试论零线火灾原因及防范对策

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1、试论零线火灾原因及防范对策摘要：在电气火灾屮比较常见的引起的火灾原因冇电气线路短路，过负荷，接触不良，打火放电等，但随着家庭与企业各类电器（尤其是非线性电器）使用数量的增加，加上电气系统设计，线路安装，维护使用不当等诸多原因，使得我们不得不对中性线断路一一零线断路加以分析，以避免引起不必要的电气火灾。关键词：低压供电系统；零线；断路；预防措施中图分类号：U223文献标识码：A文章编号：1零线断路的危害在供电系统运行过程屮，零线由于热效应、机械力、接头氧化或外力等因素影响，均可发生断路故障。零线一旦断路，由于没有零线导通不平衡电流，负

2、荷中性点将产生严重位移，造成三相供电电压严重不平衡。在三相四线不平衡供电系统中，零线中断，负荷中性点将向负荷大的那相位移，负荷大的那相电压降低了；而负荷小的相电压升高了，三相负荷不平衡程度愈严重，负荷屮性点位移量就越大。负荷端相电压对称性被破坏，出现了不同程度的不平衡。我们所遇到的零线断路事故中，负荷大的那相电压可降低30〜60v,使灯泡发红，日光灯和家用电器起动不起來；而负荷小的那相则相电压可升高到300V左右，大大超过了家用电器的额定电压，此时若保险熔体没有熔断，将使家用电器被烧毁，造成不应有的损失。若在零线断线时发生了相对地线

3、短路，则中性点位移会更大。在低压接零保护系统屮若发生零线断路事故，就等于电器设备失去了保安措施，电器设备一旦漏电，人体触及家用电器外壳将会造成人身触电，起不到应有的保护作用。由此可见在低压供电系统中零线断路危害是十分严重的，应该引起人们足够的重视。2TN-C、TN-S、TN-C-S三种系统的论述通常IEC标准规定，供电保护系统分为TT、TN、IT三种，比较常见的是TN系统，即电器设备金属外壳直接接零的保护系统，电源部分中性点N直接接地，负载处电器设备外露金属导电部分通过保护线（PE、PEN线）与上述接地点连接。按照零线（N线）与保护

4、线组合方式，可分为：TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式，其中TN-C俗称三相四线制，即工作零线兼作保护线；TN-S俗称三相五线制，即N线与PE线分开设置；TN-C-S即线路前部分是TN-C,连接电器设备后部分是TN-S,为提高保护性能，线路后部分配电箱均采用重复接地保护，对电气线路而言无论是N线，PE线，PEN线都是起接地、接零保护作用。从常见的供电电源三相四线来看,可提供220V和380V两种电压电源,对应负载也可分为单相与三相供电两种，单相负载如白炽灯，各种家用电器等，由于其额定电压为220V,故分别跨接于各相线与零线之间

5、，构成负载星型连接的三相四线制电路，而三相负载（如三相电动机等）分别接在三根相线上，构成所谓的三相三线制电路。原则上当电气线路在三相负载平衡状态时，零线上电流相互抵消而为零，但实际上常常会产牛在三相负载平衡回路中的零线上的电流往往接近或大丁•相电流，这是由于使用了如电视机、空调、冰箱等大量非线性家用电气后产生的。这些非线性负载在工作运行时，其负载电流中会产生大量的多次谐波电流分量，虽然其中50Hz电流在三相负载平衡回路中的零线上相互抵消,但3、9、15等次的奇数倍三次谐波电流分量被叠加起來，造成零线上的电流过载，导致线路被烧毁。三相

6、四线制电路的一般形式如图（1）所示。当零线连通时，每相负载电压即为对应的电源相电压（220V）,因此无论三相负载对称与否，其各相电压总是对称的，各相负载均能正常工作,零线上的电流由于各相电流存在相位差而小于相电流，因而零线截面积一般比相线截面积小。图（1）当零线断路时，零线上的电流为零，中性点的电压会发生位移，负载重的回路将产生高的相电压，负载低的回路将产生低的相电压。使三相负载的相电压不再对称，使负载不能正常工作。假设Ra=R,Rb=Rc=100R,当零线断路时，N与N'Z间存在的电压UNN',依据弥尔曼公式可求得：UNN(Ui/

7、Ri)/(1/Ri)二(UA/R+UB/1OOR+UC/1OOR)/(1/R+1/1OOR+1/1OOR)=(100UA+UB+UC)/102二(100X220+220Z-120°+220Z120°)/102=213.5V则每相负载的相电压:Ua=UA-UNN?=220-213.5=6.5VUb二UB-UNN'=200Z-120°-213.5=375.4Z30.5°VUc二UC-UNN'=200Z120°-213.5=375.4Z-30.5°V上述可见，Ub、Uc二相负载的压降大大地大于如电视机、电冰箱等家用电器的额定工作电压220

8、V,造成此相回路中的电气设备在高压下(过电压)被击穿、损坏而烧毁。而Ua相回路中的低电压也可能造成类似有电机的电气设备因无法在额定工作状态下止常运转而发热起火。3工程实例分析2007年初我们在苏州市阿雷大酒店进行电气安全测试时，用户反