浅谈配电系统零线故障的防范措施

文章讨论了低压配电系统零线断线故障对人及设备造成的危害，并提出相应保护措施，即从故障发生的原因入手，以电气原理为依据，采取相应材料处理，提高保护装置功能及改变系统运行方式。
　　
　　
　　低压配电系统的正常运行直接关系到人们的工作、学习和生活，所以保证系统安全、稳定和无故障运行是至关重要的。而在低压配电系统中的漏电、短路及零线断线等故障是最常见的故障，由它们引发的人身触电事故、电气设备烧损及严重的电气火灾时有发生，所以必须对这些故障采取防范和保护措施。
　　
　　一、单相短路或接地
　　
　　1．故障产生的原因。单相短路或接地引发的原因通常是由于：（1）导线与保护装置配合不当，使得导线处于过载运行而开关拒动，导线过热绝缘损坏；（2）导线本身疲劳运行；（3）导线绝缘因受潮或腐蚀而损坏；（4）导线本身质量问题；（5）开关本身切断能力不够。
　　2．产生的危害。单相短路故障的危害是显而易见的，即发生短路时若保护装置不能及时动作，则导线过热引起电气火灾造成重大经济损失。在TN-C-S低压配电系统中发生单相接地且同时发生PEN线断线，如某设备与外壳相碰，且系统在S处断线，则高电位会经PE线传至零线，使负载中性点发生偏移，对系统用电器造成危害。在某些施工现场无健全保护，一旦发生单相接地，设备外壳带电，对人构成接触电压。
　　3．防范及保护措施。为了防止导线过载运行、保护装置拒动而引起的故障，要求导线与保护装置的配合必须满足要求。采用带接地脱扣器型断路器，当发生单相短路或接地时会产生零压相从而使接地脱扣器动作，切断电源进行保护，所以无需采用为了加大接地故障电流而降低故障回路阻抗的措施，便可排除故障，这样既节省投资又可弥补低压断路器保护范围不足的缺陷。
　　
　　二、漏电
　　
　　1．漏电的定义所谓漏电是指外壳为金属的用电器，工作时不允许外壳带电，由于某种原因引起绝缘损坏使其外壳带电进而对人形成接触电压的现象。漏电是介于正常和短路之间的一种故障，可以说漏电就是短路的前奏，及时排除这类故障是防止短路的有效措施。
2．漏电故障的危害。由前所述可以得出漏电发生的前提是电气设备外壳是金属而其作用只限于封闭与美观等，工作时不参与导电。而灯具类电气设备其外壳一般为玻璃、塑料、透明陶瓷等材料，所以不会发生漏电现象。故可能发生漏电的设备是外壳为金属且工作时不可带电的一类电气设备。危害的对象则是当该类设备发生漏电时接触设备的人，而且故障不排除，发展下去就会演变为短路，造成相关一系列危害。
　　3．漏电保护接线。漏电保护的空气开关一定要将火线和零线同时接入，不可接PE线。电气设备的A、B、C三点分别接在设备的插座上
　　
　　三、故障的防范及保护措施
　　
　　1．导线应满足机械强度要求。N（PEN）线必须满足机械强度及载流量要求，三相四线及二相三线供电系统中N(PEN)零线连接点应牢固并具有防腐能力是为了做到连接点牢固可靠，对于TN．C-S供电系统进户处配电装置中的PEN，PE及N线的连接点和TN．S供电系统中的N线连接点，应设置铜母线作为连接端子，并对该母线及其被连接的导线端子作相应处理，以提高其抗腐能力，降低断线的发生概率。
　　2．等电位连接。对于TN．C．S系统，当PEN线断线后，其负荷中性点偏移电压是通过PEN与PE线的分支连接处引入PE线，因而造成对人体的接触电压。为了消除和降低PE线上的对地偏移电压，对PEN与PE分支连接点进行接地，即等电位连接处理，这样可以避免用电器外壳产生偏移电位对人体的接触电压的危害。
　　3．采用保护电器。对零线断线进行保护所采用的保护电器通常有两类：一类是相零（过或欠）电压型，另一类是零－地电压型。
　　相零电压型的基本工作原理是：取样相线与零线之间电压，在系统正常时相线与零线之间电压为正常值，即电源相电压，此时保护电器不动作。当零线发生断线时，相线与零线之间电压（即相一零电压）有效值将超过相电压（称为过电压）或是小于相电压（称为欠电压），达到保护电器整定值使其动作，切断故障线路，从而限制PE线接触电压及相一零之间过电压或欠电压的存在时间，达到对人和电器的保护。
　　零－地电压型保护电器的基本工作原理是：保护电器取样负载中性点对地电压，当发生零线断线故障时负载中性点产生偏移电位，一旦达到保护电器的动作整定值，则经过一定延时执行机构使自动空气开关跳闸，从而达到对人和用电器的保护。
　　
　　四、结语
　　
　　随着人们对用电安全、方便舒适及系统工作质量的要求日益提高，保证供电系统安全可靠、高质量运行、设计方便舒适、不断减少常见故障、提高系统工作质量，是电气工作者的当务之急。