三相四线制低压供电中零线完好的重要性

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零线接触不良或断路带来的危害
有四台电脑都接在三相低压供电的同一相上 ,
泡上的电压仅为 35 V, 而 15 W 灯泡上的电压则高 达 345 V, 它不久将会烧坏。 在三相四线制的供电系统中 , 如果零线接地不 好或者接地端断了 , 其后果是在三相负载不平衡时 使零线的电位不等于 0, 也就是说中性点发生偏移 , 具体零线电位多少与三相负载不平衡有关, 越不平 衡, 中性点偏移就越大, 零线的电位就越高。零线电 位偏移后三相的相电压一般就不是 220 V, 有的相 会超过 220 V, 有的相则会低于 220 V。当中性点偏 移量太大 , 三相的相电压增加的相就可能使该相的 电器设备烧毁 , 三相的相电压减少相可能使该相的 电器不能正常工作 , 而且当零线的电位升高到一定 程度后, 还会造成触电事故。
倪
娟等 : 三 相四线制低压供电中零线完好的重要性
第 20 卷第 10 期
负荷中性点 N 之间中性点偏移电压为 :
的电压升高了 , 某些相 ( 例如 A 相) 的电压降低了 , 这就会影响负载的正常工作, 相电压升高, 有可能使 该相的用电设备因超过额定电压而损坏, 而相电压 降低 , 就使得用电设备不能正常工作。 通过以上分析 , 可见在三相四线制电网中, 应注 意以下问题:
中性点电位变化 , 使各相电 压保持对称 , 即各相 负载的 相电压 始终与 电源的 相电压相 等 , 并且与 负荷的 变 化无关。如果三相中有一相断路 , 只 会影响这一 相负荷 , 而不 会影响 其余的 两相 , 接在这 两相上 的电器 设 备仍能正常工作。三相四线制中的零线一旦接触不良或者断路 , 在三相负载 不对称的 情况下 , 会产生中 性 点位移 , 从而导致 三相电位不平衡 , 有的相电 位过高 , 有可 能烧毁 电器设 备 , 有的相电 压过低 , 电 器设备 不 能正常使用。 关键词 : 三相四线 制 ; 零线 ; 中性点 ; 中性点偏移 ; 断零 中图分类号 : TM343 + . 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1005 2798( 2011) 10 0063 03
但都不能正常工作, 经过测量, 这一相对地电压只有 100 V 左右, 而其余的两相则高达 280 V, 后来在检 查电源时发现有一个接线盒内零线接 口已基本断 开 , 而且辅助接地极在房屋拆迁时也已经松动 , 这才 发现原来是零线连接不可靠, 这样, 在三相负荷不平 衡时, 导致中性点偏移 , 使办公楼的三相电压产生不 平衡。找到故障原因后 , 将发现问题的接线盒重新 接好, 使零线接触良好 , 并且把厂里的辅助接地极重 新安装。处理过后, 厂里的电压便恢复平衡, 再没有 发现电脑频繁重启的现象。 零线断开的危害 , 可做一个简单分析 : 三相电源 L1 、 L2 、 L3 , 相线 L1 未带负载, L2 带一只 150 W 白炽 灯泡, L 3 带一只 15 W 白炽灯泡, 三相负载非常不平 衡。若以电压表测量三相电压 , 如果中性线未断线 , 会发现三个电压并没有多大差异。这是因为这三相 都是相同的 220 V 绕组电压供电, 电压差异只在于 三根相线上不同负载电流产生不同电压降。而按照 规范规定, 相线和中性线上的总电压降最多不超过 5% , 所以仅仅是三相负载不平衡是不会烧坏某相内 的设备的。但如果白炽灯泡前的中性线因故中断 , 则 150 W 和 15 W 灯泡成为串联后接在一个 380 V 单相回路中。因为白炽灯泡基本上是电阻性负载 , 其阻值 R 与功率 P 成反比, 因此, 如果 150 W 灯泡的 电阻为 R, 则 15 W 灯泡的电阻为 10 R, 这样 380 V 电 压就按 1 10 的比例分配在两个灯泡上 , 150 W 灯
不会对人类产生危害, 也才能更好地为人类服务。
[ 责任编辑 : 王伟瑾 ]
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实现远程查询系统 随着无线移动通讯技术的发展, 短信平台已经
大量的应用到各个行业 , 在选煤厂的应用主要集中 在远程数据查询方面和故障查看方面。主要实现的 功能是 : 在集中控制软件中可以采用定时或条件触 发方式发送生产数据、 化验参数、 设备状态、 设备参 数、 系统报警信息等数据, 也可以由工作人员发送指 定编码到短信平台 , 短信平台会在无人值守的状态 下根据接收的内容将查询的实时数据自动以短信方 式回复。在有特殊权限的情况下, 还可以实现通过 短信的方式远程操作设备的启停。 远程数据查询系统不仅实现了外出的厂领导能 够随时了解厂内的生产状况, 做到心中有数 , 也可以 实现维护人员在远离设备时随时监测设备和仪器仪 表状态 , 减少维护的反应时间, 提高工作效率。 使用硬件主要有 : ZWG - 03A 是基于 GSM 网络的一款智能短信 设备, 有两种工作模式 , 分别为 简单命令模式 和 透明工作模式 。设备配置参数可以通过上 位机 软件或单片机轻松配置。并且该设备支持中文字符 集的自动转换 , 输入 GB 编码的中文内容, 设备自动 转换为 UNICODE 编码, 让用户非常轻松的实现中文 短信的线断路原因概括起来有以下几点 :
1) 三相负载严重不平衡, 零线电流过大或零 线截面积过小 , 将零线烧断。 2) 零线接头接触不良, 打火时间长了可以引 起零线断路。 3) 配电 变压器的零线接线柱与导线连 接不 良, 维护不足, 引起零线断路。 4) 在零线上装断器、 保险丝 , 使零线断路。 5) 自然事故引起的零线断路。
从图 2 的相量关系可以清楚看出, N 点和 N 点 不重合 , 这一现象称为中 性点位移。在 U A 、 UB 、 UC 为三相对称电源的情况下, 对 ( 1) 式分析可得出如 下结论 : 1) 当 Z A = Z B = Z C ( 即三相负荷平衡时 ) , 无 论 Z N 为何值均有: U A + UB + U C - ( UA + U B + UC ) = 0 所以有 UN N = 0 , I N = 0 , 此时 三相负 载电压平 衡 , 所以中线可以省略。 2) 当 ZN = 0 时, 1 → ZN , 由式 ( 1) 有 U NN = 0 ,
图2 三相四线制供电系统向量关系
U NN
1 1 1 UA + UB + U C ZA ZB ZC = 0 1 1 1 1 + + + ZA ZB ZC ZN
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( 1)
预防措施
在普遍使用的三相四线制供电的条件下, 如防 范 零线不 为零 的事 故或故障 , 在电 气线路的 安 装、 维护时应注意以下几点: 1) 在三 相四线回路中应适当放大中性 线的 截面 , 以保证其机械强度。采取有效的措施防止中 性线承受过大的张力。 2) 注意中性线接头的连接质量 , 以确保中性 线接头的导电良好 , 如果是铝线, 应特别注意, 因铝 线的表面极容易因氧化或腐蚀而不导电。 3) 在中性线上尽量减少线路端子的接头, 以 防止因开关或触头的接触不良而增加零线断开的危 险。 4) 绝对 不允许在三相四线制回路的中 性线 上串接熔断器 , 以防熔断器因种种原因熔断而引起 断零 。 5) 如果 中性线的连接存在铜线和铝线 两种 材质时, 一定要使用铜铝过渡线夹 , 同时加强巡视和 维护 , 发现接头打火应及时处理。 6) 断开三相四线制电路时 , 应先断开相线后 断开零线 , 接线时顺序相反。 7) 一旦发生零线断线故障 , 应尽快切断三相 电源 , 以减轻事故危害。 零线断路烧毁设备的危险另外还有其隐蔽性 , 因为 断零 后, 虽然设备寿命缩短, 但在 开始的一 断时间内灯泡依然亮, 电器仍然运转, 人们难以及时 发现故障而加以排除, 等到发现设备烧毁后才发现 是由于零线断开而引起的。 通过在实际工作中不断的学习和实践, 意识到
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中性点电位偏移的理论分析
图 1 为三相四线制供电系统电路图 , 其中性线 阻抗 Z N 0。由节点电压法可知 , 电源中性点 N 和
收稿日期 : 2011 08 08 作者简介 : 倪 娟 ( 1979 - ) , 女 , 山西长治人 , 助理工程师 , 从事技术管理工作。
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2011 年 10 月
问题探讨
总 第 146 期
doi: 10. 3969 / j. issn. 1005 - 2798. 2011. 10. 027
三相四线制低压供电中零线完好的重要性
倪
摘
娟, 张建霞
046031)
( 潞安环能股份公司 王庄煤矿 , 山西 长治
要 : 在三相四线制低压 供电系统中 , 零线的 作用是 当三相 负载不 对称时 保证零线 的电位 为零 , 以消 除
图1
三相四线制供电系统电路
1) 2)
应尽量使三相负载对称分布。 三相负载无论布置得怎样平衡, 在使用电
器等负载的这段时间内, 各相负载大小总是有差别 的, 这样只有通过尽量减少中性线阻抗来减少中性 点电位的偏移 , 即要求注意中性线的连接工艺及合 理考虑中性线的线径。 3) 中性线 断了以后, 在通常 情况下, 由 于负 载不平衡 , 会使中性点电位偏移较大, 为了防止中性 线断开而引起事故 , 可以对三相四线制供电系统加 装继电保护装置。
这说明在中线阻抗趋于零的情况下, 不存在三相负 载电压的偏移。 3) 当 Z N → 平衡的情况下有 : UA UB UC + + ZA ZB ZC UNN = 1 1 1 + + ZA Z B Z C 可见 UNN 完全取决于各负载的大小。 4) 在三相负载不平衡的情况下 , 当 Z N 介于 0 和 之间时 , 由( 1) 式可知 UN N 不仅与负载阻抗 ZA 、 ZB 、 Z C 有关 , 而且与中性线阻抗 Z N 有关。当负载变 化时, 则 UN N 的相位角及其模也在随时变化。 当中性点电位发生偏移时, 就会造成三相负载 电压的波动 , 如图 2 所示 , 使得某些相 ( 例如 B 相 ) 64 , 即中性线断路, 在三相负载不
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