三相四线制中零线带电原因分析及预防
对低压三相四线中零线带电的原因分析、排障和防范 王敏健
对低压三相四线中零线带电的原因分析、排障和防范王敏健摘要：本文对0.4kV配电线路中的零线带电原因进行了分析，并结合本人二十多年在供电系统0.4kV线路运维和客服抢修过程中查找零线带电排障中所总结的经验，汇总零线带电原因、查找的方法及预防措施。
关键词：0.4kV零线带电原因；排障方法及预防措施前言在广东省江门市地区低压系统采用TT供电方式，即变压器二次侧中性点直接接地的系统。
随着粤港澳大湾区城市开发和新农村的升级改造，电力需求增长迅速，致使部分已建好的低压线路因负荷大量增加，造成三相负荷不平衡或因运行维护不及时，最终导致零线过负荷发热烧断或负荷不平衡造成零线带电。
零线带电后，运维部门在正常的巡视中比较难发现此缺陷。
当零线带电影响到客户的正常用电或人身安全时才向供电部门报障后，才对故障进行排查。
鉴于现场工作人员个人理论、经验和技能水平不同，因此查找故障的方法及排除故障的时间也参差不齐。
为此，本人特撰此文系统分析了0.4kV零线带电原因，并依据工作经验归纳对零线带电故障进行排查的方法，以及在日常运维中防范措施，希望能做到防范于未然的作用。
１TT系统0.4kV低压线路零线带电原因分析1.1 零线断线或接触不良在TT的供电系统中，如果零线断路或因铜铝等接驳位置氧化而接触不良时，会导致在三相负载不平衡时，零线对地电压的大小与断线后段线路所接的三相负载不平衡度有关，各相负荷越不平衡，中性点在矢量图中的位移就越大，各相电压的偏差值就越大。
每相电压在动态中不断较大幅度变化，这种现象发生后会对单相电器造成不可逆转的损坏，而且当电压升高到一定的幅度时，造成电器的绝缘击穿，极易造成人身触电事故。
1.2三相负荷不平衡引起中性点位移三相电源如果是纯阻性的平衡负载，零线电流是为0，零线就是为了保证三相平衡而使用的，假设三相中只有一相负载了1A，那么零线电流为1A，如果三相中的两相电流各为1A，那么零线电流为1.41A，如果三相负载均衡，零线无电流。
浅谈零线带电的原因及其对策
6
线上 的 电 流 等 于 相 线 上 的 线 电 流 情 况下 如 接 在
S
,
相 上 的 为 感性 负载 而 接 在
7 )
。
。
相 上 是容 性 负 载 则零 线 上 的 电流 就 可 能 大 于 相 线 上 的 线 电流 如 图 到
O (
图
两 相对称 负载电流 的 向最 图
这 样 在 零线 上
,
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| 1 . 一 | r
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压
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如图
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8 和图 9
所示
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对 新 的 建筑 或新 加 设
工 作零 线
的 线 路 在 某 些 场 合 下 提 供 保 护 接零 专 用线 确
是 一种 好 力 法
,
。
但 这 样 对初 期 的 供 电 投 资会 有
,
所 增 加 耗 铜 量 也大 而 且 对 于 已 布 设 的 电 网 不 适用
点 时 就Байду номын сангаас触 到
。
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O
,
、
O
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到
O
的 电压 降 1 02
同 样 人接触 到 电器 外壳 时 也会
。
承 受 上 述 电压 降 当 电 压 降大 到 某一 程 度 时 就
会 有触 电 的 危 险
1
、
现 分析 如 下
2
,
:
单相 供 电 如 图
所 示 流过 O
A
到
O 的
一
图
3
T l
三相 负载等值 电 路
0 (如 图 4
三相四线中零线断路的判断、预防及危害
负荷Ga=O．2S Gb=0.1S Gc=0．0lS
把这些数据代入式(1)得
Uó0=GaUA0+Gb UBa+Gc UCOGa+Gb+Gc=117e-jarctg0.57=(103-j55)v=117 -31°
UGa=130ejarctg0.47=130(117+j55)=130 27.9°(v)
也是有效值，并且UAB=UBC=UCA，我们取惯例标称值U0=220v，
UAB=UBC=UCA=380V,
0为三相电源之中点，ó为负荷之零点，负荷算作是纯电阻的，故不引入附加之相移，所有导线均看作理想的不引入附加电压降，(但大负荷电流除外)，如果由于某种原因，使ó0点断开或者其中一相或二相接头与ó断开，则会出现故障。如今我们取三相负载之节点ó与0断开，由图一可知，此时ó的电压U0ó不会是0，而是决定Ra及Rb、Rc之间的分压值，加之于Ra、Rb、Rc两端电压也不是相电压，UA0,
则根据节点电压法，可得
Uó0=GaUA0+GB UB0+GC UCOGa+Gb+Gc+Go式（1）
由此可知它是有一定的数值。在不对称负载Ra≠Rb≠Rc 的条件下并不为O。
以下讨论二种情况：
(一)G0→∞即R0→∞，故0ó未断开，照式（1）Uó0=0,因为G0→∞此是正常情况。
(二)G0=O，即R0→∞就是中点0和零点ó断开。此是故障情况，此时ó点电压由式(1)可知，不为0，此时通过负荷Ra 、Rb、Rc之电流为
3)某三相配电变压器供电范围内发生零线断路敝障，即零线母线
发生断路时，具体表现与三相四线分支发生零线断路故障相同，只不
零火线都带电怎么办？原因和解决措施
交流电源线分为零线，标志字母为"N"和火线，标志字母为"L"。
与电器相连的还有地线——和大地相连的导线。
火线、零线、地线都是连接在三孔插座的导线，火线与零线之间保持呈正弦振荡式的压差。
由于大地和零线电位相同，故火线与地线也保持呈正弦振荡式的压差。
当人体接触火线时，人是站在地上的，火线的电流通过人体流入大地或者零线，会发生触电事故，而接触零线则不会被电击的。
把外壳能导电的用电器的外壳与地线连接，在漏电的情况下，电流会直接通过地线流入大地而不通过身体，从而避免发生触电事故。
零线带电是没有良好接地的体现，如果良好接地了，电流会流入地下，用电笔将会检测不出来。
如果用电笔检测出零线带电，要么是零线断了，要么是接触不好。
但是，这其实是结果；而不是零线带电的原因。
一、三相电零线带电的原因1、正常情况下，零线上不应该有电。
所以，一旦有电，肯定是故障的表现；最简单的就是电磁感应，而且这时候零线没有良好接地，未能形成回路；2、用电设备漏电或者相线碰壳，但是电流不算大，因此还没有跳闸。
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度有关，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220V了。
有的相可能超过220V，有的相则可能低于220V。
当中性点偏移量太大，三相的相电压增加的相就可能使其用电电器烧毁，三相的相电压减少的相就可能使其用电电器不能工作。
零线的电位升高后，达到一定的值时触地线将会造成触电事故危险。
3、零线断裂，使得零线带电4、在接电网中，有个别为了保护用电器而采取接地，使得零线带电5、采取长的电缆供电时，在用电设备未使用时的感应带电，当设备使用时，这种现象会自动消失6、零线直接接地，未接系统零线7、零线与火线搭接8、三相用电负荷不平衡时，产生零电位漂移，产生电压。
不可忽视的零线带电现象
不可忽视的零线带电现象梁洋溢广西区柳城县电力公司（54520）低压三相四线制供电网络，均采用中性点（零线）直接接地。
从而使零钱与大地的电位差形成等电位。
根据这一原理，供电部门常常利用等电位的原理来制定带电作业或者电工操作的安全措施。
一旦某一地区（部位）产生电位差，电工操作过程中就必需采取安全措施，否则将有触电危险。
比如：配电变压器380／220V侧配电系统零钱带电，会影响整个网络的正常供电，危及人身及设备安全。
应尽快查明原因，排除故障方可供电。
本人根据常年的观察运行经验，浅谈发生零钱带电造成事故原因有如下几种：（1）零线接触不良或者开路当配电变压器内部本线接头接触不良或者计量箱内本线接头由于年久失修氧化松动时，往往在负荷侧的照明灯表现出忽亮忽暗现象，最亮时灯泡可能烧毁。
原因是零线接头接触不良所致，灯泡的忽亮由于相电压电位偏移，零钱从其他相位取得电压叠加在原来相位，使得该相电压升高到220V以上，造成灯泡或者使用单相的家电烧毁，甚至危及人身安全。
另外，户外三相四线低压线路如果在某一电杆塔上某一处零线连接点发生接触不良时，也会造成以上原因。
因此，管电的电工应经常地检查线路的连接头有天接触不良现象。
有条件的应尽量减少线路途中零线接头，以保证正常供电。
（2）维修线路时误接零钱当配电变压器需要检修、电工同志拆开低压连线时，务必按照原来配电线路相序排列打上记号，检修完毕再按原来顺序记号进行接线，防止本线与相线对换，造成零线带电引起事故。
（3）零线接触良好，但仍带电此种情况为三相用电负荷严重不平衡所致，当三相用电负荷其中一相用电近似或少于三分之一负荷时，零线有电压；当零线电压大干36V安全电压值时，就意味着有危及人身安全。
三相电压不平衡运行对于变压器本身以及采用三相电源的电器将有烧毁的危险。
（4）零线接触良好，但接地电阻大按照国家有关变压器安装标准：配电变压器容量在100kV A 以下的接地电阻应小于10Ω。
三相四线制中零线带电原因分析及预防
三相四线制中零线带电原因分析及预防【摘要】零线在电气系统运行中起着非常重要的作用，零线带电将会严重威胁系统的安全运行。
本文就零线带电原因进行了仔细分析，并简要指出预防措施。
关键词零线中点位移不对称电路三相四线制在生活区箱变及配电室中，变压器均采用直接接地，零线与大地同电位，一般情况下，零线不带电，在三相四线制供电线路中，由于有了零线（中性线），所以不论三相负荷是否平衡，负载各相电压始终是相等的，均在220V左右，因此家用电器在正常电压下工作是安全可靠的。
但是,在某些情况下,零线上会出现危险的电压，在过去的几年中，生活区曾发生过多起家用电器烧坏事故，给用户造成上千元的经济损失。
那么,零线上为什么会出现电压呢？究竟该怎样预防呢？下面就这个问题做一具体分析。
1. 零线带电原因1.1 三相负荷严重不平衡在生活区中，由于单相负荷较多，所以电源侧的三相负荷就不可能平衡，此时，零线（中性线）便有较大的电流流过，变压器中性点工作接地处虽然电压为零，但离中性点越远的的零线上，零线越长，其阻抗越大，电压也就越高，此时，如果有人靠近负荷侧的零线上，就有可能导致触电，发生触电事故。
1.2 零线断路或接触不良在通常情况下，在负载为三相负荷时，三相电路基本是平衡的，这种电路称为对称电路。
但是在生活区中，由于大部分民用负荷均为单相负荷，所以由变压器送出的ABC 三相线路上的负荷是不平衡的，有的相负载轻，有的相负载重，这种电路称为不对称三相电路。
例如，对称三相电路的某一条端线断开，或某一相负载发生短跑或开路，它就失去了对称性，成为不对称电路。
图1所示的Y-Y 连接电路中三相电源是对称的，但负载不对称。
当开关S 打开（即不接中线）时，由于负载不对称，一般情况下，U NN `≠0,即N 和N`点电位不同。
从图中可看出，N 和N`重合，这一现象称为中点位移，也称之为零点漂移。
当位移较大时，会造成负载端的电压严重不对称，从而使负载的工作不正常。
配电网零线断线原因分析及预防治理措施
电力电子• Power Electronics228 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】三相四线制 零线断线 三相不平衡 零线工况三相四线制接线方式是我国配电线路应用最为广泛的接线方式，其中三根线作为相线，零线作为工作回路与相线组成回路，给用电设备进行供电。
三相四线制的优点在于能够适应一定程度的三相不平衡，当三相中的一相出现断线等故障的时候，不影响另外两相的正常运行。
但是线路三相不平衡度超过一定的范围时，会造成零线电流过大，从而导致零线温度升高，甚至出现零线断线等故障，严重的会导致人身伤亡事故的发生，影响配电网的稳定运行和正常供电。
1 零线断线产生的原因1.1 三相不平衡理想情况下，配电网三相负载平衡，零线没有电流或者电流很小。
但在实际运行过程中，配电网三相负荷很难达到平衡，配变总是工作在三相负载不平衡的工况下，会产生零序电流。
而且零序电流的大小随着三相不平衡度的增加而变化，当零序电流过大，超过零线本身的承受能力的时候，零线温度会升高，出现断零等故障，影响配电网系统的稳定运行。
1.2 零线接头处接触不良国内配电网络结构复杂，使用时间较长，部分线路设备老化严重，急需要更新换代，但线路改造工作由于时间紧，任务大，进展缓慢，特别是在偏远地区，零线接头处锈蚀情况严重，容易出现接触不良现象，会有火花现象产生，时间久了，会造成零线断线等故障的发生。
1.3 零线装设熔断器在三相四线或三相五线中性点接地系统中，零线不允许装设熔断器和开关。
当开关拉开或者熔断器因为电流大等原因保险丝熔断的时候，就相当于零线断线，使零线上可能出现危险电压，导致各种事故的发生。
在配电网运行过程中发现仍有部分线路零线存在装设熔断器和开关的情况。
1.4 外界环境因素我国配电网分布广泛，且都是户外架设，配电网零线断线原因分析及预防治理措施文/张海军 雷宝忠 李永刚 李建立 张建平容易受天气、环境等外界条件的干扰和影响。
三相四线中零线断线故障判断与预防
由于电器设备开启的随意性，三相负荷不平衡状况是不可避免的，因 零线断路而造成的电器损坏，影响生产生活及要求赔偿的事件不断发 生，因此只有加强对零线的检查、维护，防患于未然，才能确保零线 安全运行，减少纠纷和经济损失，以确保人类的生产生活正常进行。
课
程
大 纲
（44号字，黑体）
课程框架构内容：字体要求：24-32号字，黑体；标注用宋体， 16—28号字
三相配电变压器供电范围内产生零线断路故障， 即零线母线发生断路，具体表现与三相四线分 支发生零线断路故障相同，只不过范围更大， 危害更严重，损失更巨大。
零线断路的主要原因
(1)三相负载严重不平衡，零线电流过大或零线导线截面积过小， 零线被烧断。 (2)零线接头处接触不良，造成火花现象，时间长了，引起零 线断路。 (3)配电变压器的零线接线柱与导线连接接触不良，维护不到 位，引发零线断路。 (4)配电变压器内部零线引出线断路。 (5)三相四线制线路零线上装有熔断器或单独的开关，熔丝熔 断或拉开开关，造成零线断路。 (6)断开三相四线制线路时，先断开零线。 (7)其他故障引起的零线断路，如大风刮断零线，车辆碰撞电 杆、拉线造成零线断路等。
三相四线制线路某一分支发生零线断路故障，具体表 现是在这一分支线路供电范围内，一部分用户电灯亮 度不够，日光灯不能启动，仪器仪表显示不正常，有 欠电压保护的电器则无法开机或自动关机。而有一部 分用户电压明显升高，电灯特别亮，单相电机转速加 快，情况严重的，电灯或其他电器很快烧毁。发生以 上情况，则可判定该分支零线发生断路。
三相四线中零线故障判断与预防
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目录
一、忐忑---情况判断 二、修身---主要原因 三、行动---预防措施
电灯不亮、电器不能使用，这时用氖灯验 电笔验电，相线、零线都亮;在用数字验电
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三相四线制中零线带电原因
分析及预防
【摘要】零线在电气系统运行中起着非常重要的作用，零线带电将会严重威胁系统的安全运行。
本文就零线带电原因进行了仔细分析，并简要指出预防措施。
关键词零线中点位移
不对称电路三相四线制
在生活区箱变及配电室中，变压器均采用直接接地，零线与大地同电位，一般情况下，零线不带电，在三相四线制供电线路中，由于有了零线（中性线），所以不论三相负荷是否平衡，负载各相电压始终是相等的，均在220V左右，因此家用电器在正常电压下工作是安全可靠的。
但是,在某些情况下,零线上会出现危险的电压，在过去的几年中，生活区曾发生过多起家用电器烧坏事故，给用户造成上千元的经济损失。
那么,零线上为什么会出现电压呢？究竟该怎样预防呢？下面就这个
问题做一具体分析。
1. 零线带电原因
1.1 三相负荷严重不平衡
在生活区中，由于单相负荷较多，所以电源侧的三相负荷就不可能平衡，此时，零线（中性线）便有较大的电流流过，变压器中性点工作接地处虽然电压为零，但离中性点越远的的零线上，零线越长，其阻抗越大，电压也就越高，此时，如果有人靠近负荷侧的零线上，就有可能导致触电，发生触电事故。
1.2 零线断路或接触不良
在通常情况下，在负载为三相负荷时，三相电路基本是平衡的，这种电路称为对称电路。
但是在生活区中，由于大部分民用负荷均为单相负荷，所以由变压器送出的ABC三相线路上的负荷是不平衡的，有的相负载轻，有的相负载重，这种电路称为不对称三相电路。
例如，对称三相电路的某一条端线断开，或某一相负载发生短跑或开路，它就失去了对称性，成为不对称电路。
图1所示的Y-Y 连接电路中三相电源是对称的，但负载不对称。
当开关S 打开（即不接中线）时，由于负载不对称，一般情况下，U NN `≠0,即N 和N`点电位不同。
从图中可看出，N 和N`重合，这一现象称为中点位移，也称之为零点漂移。
当位移较大时，会造成负载端的电压严重不对称，从而使负载的工作不正常。
由于在零线断路或接触不良时，便会出现负荷侧的中性点电位漂移的情况。
此时零线上会出现危险的电压，负荷最轻的一相电压升高，从而使该相上负荷先烧毁，从而进一步加剧三相负载的不平衡，以致变成了两相供电的情况。
这时两相负荷电图1 不对称三相电路Za Zb Zc
U A
U B
U C S N N U A
U B
U C N N U N N
U BN
U AN U CN
压由相电压变为线电压，接着负荷次轻相接着烧毁，最后只剩下负荷最重的一相设备不被烧坏。
为防止这种现象，就要经常进行检查，当发三相电路中某些灯很亮，有的发暗，甚至发生电灯“群爆”现象，说明零线断路，应立即断开电源开关，防止事故的扩大。
1.3 三相电源不对称
三相电源不对称的现象，就生活区来说，主要有以下几种，如变压器分接开关接触不良，一般情况下，变压器在投入运行前，分接开关已调至合适档位，不需要调整。
但在某些情况下，如分接开关经常调整，就有可能造成接触不良。
另外一种情况是变压器高压某相熔丝熔断。
在生活区变配电室中，目前高压侧均采用FN3型负荷开关，这种开关和高压熔断器配合使用。
低压侧采用DW型万能断路器，所以在负荷侧出现故障时，如低压保护拒动，或变压器内部出现故障时，都会导至高压熔丝熔断；
还有一种是电缆断相。
断相后，其它
两相或一相运行，所有这些情况，都会使三相电源不对称，从而使零线上产生危险的电压。
1.4 零线接地不良
由于生活区变压器中性点均采用直
接接地，所以必须对接地线经常进行检查。
在接地连接不良时，接地装置接地电阻过大，或接地线因腐蚀断开后，在一定条件下，都能使零线电位大大升高。
例如，当零线断开后，若另一相发生接地，此时，零线对地电压将升至220V，甚至更高，将会严重威胁设备和人身的安全。
1.5 电容传递
在某些情况下，虽然低压线路已断开电源，但由于零线与变压器不断开，此时，高压电源就可能通过变压器高.低压绕组
间的电容传递到零线上，要是零线接地不良或断开，则零线上就可能出现数千伏的高压。
1.6 相线接地
L1
L2
L3N
图2 发生单相接地时R 0R d
当设备或线路绝缘损坏，发生相线接地短路故障时，由于变压器的中性点有一定的接地电阻（要求电阻在4Ω以下，先设R 0＝4），和相线接地处也有一定的接地电阻（该处电阻一般较大，为计算方便，也设为R 0＝4Ω），
则短路电流为：
I ＝U 0/（R 0+R d ）=220V/(4+4)Ω=27.5A
若保险丝熔断电流大于27.5A ，则保险不会熔断，系统中的接地故障将一直存在，短路电流流过R0，Rd 时，产生电压降：
U 0＝I d R 0=27.5＊4Ω＝110V
U d ＝I d R d =27.5＊4Ω＝
110V
即零线对地电压将上至110V，故障相对地电压下降110V，而正常相对地电压大大高于相电压。
2、零线带电的预防
2.1 三相负荷尽可能保持平衡：
无论主干线或分支线的负荷，不平衡程度都不宜超过20%，否则电压损失及功率损失会大大增加。
2.2 零线与变压器中性点的连接必须牢固可靠
如果零线为铝线，连接时更应该认真，在线径超过16mm2时，铝线应经铝接线端子进行压接，以确保中性线的导电良好。
然后与中性点接线端子连接，避免铝线用缠绕法压接在中性点接地螺栓上。
因铝线的表面极易因氧化或腐蚀而不导电。
2.3 严禁在三相四线制回路的中性点装设熔断器
可防止熔断器因种种原因熔断形成“断零”。
否则接在电路上的单相电器可能因电压过高而烧坏，或电压过低而发挥
不了作用。
所以零线上不得安装开关及熔断器，但是单相供电线路的零线上必须装设熔断器，这是因为零线只起到工作作用，应同时在相线和零线上装设双极刀开关和熔断器。
如果当外线路检修，将相线和零线互相接错时，线路上的熔断器仍起保护作用。
若只在相线上装设熔断器，这时相线已变成零线，当发生接地故障时，短路电流不通过保险丝，故障将一直存在，给系统带来威胁。
2.4 中性点的接地电阻必须合格
接地电阻应符合要求。
每年利用电气春秋检时间，对所有变压器接电阻进行检查和测量（100KV及以上的变压器应不大于4Ω,100KV以下的变压器应不大于10Ω），同时加强对零线的维护和保养工作，定期检查和紧固变压器中性点螺栓，防止零线接触不良。
2.5 应保证零线有足够的截面积和强度
一般不小于相线截面积的50%，通常为相线截面积的60%左右，并应满足机械强度的要求。
零线上应避免有接头。
无法
避免时，应认真按照工艺要求连接牢固。
2.6 零线进入开关箱处设重复接地
重复接地电阻不得小于10Ω。
如图所示，在没有重复接地的情况下，断开处后
方的零线及其上所有的接零设备对地电压为：
U E =R P /(R N +R P +R
L )*U
式中，R N 、R P 和R L 分别是工作接在电阻、人体电阻和负载电阻；U 为相电压。
如已知U=220V , R N =4Ω、R P =1500Ω、R L =484Ω（额定功率为400W ），根据上式可求出U E =166V 。
电击危险比较大。
而且不平衡负荷越大，故障电压越高，所以电击危险性也就越大。
L1L2
L3
N
图3 零线断线和不平衡负载
R N R P
R L L1L2L3
N R N R P R L R C
在有重复接地的情况下，断开处后方的零线及其上所有的接零设备对地电压为：
U E=R C/(R N+R C+R L)*U
式中, R C为重复接地电阻。
如已知
R C=10Ω，其它条件不变的情况下，根据上式可得故障电压为U E=4.4V。
可以看出，故障电压大幅度降低，触电的危险大大减小或消除。
2.7 相线和中性线要正确连接，避免接错
若将相线与零线相互接错，单相用电设备电压就会升高至380V，导致设备烧坏。
生活区有个别用户，为了达到窃电的目的，从楼道将照明用相线引至室内。
这样，在本层总零线烧断的情况下，若不是同一相电源，此时的相电压就会变为线电压，将直接加在负荷两端，导致设备烧坏。
三相四线制负荷，特别是电动机，在相线和零线接错的情况下，也会因为缺相导致电机转矩减小，甚至可能烧坏。
2.8 在中性线上尽量减少线路端子连接和接头，并尽量少串入开关和触头，以防止因接触不良而增加“断零”的危险。
总之，在三相四线制的线路中，零线带电危害非常大，经常会导致人身及设备事故。
特别是在生活区中，变压器引出线均为三相四线制，负荷偏相比较严重。
为避免事故的发生，就要经常对零线进行检查，同时在各进户端进行重复接地，另外可采用漏电保护型空开，这样在零线断路的情况下，空开会自动跳闸，尽可能确保设备和人身的安全，以保证生活区的正常稳定用电。
11。