【2017年整理】民用建筑低压配电系统中性线断线故障分析及防治NEW(5.5).doc

民用建筑低压配电系统中性线断线故障分析及防治 王治义 （甘肃省建筑设计研究院，甘肃兰州 730030） 摘 要：通过对建筑电气低压配电系统设计中中性线的作用分析，阐述了中性线在三相四线低压配电系统中的重要作用。 关键词：低压配电系统; 中性线; 民用建筑中大量电气设备电源要求供电电压为AC~220V，电源频率50Hz。尤其是在住宅建筑中，普通住户均为单相供电，AC~220V设备所占比例更大。民建低压配电系统大多采用三相四线制或三相四线加一根PE保护线的方式供电，低压配电系统的接地系统多采用TN-C-S或TN-S系统。变配电室变压器线圈绕组联接大多采用D/Yn11或Y/Yn0组别。 三相四线制方式供电因其能提供两种不同的电压——线电压（380V）和相电压（220V），可灵活适应民用用户不同的需要，因此在民用建筑电气设计中普遍选用三相四线制方式供电。 采用三相四线制方式供电，变压器低压侧的三相电压是对称的 ,中性点为零电位。三相负载平衡 ,中性线中的电流为零。三相负载是不平衡的。不平衡电流通过中性线返回变压器负载端中性点电位偏移 ,三相负载电压的不平衡。如果中性线断 ,中性点电位偏移更 ,同时不平衡电流没有通路，从而造成严重后果。中性点接地系统中中性线的作用是做单相负荷的零线或当不对称的三相负载接成星形连接时，使其每相电压保持对称。在有中性点接地的电路中，发生一相断线，也只影响本相的负载，而其他两相的电压保持不变。但如中性线因某种原因断开，则当各相负载不对称时，势必引起中性点位移，造成各相电压的不对称，破坏各相负载的正常运行，甚至烧坏电气设备。而在实际中，负载大多是不对称的而式中流过中性线的电流ZN-中性线阻抗 j0°+︱IA︱ej120°+︱IA︱e-j120°=0，则IN=0，UON=0 （2）假如负载阻抗ZA=2ZB=3ZC时， IN=IA+IB+IC=︱IA︱ej0°+2︱IA︱ej120°+3︱IA︱e-j120° =1.732×︱IA︱e-j150° UON=IN×︱ZN︱=1.732×︱IA︱e-j150°×︱ZN︱ 可见当中性线上的阻抗不能忽略时，则不平衡电流通过中性线所造成的电压降不等于零1.04UANe-j1.3° 图2：中性线断线时： 假设负载均为电阻性负载（电压与电流同相位） 例如负载阻抗ZA=ZB=ZC时，IN=IA+1B+IC=︱IA︱ej0°+︱IA︱ej120°+︱IA︱e-j120°= 0，则ION=0，UON=0 可见在三相负载为同性质负载且电阻、电抗相同时，即便中性线断线也能维持负荷平衡。 （2）假如当负载阻抗3ZA=1.5ZB=ZC时，为了简化计算，引用教科书载中性点位移公式如下：UNO=(UANYA+UBNYB+UCNYC)/(YA+YB+YC+YN) 式中Y、Y、Y、Y-相线A、B、C及中性线N上的导纳中性点位移量为：=(6UAN+3UBN +2UCN)/11 中性点位移后的三相负荷电压降为：=UAN–UNO≈1.26UCNe-j6.58° UBO=UBN–UNO≈1.04UBNe-j16.13° UCO=UCN–UNO≈0.76UANe-j11° 可见在负不平衡的电路中，中性线断，负荷中性点就向负荷大的方向位移，使相负荷的电压发生变化负荷大的那一相，相电压降低，负荷；负荷小的那一相，电压升高负荷烧毁危险。负荷小相负荷减轻过电压中性线在三相不对称负荷中保证三相负荷电压对称。中性线断，单相负荷的正常工作状况就会遭到破坏，轻则无法发挥正常作用，重则将损坏电器设备。在中性线不断其可靠性。在中性线上尽量减少，保民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008 第7．5．2 TN-C系统中，严禁断开PEN导体，不得装设断开PEN导体的电器加强防雷击措施，防止供电线路遭雷击破坏。