低压配电TN系统常见故障及防范措施

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1、低压配电TN系统常见故障及防范措施1=1本文研究TN系统常见故障及防范措施，主要分析：(1)当三相设备发生单相碰壳故障时，PEN线因某种原因断开或设备外壳接零线断裂、虚接、未接时主要故障及采取的防范措施(2)三相负荷不对称，PEN线断开或有PEN线但三相负荷不对称、三相负荷性质不同时,主要故障及采取的防范措施。1、引言：低压配电系统可分为TN系统、TT系统、和IT系统三大类。TN系统属于中性点直接接地的保护接零系统，它分为TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。本文仅分析TN-C系统常见故障及防范措施。TN-C系统为三相四线制供电方式，如图一。

2、其电源中性点引出一条PEN线，其中设备的外壳接零线引到PEN线上，此系统rflTN线与PE线合二为一，从而可节省导线材料，比较经济。在无特殊条件下，当发生单相电源碰壳故障时，泄漏电流将经设备外壳引至PE7线导入大地，此时，当有人触摸漏电设备外壳时，由于工作接地电阻一般很小约2-4欧，而人身电阻很大，在最不利情况下，人体电阻约1000-2000欧，其值远远大于工作接地电阻，因分流作用，流过人体的电流很小，不足以对人构成威胁，但当下列几种情况时，应值得注:±1^/包、o2、PEN线因某种原因断开时，可能引起如下事故：图一TNY系统2.1在三相负荷基本对称

3、且负荷性质基本相同时当某台设备、某相发生单相碰壳事故，其泄露电流将无通路。则故障设备与非故障设备间，将会出现不等电位，引起非故障设备外壳带电现象，在易燃易爆危险场所将是很危险的。2.2在三相负荷不对称，负荷性质基本相同时当PEN线断开时，利用节点法可得PEN线的电压为Uc=Uc-Uyy图二中性线断开时相量图卩如图二看岀，由于中性点位移，使得三相电压不对称，三相相位不互差120°,引起某相电压过高或过低，严重影响生产负荷的正常运行，苴至造成用电设备的损坏。2.3在三相负荷不对称，负荷性质不同时』•••由于PEN线断开时，U,n=乙匕+匕，节严工0,此值

4、可能会较大1/ZA+1/Zg+1/Zc严重不平衡，三和和位严重不对称，如图三。严重威胁设备的正常运行，甚至烧毁用电设备。综上分析，应采取如下有效措施（1）在不对称负载下，设备运行必须保证PEN线不能断开，中性点不会发生位移。PEN线要符合设计要求，要有足够的机械强度，且阻抗要小。（2）PEN线上不允许接开关或熔断器，以防当开关打开或熔断器熔丝熔断后，人为造成断开PEN线。（3）PEN线上应在多点处进行必要的重复接地，以防某点重复接地失效后其它重复接地点，仍能保证有接地，可以有效解决故障设备与非故障设备间发生不等电位，避免非故障设备外壳带电问题。（4）

5、PEN线上不能有接点，以防接点处因接触电阻增人而发热引起烧断PEN线。PEN线截面应与相线截面相同或相近，保证足够的不对称下的负荷载流量。3、有PEN线时的几种特殊情况。3.1当用电设备外壳接零线断裂、虚接或未接时。发生一相碰壳，其泄漏电流将会直接导入大地，相当于火线直接对地短路，而造成厂区内所有金属物件、设备设施（包括各种金属管道、容器）都将会带电。当人触摸带电设备时，人将承受的电压为相电压,流过人体的电流约为220mA,远远大于致命电流50mA,对人构成重大威胁；当虚接打火，在易燃易爆生产、经营场所则更为危险，易引发重大事故的发生，这是绝对不允许

6、的。采取的措施是：(1)在供配电线路上，必须安装具有漏电保护的开关，如DZL自动空气开关，以防发生此类故障时能可靠跳闸，从而保障人身安全和设备设施安全。(2)用电设备外壳接零线的接点必须联结牢固可靠，一般可采用压接或焊接方式，并应定期检修、测试，以保证供电运行的可靠性和安全性。2.2三相负荷不对称。三相电流矢量和不等于零，则流过PEN线中的电流不等于零，可能出现如下问题：(1)三相负荷不对称，三相负荷性质基本相同时，如图四看出，PEN线的电流很大，有吋用数字电笔测出的值比相线的值都大。这将造成PEN线与用电设备间出现不等电位。在无故障情况下，用电设备

7、外壳仍然发生带电现象，这在危险环境和场所中是绝对不允许的。(2)三和负荷不对称，三和负荷性质不相同时，如图三看出PEN线上的电流值远人于相线电流，用电设备的外壳会产生严重的电位差,在正常状态下，外壳带电问题更为严重。故应采取如下措施：(1)在三相电路中，应尽量合理分配单相用电负荷，基本保证用电负荷的对称性，避免在三相电路中随意乱接乱挂单相用电设备。(1)三相负荷性质不同时，应采用专线专供方式，不能任意混接在三相同一低压配电线路中。(1)将TN-C系统改为TN-S系统或TN-C-S系统，如图五、图六。采用三相五线制，单相三相制供电方式。图三、三相负载不

8、对称,负荷性质不同的相里图a囹四三相负载不対称负心荷性质基本相同的相里圏卩由图五看出，三相员荷不对称或三相员