低壓斷零故障引起家電燒毀的原因及對(duì)策

1、低壓斷零故障引起家電燒毀的原因及對(duì)策8天津電力技術(shù)2011年第1期低壓斷零故障引起家電燒毀的原因及對(duì)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(lái),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(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還引發(fā)了很多訴訟,給電力公司的形象帶來(lái)一定負(fù)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(duì)策.【關(guān)鍵詞】零線電流;三相四線制;斷零線;中性點(diǎn)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(wú)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(shè)零線.在日常生活中,我們接觸的負(fù)載,如電燈,電視機(jī),空調(diào),電腦等家用電器,它們都屬于單相負(fù)載.在三相四線制供電時(shí),多個(gè)單項(xiàng)負(fù)載應(yīng)盡量均衡地分別接到三相電路中去,這樣在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下,因?yàn)楦飨嚯娏鲉?wèn)的相位彼此相差120.,所以,在每一時(shí)刻流過(guò)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(shí)際上多個(gè)單項(xiàng)負(fù)載接到三相電路中構(gòu)成的三相負(fù)載不可能完全對(duì)稱,如現(xiàn)在的樓房供電,均是按樓層分相平衡配置三相負(fù)荷,在這種情況下零線顯得特別重要,而不是可有可無(wú).有了零線,每一相負(fù)載兩端

3、的電壓總等于電源的相電壓,不會(huì)因負(fù)載的不對(duì)稱和負(fù)載的變化而變化,就如同電源的每一相單獨(dú)對(duì)每一相的負(fù)載供電一樣,各負(fù)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(huì)產(chǎn)生中性點(diǎn)偏移,致使三相電壓不平衡,即有的相電壓過(guò)高,可能會(huì)燒毀電氣設(shè)備,有的相電壓過(guò)低,電器設(shè)備無(wú)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(fēng)工單,其中38張為非供電責(zé)任,其余的l3張工單,有5張是因?yàn)榱憔€被盜,2張因?yàn)榱憔€端子燒,1張因?yàn)榱憔€搭火點(diǎn)燒.可見(jiàn)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(jī),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(tái)燈均燒毀;2010年1月8日,58908002低壓行零線過(guò)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(duì)于不斷提高服務(wù)質(zhì)量,提升品牌意識(shí),樹(shù)立品牌形象的電力公司來(lái)說(shuō),無(wú)論從經(jīng)濟(jì)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(lái)接額定電壓為220v的單相用電設(shè)備.2.1.2用來(lái)傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流.2.1

5、.3減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移.2.1.4在某些系統(tǒng)中還兼有接用電設(shè)備的外殼保護(hù)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(shè)每層樓用一相電,分別用ra,rb,re表示,無(wú)論ra,rb,re是否相等,n點(diǎn)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(fù)載仍然帶電.當(dāng)ra,rb,rc相等時(shí),n點(diǎn)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(dāng)ra,rb,rc不相等時(shí),n點(diǎn)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(shù)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(lái)功率小的)電壓最高,很可能遠(yuǎn)大于220v,這部分用戶會(huì)出現(xiàn)電燈特別亮,電扇轉(zhuǎn)速加快的現(xiàn)象,情況嚴(yán)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(lái)功率大的)電壓最低,這些用戶可能會(huì)出現(xiàn)電燈亮度不夠,日光燈無(wú)法啟動(dòng),有欠電壓保護(hù)的電器無(wú)法開(kāi)機(jī)或自動(dòng)關(guān)機(jī)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(fù)載嚴(yán)重不平衡,零線電流過(guò)大或零線導(dǎo)線截面積過(guò)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(shí)間一長(zhǎng),引起零線斷路.2.3.3配電變壓器的零線接線柱與導(dǎo)線連接接觸不良,維護(hù)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(dú)的開(kāi)關(guān),保險(xiǎn)絲熔斷或拉開(kāi)開(kāi)關(guān),造成零線斷路.2.3.6斷開(kāi)三相四線制線路時(shí),先斷開(kāi)零線.2.3.7其他.如零線被盜,大風(fēng)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(shè)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(shù)原則規(guī)定零線與相線必須相同截面,已基本滿足負(fù)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(kāi)關(guān)箱,該類開(kāi)關(guān)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(yùn)行

8、中很容易出現(xiàn)常說(shuō)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(duì)零線的影響2.4.1在計(jì)算機(jī),電視機(jī)等電子設(shè)備集中使用的場(chǎng)所,盡管三相負(fù)載可能是平衡的,但是零線電流仍然可能很大,有時(shí)甚至超過(guò)了相線電流的大小,讓人覺(jué)得是不是表計(jì)出現(xiàn)了問(wèn)題,其實(shí)這是負(fù)載的諧波電流造成的.2.4.2計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電流波形畸變都很大.這是因?yàn)殡娮釉O(shè)備一般都有使交流變?yōu)橹绷鞯恼鳛V波電路.只有當(dāng)交流”峰電壓”高于整流電路中濾波電容端電壓時(shí),整流管才導(dǎo)通.濾波電容不斷向電路供電,交流電源不斷補(bǔ)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(duì)稱,用傅里葉函數(shù)展開(kāi),只有奇次諧波分量,無(wú)直流

9、和偶次諧波分量,所以又稱奇諧失真.通過(guò)計(jì)算可知,在三相四線制供電線路中,三相負(fù)載平衡時(shí),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(jì)算機(jī)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(guò)熱燒斷的故障.3避免斷零故障的若干對(duì)策針對(duì)以上原因,筆者提出了若干對(duì)策,預(yù)防零線斷線或零母排斷路.3.1三相四線制供電,單相負(fù)載應(yīng)盡量分配均勻,保持三相負(fù)載平衡,加強(qiáng)對(duì)三相電流的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)不平衡及時(shí)進(jìn)行均負(fù)荷.避免由于三相電流不平衡造成的零線電流過(guò)大.3.2不論從機(jī)械

10、強(qiáng)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(fù)荷相差較大,可考慮將零線截面積再提高一個(gè)等級(jí).這樣,即使三相電流不平衡造成零線電流過(guò)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(dǎo)線,由于銅線和鋁線的化學(xué)活性不同,兩者連接后通電會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)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(diǎn),所以應(yīng)使用銅鋁過(guò)渡線夾,并加強(qiáng)巡視和維護(hù),特別要進(jìn)行夜問(wèn)巡視,發(fā)現(xiàn)接頭出現(xiàn)火花及時(shí)進(jìn)行處理.3.4三相四線制線路的零線,嚴(yán)禁安裝熔斷器或單獨(dú)的開(kāi)關(guān)裝置.因?yàn)橐坏?/p>

11、熔斷器斷開(kāi)或者開(kāi)關(guān)斷開(kāi),線路就等同于斷零故障.3.5斷開(kāi)三相四線制線路時(shí),應(yīng)先斷開(kāi)相線,后斷開(kāi)零線,接線時(shí)順序與之相反.避免造成線路零線10天津電力技術(shù)2011年第1期斷開(kāi)現(xiàn)象.3.6做好老舊a型低壓開(kāi)關(guān)箱的更換工作,小截面零母排應(yīng)盡快更換.3.7加強(qiáng)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(shí)的危險(xiǎn),可設(shè)置重復(fù)接地.在供電系統(tǒng)中選擇合適的位置,設(shè)置幾處零線重復(fù)接地,接地電阻應(yīng)不大于10歐姆,這樣當(dāng)零線斷線時(shí),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(zhǎng)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(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,計(jì)算機(jī),電

12、視機(jī)生產(chǎn)廠家為解決諧波電流問(wèn)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(duì)零線電流的影響.4結(jié)束語(yǔ)由于電器設(shè)備開(kāi)啟的隨意性,三相負(fù)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(wú)法預(yù)測(cè)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(qiáng)對(duì)零線的檢查,維護(hù),防患于未然,才能確保零線安全運(yùn)行,減少糾紛和經(jīng)濟(jì)損失.參考文獻(xiàn)1楊利明,零線斷線的原因及防止斷線的措施,電子報(bào))2006年1月22日第018版2張寶勝,零線斷線的危險(xiǎn)及預(yù)防,山東科技報(bào))2007年6月4日第008版作者簡(jiǎn)介:王迎春(1984一),男,華北電力大學(xué)繼電保護(hù)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(jì)劃管理專責(zé)師.(上接第49頁(yè))12李興源,魏巍,王渝紅等.堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)的研究j.電力系統(tǒng)保護(hù)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(wèn)題研究j.電力系統(tǒng)自動(dòng)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(luò)智能規(guī)劃(一)輻射接線模式的自動(dòng)布局j.電力系統(tǒng)自動(dòng)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(luò)智能規(guī)劃(-)多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式的自動(dòng)布局j.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2004,28(6):5559.16王成山,王賽一.基于空問(wèn)gis的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃(三)帶開(kāi)閉所接線模式的自動(dòng)布局j.電力系統(tǒng)自動(dòng)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(chǔ)m.北京:中國(guó)電力出版社,2009,180192.作者簡(jiǎn)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