东管辖电网中的380v低压配电网,一般采用三相四线制接线方式,即a,b,c三相和一根中性线n(俗称零线).在三相系统中,

2、三相自成回路,正常情况下中性线是无电流的;在380v低压配电网中为了从380v线电压中获得220v相电压而设零线.在日常生活中,我们接触的负载,如电灯,电视机,空调,电脑等家用电器,它们都属于单相负载.在三相四线制供电时,多个单项负载应尽量均衡地分别接到三相电路中去,这样在三相负载对称的条件下,因为各相电流问的相位彼此相差120.,所以,在每一时刻流过中性线的电流之和为零,把中性线去掉,用三相三线制供电是可以的.但实际上多个单项负载接到三相电路中构成的三相负载不可能完全对称,如现在的楼房供电,均是按楼层分相平衡配置三相负荷,在这种情况下零线显得特别重要,而不是可有可无.有了零线,每一相负载两端

3、的电压总等于电源的相电压,不会因负载的不对称和负载的变化而变化,就如同电源的每一相单独对每一相的负载供电一样,各负载都能正常工作,若一相断线,其他两相的电压也保持不变.如果零线因故断路,就会产生中性点偏移,致使三相电压不平衡,即有的相电压过高,可能会烧毁电气设备,有的相电压过低,电器设备无法正常使用.1.2家用电器损坏案例2009年,笔者所在的工区共收到51张因家用电器烧毁而产生的行风工单,其中38张为非供电责任,其余的l3张工单,有5张是因为零线被盗,2张因为零线端子烧,1张因为零线搭火点烧.可见零线断线极易造成家用电器烧毁.在配电一工区收到的70张投诉类工单中,其中家电烧毁68张,占工单总

4、数的97%.如2009年12月7日43313站变压器零线端子烧断,造成用户电脑,传真机,电磁炉,电视等家电全部烧毁;2009年12月15日中1310站低压杆零线被盗,造成用户电视,冰箱,台灯均烧毁;2010年1月8日,58908002低压行零线过线断,造成17户家中大量家电损坏,笔者工区接到大量投诉工单.对于不断提高服务质量,提升品牌意识,树立品牌形象的电力公司来说,无论从经济上,工作上,还是从品牌形象上,都产生了极其不利的影响.2断零故障引起家电烧毁的原理及原因分析2.1零线的主要作用2.1.1用来接额定电压为220v的单相用电设备.2.1.2用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流.2.1

5、.3减小负荷中性点的电位偏移.2.1.4在某些系统中还兼有接用电设备的外壳保护接零的功能.2.2断零故障引起家电烧毁的原理正常供电情况下,零线良好,如图1所示,假设每层楼用一相电,分别用ra,rb,re表示,无论ra,rb,re是否相等,n点总是等于0电位,ra,rb,re两端的电压都是220v.如果零线断路,如图2所示,a,b,c三相和ra,rb,rc仍构成通路,负载仍然带电.当ra,rb,rc相等时,n点还是等于o电位,ra,rb,rc两端的电压还都是220v,家电使用亦正常;当ra,rb,rc不相等时,n点出现偏移,已不a相b相c相n线图12011年第1期天津电力技术9是0电位,ra,r

6、b,re两端的电压就不是220v了.电阻大的楼层(楼层用电器加起来功率小的)电压最高,很可能远大于220v,这部分用户会出现电灯特别亮,电扇转速加快的现象,情况严重的,电灯或其他电器很快烧毁,而电阻小的楼层(楼层用电器加起来功率大的)电压最低,这些用户可能会出现电灯亮度不够,日光灯无法启动,有欠电压保护的电器无法开机或自动关机现象.a相b相c相n线图22.3零线断线的主要原因2.3.1三相负载严重不平衡,零线电流过大或零线导线截面积过小,零线被烧断.2.3.2零线接头处接触不良,造成火花现象,时间一长,引起零线断路.2.3.3配电变压器的零线接线柱与导线连接接触不良,维护不到位,引发零线断路.

7、2.3.4配电变压器内部零线引出线断路.2.3.5三相四线制零线上装有熔断器或单独的开关,保险丝熔断或拉开开关,造成零线断路.2.3.6断开三相四线制线路时,先断开零线.2.3.7其他.如零线被盗,大风刮断零线,车辆碰撞电杆,拉线造成零线断路等.2.3.8除了零线断线,零母排烧断也是比较频发的故障.1990以前的设备规范要求,电缆截面零线是相线的三分之一,而后,改为二分之一,目前新的改造技术原则规定零线与相线必须相同截面,已基本满足负荷大小要求.但是目前在低压配电网中仍然存在大量的老旧a型低压开关箱,该类开关箱的零母排仅为3mm25mm=75平方毫米,在搭火处减去圆孔面积,截面更小,所以在运行

8、中很容易出现常说的”卡脖子”现象,极易造成零母排从搭火处烧断.2.4谐波电流对零线的影响2.4.1在计算机,电视机等电子设备集中使用的场所,尽管三相负载可能是平衡的,但是零线电流仍然可能很大,有时甚至超过了相线电流的大小,让人觉得是不是表计出现了问题,其实这是负载的谐波电流造成的.2.4.2计算机等电子设备的电流波形畸变都很大.这是因为电子设备一般都有使交流变为直流的整流滤波电路.只有当交流”峰电压”高于整流电路中滤波电容端电压时,整流管才导通.滤波电容不断向电路供电,交流电源不断补充,因此形成”仅存在正弦波顶部”的畸变电流波形.这种波形畸变上下对称,用傅里叶函数展开,只有奇次谐波分量,无直流

9、和偶次谐波分量,所以又称奇谐失真.通过计算可知,在三相四线制供电线路中,三相负载平衡时,零线中直流和3倍次谐波电流(即0,3,6,9次,)为相线中直流和同次谐波电流的3倍;而零线上基波和其他次谐波电流(即1,2,4,5,7次,)为零.2.4.3因此,在计算机大量集中的地方,如银行,证券公司,网吧等,零线电流很可能比较大,从而造成过热烧断的故障.3避免断零故障的若干对策针对以上原因,笔者提出了若干对策,预防零线断线或零母排断路.3.1三相四线制供电,单相负载应尽量分配均匀,保持三相负载平衡,加强对三相电流的监视,发现不平衡及时进行均负荷.避免由于三相电流不平衡造成的零线电流过大.3.2不论从机械

10、强度及安全载流量考虑,零线的选择都要与相线同截面,同材质.如三相负荷相差较大,可考虑将零线截面积再提高一个等级.这样,即使三相电流不平衡造成零线电流过大,由于零线截面积较大,载流量较大,不容易被烧断.3.3零线的连接要牢固可靠,配电变压器的引入,引出线,如采用铝导线,由于铜线和铝线的化学活性不同,两者连接后通电会发生电化学反应,导致铝线逐渐被氧化,容易造成接头处烧断,并且铜和铝的电阻率不一样,所以发热量也不一样,在接头处容易出现故障点,所以应使用铜铝过渡线夹,并加强巡视和维护,特别要进行夜问巡视,发现接头出现火花及时进行处理.3.4三相四线制线路的零线,严禁安装熔断器或单独的开关装置.因为一旦

11、熔断器断开或者开关断开,线路就等同于断零故障.3.5断开三相四线制线路时,应先断开相线,后断开零线,接线时顺序与之相反.避免造成线路零线10天津电力技术2011年第1期断开现象.3.6做好老旧a型低压开关箱的更换工作,小截面零母排应尽快更换.3.7加强巡视,做好零线和零母排的防盗工作.3.8为降低零线断线时的危险,可设置重复接地.在供电系统中选择合适的位置,设置几处零线重复接地,接地电阻应不大于10欧姆,这样当零线断线时,处于一相一地方式供电,工作电压不至于太高.但是这种情况不允许长期存在.3.9目前,按照gb17625.12003(电磁兼容限值谐波电流发射限值强制性国家标准的要求,计算机,电

12、视机生产厂家为解决谐波电流问题,在电源输入口都增加了电子谐波矫正模块,有效的减小了谐波电流对零线电流的影响.4结束语由于电器设备开启的随意性,三相负荷不平衡状况是不可避免的,以及意外事故造成的零线断线无法预测和阻止,因零线断路而造成的电器烧毁要求赔偿的事件不断发生,因此只有加强对零线的检查,维护,防患于未然,才能确保零线安全运行,减少纠纷和经济损失.参考文献1杨利明,零线断线的原因及防止断线的措施,电子报)2006年1月22日第018版2张宝胜,零线断线的危险及预防,山东科技报)2007年6月4日第008版作者简介:王迎春(1984一),男,华北电力大学继电保护专业毕业,助理工程师,现任城东供

13、电公司配电一工区计划管理专责师.(上接第49页)12李兴源,魏巍,王渝红等.坚强智能电网发展技术的研究j.电力系统保护与控制,2009,37(17):17.13王成山,王守相.分布式发电供能系统若干问题研究j.电力系统自动化,2008,32(20):15,31.14王成山,王赛一.基于空间gis的城市中压配电网络智能规划(一)辐射接线模式的自动布局j.电力系统自动化,2004,28(5):4550.15王成山,王赛一.基于空间gis的城市中压配电网络智能规划(-)多分段多联络接线模式的自动布局j.电力系统自动化,2004,28(6):5559.16王成山,王赛一.基于空问gis的城市中压配电网络智能规划(三)带开闭所接线模式的自动布局j.电力系统自动化,2004,28(7):5861.17张铁峰,王江涛,苑津莎.智能配电网研究j.电力系统通信,2007,28(181):4952.18何光宇,孙英云.智能电网基础m.北京:中国电力出版社,2009,180192.作者简介:赵歌(1981一),男,硕士,天津市城南供电分公司调度科.联系电话email:ge.zhaotj.sgcc.coin.n天津市电力公司部署变电站防冻,防寒措施检查近日气温骤降,日最高气温已降至oc以下.l2月14