低壓斷零故障引起家電燒毀的原因及對策

1、低壓斷零故障引起家電燒毀的原因及對策8天津電力技術2011年第1期低壓斷零故障引起家電燒毀的原因及對策天津市電力公司城東供電分公司(天津市300250)王迎春【摘要】近年來,由于低壓零線或零母排斷路而造成居民家用電器燒毀的事故屢屢發(fā)生,不僅給公司帶來了巨大的經(jīng)濟損失,還引發(fā)了很多訴訟,給電力公司的形象帶來一定負面影響.文章淺要地分析低壓斷零故障的原理和造成家電損壞的原因,并提出若干對策.【關鍵詞】零線電流;三相四線制;斷零線;中性點偏移;低壓改造1概述1.1三相四線制目前,城東管轄電網(wǎng)中的380v低壓配電網(wǎng),一般采用三相四線制接線方式,即a,b,c三相和一根中性線n(俗稱零線).在三相系統(tǒng)中,

2、三相自成回路,正常情況下中性線是無電流的;在380v低壓配電網(wǎng)中為了從380v線電壓中獲得220v相電壓而設零線.在日常生活中,我們接觸的負載,如電燈,電視機,空調(diào),電腦等家用電器,它們都屬于單相負載.在三相四線制供電時,多個單項負載應盡量均衡地分別接到三相電路中去,這樣在三相負載對稱的條件下,因為各相電流問的相位彼此相差120.,所以,在每一時刻流過中性線的電流之和為零,把中性線去掉,用三相三線制供電是可以的.但實際上多個單項負載接到三相電路中構(gòu)成的三相負載不可能完全對稱,如現(xiàn)在的樓房供電,均是按樓層分相平衡配置三相負荷,在這種情況下零線顯得特別重要,而不是可有可無.有了零線,每一相負載兩端

3、的電壓總等于電源的相電壓,不會因負載的不對稱和負載的變化而變化,就如同電源的每一相單獨對每一相的負載供電一樣,各負載都能正常工作,若一相斷線,其他兩相的電壓也保持不變.如果零線因故斷路,就會產(chǎn)生中性點偏移,致使三相電壓不平衡,即有的相電壓過高,可能會燒毀電氣設備,有的相電壓過低,電器設備無法正常使用.1.2家用電器損壞案例2009年,筆者所在的工區(qū)共收到51張因家用電器燒毀而產(chǎn)生的行風工單,其中38張為非供電責任,其余的l3張工單,有5張是因為零線被盜,2張因為零線端子燒,1張因為零線搭火點燒.可見零線斷線極易造成家用電器燒毀.在配電一工區(qū)收到的70張投訴類工單中,其中家電燒毀68張,占工單總

4、數(shù)的97%.如2009年12月7日43313站變壓器零線端子燒斷,造成用戶電腦,傳真機,電磁爐,電視等家電全部燒毀;2009年12月15日中1310站低壓桿零線被盜,造成用戶電視,冰箱,臺燈均燒毀;2010年1月8日,58908002低壓行零線過線斷,造成17戶家中大量家電損壞,筆者工區(qū)接到大量投訴工單.對于不斷提高服務質(zhì)量,提升品牌意識,樹立品牌形象的電力公司來說,無論從經(jīng)濟上,工作上,還是從品牌形象上,都產(chǎn)生了極其不利的影響.2斷零故障引起家電燒毀的原理及原因分析2.1零線的主要作用2.1.1用來接額定電壓為220v的單相用電設備.2.1.2用來傳導三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流.2.1

5、.3減小負荷中性點的電位偏移.2.1.4在某些系統(tǒng)中還兼有接用電設備的外殼保護接零的功能.2.2斷零故障引起家電燒毀的原理正常供電情況下,零線良好,如圖1所示,假設每層樓用一相電,分別用ra,rb,re表示,無論ra,rb,re是否相等,n點總是等于0電位,ra,rb,re兩端的電壓都是220v.如果零線斷路,如圖2所示,a,b,c三相和ra,rb,rc仍構(gòu)成通路,負載仍然帶電.當ra,rb,rc相等時,n點還是等于o電位,ra,rb,rc兩端的電壓還都是220v,家電使用亦正常;當ra,rb,rc不相等時,n點出現(xiàn)偏移,已不a相b相c相n線圖12011年第1期天津電力技術9是0電位,ra,r

6、b,re兩端的電壓就不是220v了.電阻大的樓層(樓層用電器加起來功率小的)電壓最高,很可能遠大于220v,這部分用戶會出現(xiàn)電燈特別亮,電扇轉(zhuǎn)速加快的現(xiàn)象,情況嚴重的,電燈或其他電器很快燒毀,而電阻小的樓層(樓層用電器加起來功率大的)電壓最低,這些用戶可能會出現(xiàn)電燈亮度不夠,日光燈無法啟動,有欠電壓保護的電器無法開機或自動關機現(xiàn)象.a相b相c相n線圖22.3零線斷線的主要原因2.3.1三相負載嚴重不平衡,零線電流過大或零線導線截面積過小,零線被燒斷.2.3.2零線接頭處接觸不良,造成火花現(xiàn)象,時間一長,引起零線斷路.2.3.3配電變壓器的零線接線柱與導線連接接觸不良,維護不到位,引發(fā)零線斷路.

7、2.3.4配電變壓器內(nèi)部零線引出線斷路.2.3.5三相四線制零線上裝有熔斷器或單獨的開關,保險絲熔斷或拉開開關,造成零線斷路.2.3.6斷開三相四線制線路時,先斷開零線.2.3.7其他.如零線被盜,大風刮斷零線,車輛碰撞電桿,拉線造成零線斷路等.2.3.8除了零線斷線,零母排燒斷也是比較頻發(fā)的故障.1990以前的設備規(guī)范要求,電纜截面零線是相線的三分之一,而后,改為二分之一,目前新的改造技術原則規(guī)定零線與相線必須相同截面,已基本滿足負荷大小要求.但是目前在低壓配電網(wǎng)中仍然存在大量的老舊a型低壓開關箱,該類開關箱的零母排僅為3mm25mm=75平方毫米,在搭火處減去圓孔面積,截面更小,所以在運行

8、中很容易出現(xiàn)常說的”卡脖子”現(xiàn)象,極易造成零母排從搭火處燒斷.2.4諧波電流對零線的影響2.4.1在計算機,電視機等電子設備集中使用的場所,盡管三相負載可能是平衡的,但是零線電流仍然可能很大,有時甚至超過了相線電流的大小,讓人覺得是不是表計出現(xiàn)了問題,其實這是負載的諧波電流造成的.2.4.2計算機等電子設備的電流波形畸變都很大.這是因為電子設備一般都有使交流變?yōu)橹绷鞯恼鳛V波電路.只有當交流”峰電壓”高于整流電路中濾波電容端電壓時,整流管才導通.濾波電容不斷向電路供電,交流電源不斷補充,因此形成”僅存在正弦波頂部”的畸變電流波形.這種波形畸變上下對稱,用傅里葉函數(shù)展開,只有奇次諧波分量,無直流

9、和偶次諧波分量,所以又稱奇諧失真.通過計算可知,在三相四線制供電線路中,三相負載平衡時,零線中直流和3倍次諧波電流(即0,3,6,9次,)為相線中直流和同次諧波電流的3倍;而零線上基波和其他次諧波電流(即1,2,4,5,7次,)為零.2.4.3因此,在計算機大量集中的地方,如銀行,證券公司,網(wǎng)吧等,零線電流很可能比較大,從而造成過熱燒斷的故障.3避免斷零故障的若干對策針對以上原因,筆者提出了若干對策,預防零線斷線或零母排斷路.3.1三相四線制供電,單相負載應盡量分配均勻,保持三相負載平衡,加強對三相電流的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)不平衡及時進行均負荷.避免由于三相電流不平衡造成的零線電流過大.3.2不論從機械

10、強度及安全載流量考慮,零線的選擇都要與相線同截面,同材質(zhì).如三相負荷相差較大,可考慮將零線截面積再提高一個等級.這樣,即使三相電流不平衡造成零線電流過大,由于零線截面積較大,載流量較大,不容易被燒斷.3.3零線的連接要牢固可靠,配電變壓器的引入,引出線,如采用鋁導線,由于銅線和鋁線的化學活性不同,兩者連接后通電會發(fā)生電化學反應,導致鋁線逐漸被氧化,容易造成接頭處燒斷,并且銅和鋁的電阻率不一樣,所以發(fā)熱量也不一樣,在接頭處容易出現(xiàn)故障點,所以應使用銅鋁過渡線夾,并加強巡視和維護,特別要進行夜問巡視,發(fā)現(xiàn)接頭出現(xiàn)火花及時進行處理.3.4三相四線制線路的零線,嚴禁安裝熔斷器或單獨的開關裝置.因為一旦

11、熔斷器斷開或者開關斷開,線路就等同于斷零故障.3.5斷開三相四線制線路時,應先斷開相線,后斷開零線,接線時順序與之相反.避免造成線路零線10天津電力技術2011年第1期斷開現(xiàn)象.3.6做好老舊a型低壓開關箱的更換工作,小截面零母排應盡快更換.3.7加強巡視,做好零線和零母排的防盜工作.3.8為降低零線斷線時的危險,可設置重復接地.在供電系統(tǒng)中選擇合適的位置,設置幾處零線重復接地,接地電阻應不大于10歐姆,這樣當零線斷線時,處于一相一地方式供電,工作電壓不至于太高.但是這種情況不允許長期存在.3.9目前,按照gb17625.12003(電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值強制性國家標準的要求,計算機,電

12、視機生產(chǎn)廠家為解決諧波電流問題,在電源輸入口都增加了電子諧波矯正模塊,有效的減小了諧波電流對零線電流的影響.4結(jié)束語由于電器設備開啟的隨意性,三相負荷不平衡狀況是不可避免的,以及意外事故造成的零線斷線無法預測和阻止,因零線斷路而造成的電器燒毀要求賠償?shù)氖录粩喟l(fā)生,因此只有加強對零線的檢查,維護,防患于未然,才能確保零線安全運行,減少糾紛和經(jīng)濟損失.參考文獻1楊利明,零線斷線的原因及防止斷線的措施,電子報)2006年1月22日第018版2張寶勝,零線斷線的危險及預防,山東科技報)2007年6月4日第008版作者簡介:王迎春(1984一),男,華北電力大學繼電保護專業(yè)畢業(yè),助理工程師,現(xiàn)任城東供

13、電公司配電一工區(qū)計劃管理專責師.(上接第49頁)12李興源,魏巍,王渝紅等.堅強智能電網(wǎng)發(fā)展技術的研究j.電力系統(tǒng)保護與控制,2009,37(17):17.13王成山,王守相.分布式發(fā)電供能系統(tǒng)若干問題研究j.電力系統(tǒng)自動化,2008,32(20):15,31.14王成山,王賽一.基于空間gis的城市中壓配電網(wǎng)絡智能規(guī)劃(一)輻射接線模式的自動布局j.電力系統(tǒng)自動化,2004,28(5):4550.15王成山,王賽一.基于空間gis的城市中壓配電網(wǎng)絡智能規(guī)劃(-)多分段多聯(lián)絡接線模式的自動布局j.電力系統(tǒng)自動化,2004,28(6):5559.16王成山,王賽一.基于空問gis的城市中壓配電網(wǎng)絡智能規(guī)劃(三)帶開閉所接線模式的自動布局j.電力系統(tǒng)自動化,2004,28(7):5861.17張鐵峰,王江濤,苑津莎.智能配電網(wǎng)研究j.電力系統(tǒng)通信,2007,28(181):4952.18何光宇,孫英云.智能電網(wǎng)基礎m.北京:中國電力出版社,2009,180192.作者簡介:趙歌(1981一),男,碩士,天津市城南供電分公司調(diào)度科.聯(lián)系電話email:ge.zhaotj.sgcc.coin.n天津市電力公司部署變電站防凍,防寒措施檢查近日氣溫驟降,日最高氣溫已降至oc以下.l2月14