三相四线制中的“零线断线故障”

三相四线制中的“零线断线故障”

某工厂采用三相四线制供电，前些日子由于外接线零线断线，配电系统没有设计零序电流等保护回路，导致多台PLC及仪器仪表烧坏，造成了生产及经济的损失。就这个问题以下谈谈三相四线制中零线断线故障的判断与预防。

零线是供电设备的中性点，通常这种情况叫零点漂移，三相负载不平衡时，零线起到平衡各相电压作用，保证零线上的阻抗为零，以消除中性点位移，使各相的电压保持对称，即各相负载的相电压恒等于电源相电压，并与负荷变化无关。三相中一旦有一相发生断路，只影响本相，其他两相电压仍保持不变，确保接在此两相上的电器设备仍能正常工作。

但是，如果三相四线中的零线因故断路后，在三相负载不对称时，则会产生变压器中性点位移，从三相负载等效电路可以看出，单相负载就不是通过零线回路，而是与另一相负载串联后接到两根相线上。根据串联电路分压原理，负载较轻一相分得的电压高，最高可接近380V线电压。这就致使三相电压不平衡， 即有的相电压过高，可能烧毁电器设备，有的相电压过低，电器设备无法正常使用。 　　　

零线断路的情况判断 ：

(1)在单相供电范围内发生零线断路，故障范围内的电灯不亮，其他电器不能使用，这时用氖灯验电笔验电，相线、零线都亮;用数字验电笔验电，相线和零线都显示相电压;但用电压表测量却没有电压指示。根据上述情况则可判定该单相供电范围内零线断路。

(2)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。

(3)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。

预防措施 ：
 

(1)三相四线制供电，单相负载应尽量分配均匀，保持三相负载平衡，加强对三相电流的监视，发现不平衡及时进行调整。

(2)零线电流不能大于相线电流的四分之一，零线导线截面不能小于相线截面的二分之一。

(3)零线的连接要牢固可靠，配电变压器及配电屏的引入、引出线，如采用铝导线，应使用铜铝过渡线夹，并加强巡视和维护，特别要进行夜间巡视，发现接头出现火花及时进行处理。

(4)三相四线制线路的零线，严禁安装熔断器或单独的开关装置。

(5)断开三相四线制线路时，应先断开相线，后断开零线，接线时顺序与之相反。

(6)一旦发生零线断路故障，应尽快切断三相电源进行处理，以减小事故危害。

(7)禁止采用零地共用接在设备外壳等上。

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。