照明电路中性线断线时三相相电压分析

《照明电路中性线断线时三相相电压分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、照明电路中性线断线时三相相电压分析由于三相四线制照明电路在运行中受机械力、电磁力的作用和热效应、严重氧化等原因，可能造成相线、中性线和设备内部等断路故障，使设备不能正常运行。下面仅就中性线断线故障进行分析。礼经电器1正常情况如图1所示纯电阻电路，只要电源电压三相对称，尽管三相负荷不对称，但因负荷中性点O与电源的中性点N直接连接，若中性点的阻抗忽略不计，则O点与N点同电位，于是三相负荷电压仍然对称。众所周知，负荷电压降等于电源电压与中性线上的电压降的向量差，即：ùAO=ùAN-ùNOùBO=ùBN-ùNOùCO=ùCN-ùNO而-ùNO=ìZN式中ìN--流过中性线的电流ZN--中

2、性线阻抗如ZN=0，则ùNO=0。于是，三相负荷电压降就等于三相电源电压，三相负荷电压降是对称的。图1三相电路示意图由负荷的中性点O经过中性线流向电源中性点的电流为：ìN=ìA+ìB+ìC如果负荷对称，则中性线上的电流为零。若负荷不对称时，假设三相负荷电阻的关系为：RA=2RB=3RC则电流关系为：IB=2IA，IC=3IA由于负荷是纯电阻性负荷，其电流与电压同相位。所以尽管各相电流的大小不等，但相位仍互距120°。以电流ìA作为参考向量，则得中性线的电流为：ìN=ìA+ìB+ìC=ìj0°-j120°j120°Ae+2ìAe+3Ae=由上式可知，通过中性线的电流是负荷最小那一相

3、电流的，在选择负荷极端不平衡照明电路的中性线截面时，必须考虑到通过中性线电流的大小，不宜过小。当中性线上的阻抗不能忽略时，则不平衡电流通过中性线所造成的电压降ùNO就不等于零，ùNO可用下式中性点位移公式求出：ùNO=(ùANYA+ùBNYB+ùcnyc)/(YA+YB+Yc+YN)(1)式中YA、YB、Yc、YN-A、B、C及中性线N上的导纳若假设图1中性线上的电阻RN等于0.1RC，则中性线上的电压降为：于是，A相负荷的实际电压降为：ù-j1°18′AO=ùAN-ùNO=1.04ùANe其它两相电压可以用同样的方法求出。上式说明，当中性线电阻RN=0.1RC时，A相负荷电压降

4、比中性线阻抗为零时升高了4%。由计算可知，尽管三相负荷不平衡，当中性线负荷阻抗值不大时，三相负荷电压降的对称性变化不大。2中性线断路由于某种原因中性线断路，为维持三相电流的向量和等于零，负荷中性点必产生位移，如图2所示。图2中性线断路示意图在图2中，若三相负荷阻抗为：[FS:Page]RA=RB=0.5RC中性点的位移量为：ùNO=(ùAN+ùBN+2ùCN)/4=ùCN/4中性点位移后的三相负荷电压降为：ù-j10°54′AO=ùAN-ùNO≈1.15eù-j10°54′BO=ùBN-ùNO≈1.15ùBNeùCO=ùCN-ùNO=0.75ùCN若三相负荷的阻抗为：RA=RB/

5、2=RC/3中性点位移量为：ùNO=(ùAN+2ùBN+3ùCN)/6=(ùCN-ùAN)/6中性点位移后的三相负荷电压降为：ù-j6°35′AO=ùAN-ùNO≈1.258ùANeù-j16°8′BO=ùBN-ùNO≈1.04ùBNeù-j10°54′CO=ùCN-ùNO≈0.76ùCNe由计算结果可以看出，在负荷不平衡的三相照明电路中，一旦中性线断路，负荷的中性点就向着负荷大的方向位移，于是使各相负荷的电压发生变化，负荷大的那一相，负荷电压降则降低，照明负荷亮度就会变暗；负荷小的那一相，负荷电压降则升高，照明负荷亮度就会变亮些。如负荷不平衡程度很大，负荷小的那相负荷电压降升高

6、的过大，灯泡就要缩短寿命，甚至有烧毁的危险。3结束语从上面分析可以看出，中性线在三相不对称负荷中的作用是保证三相负荷电压降对称的基本条件。若中性线断路，单相负荷的正常工作状况就会遭到破坏，轻则无法发挥正常作用，重则将损坏电器设备。因此，中性线对三相不对称负荷能正常工作起着及其重要的作用，在使用中除了中性线不能装设熔断器外，还要保证其可靠性，才能保证三相不对称电路的单相负荷设备的安全及正常工作。礼经电器