低壓配電系統(tǒng)中漏電、短路及零線斷線故障分析
一、漏電
1、漏電故障的危害。
漏電發(fā)生的前提是電氣設(shè)備外殼是金屬而其作用只限于封閉與美觀等,工作時(shí)不參與導(dǎo)電。而燈具類電氣設(shè)備其外殼一般為玻璃、塑料、透明陶瓷等材料,所以不會(huì)發(fā)生漏電現(xiàn)象。
故可能發(fā)生漏電的設(shè)備是外殼為金屬且工作時(shí)不可帶電的一類電氣設(shè)備。
危害的對(duì)象則是當(dāng)該類設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)接觸設(shè)備的人,而且故障不排除,發(fā)展下去就會(huì)演變?yōu)槎搪,造成相關(guān)一系列危害。
2、漏電的定義。
所謂漏電是指外殼為金屬的用電器,工作時(shí)不允許外殼帶電,由于某種原因引起絕緣損壞使其外殼帶電進(jìn)而對(duì)人形成接觸電壓的現(xiàn)象。
漏電是介于正常和短路之間的一種故障,可以說(shuō)漏電就是短路的前奏,及時(shí)排除這類故障是防止短路的有效措施。
3、漏電保護(hù)接線。
漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)一定要將火線和零線同時(shí)接入,不可接PE線。電氣設(shè)備的A、B、C三點(diǎn)分別接在設(shè)備的插座上。
二、單相短路或接地
1、故障產(chǎn)生的原因。
單相短路或接地引發(fā)的原因通常是由于:
(1)導(dǎo)線與保護(hù)裝置配合不當(dāng),使得導(dǎo)線處于過(guò)載運(yùn)行而開(kāi)關(guān)拒動(dòng),導(dǎo)線過(guò)熱絕緣損壞;
(2)導(dǎo)線本身疲勞運(yùn)行;
(3)導(dǎo)線絕緣因受潮或腐蝕而損壞;
(4)導(dǎo)線本身質(zhì)量問(wèn)題;
(5)開(kāi)關(guān)本身切斷能力不夠。
2、產(chǎn)生的危害。
單相短路故障的危害是顯而易見(jiàn)的,即發(fā)生短路時(shí)若保護(hù)裝置不能及時(shí)動(dòng)作,則導(dǎo)線過(guò)熱引起電氣火災(zāi)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
在TN-C-S低壓配電系統(tǒng)中發(fā)生單相接地且同時(shí)發(fā)生PEN線斷線,如某設(shè)備與外殼相碰,且系統(tǒng)在S處斷線,則高電位會(huì)經(jīng)PE線傳至零線,使負(fù)載中性點(diǎn)發(fā)生偏移,對(duì)系統(tǒng)用電器造成危害。
在某些施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)健全保護(hù),一旦發(fā)生單相接地,設(shè)備外殼帶電,對(duì)人構(gòu)成接觸電壓。
3、防范及保護(hù)措施。
為了防止導(dǎo)線過(guò)載運(yùn)行、保護(hù)裝置拒動(dòng)而引起的故障,要求導(dǎo)線與保護(hù)裝置的配合必須滿足要求。
采用帶接地脫扣器型斷路器,當(dāng)發(fā)生單相短路或接地時(shí)會(huì)產(chǎn)生零壓相從而使接地脫扣器動(dòng)作,切斷電源進(jìn)行保護(hù),所以無(wú)需采用為了加大接地故障電流而降低故障回路阻抗的措施,便可排除故障,這樣既節(jié)省投資又可彌補(bǔ)低壓斷路器保護(hù)范圍不足的缺陷。
三、故障的防范及保護(hù)措施
1、等電位連接。
對(duì)于TN.C.S系統(tǒng),當(dāng)PEN線斷線后,其負(fù)荷中性點(diǎn)偏移電壓是通過(guò)PEN與PE線的分支連接處引入PE線,因而造成對(duì)人體的接觸電壓。
為了消除和降低PE線上的對(duì)地偏移電壓,對(duì)PEN與PE分支連接點(diǎn)進(jìn)行接地,即等電位連接處理,這樣可以避免用電器外殼產(chǎn)生偏移電位對(duì)人體的接觸電壓的危害。
2、采用保護(hù)電器。
對(duì)零線斷線進(jìn)行保護(hù)所采用的保護(hù)電器通常有兩類:
一類是相零(過(guò)或欠)電壓型,另一類是零-地電壓型。
相零電壓型的基本工作原理是:
取樣相線與零線之間電壓,在系統(tǒng)正常時(shí)相線與零線之間電壓為正常值,即電源相電壓,此時(shí)保護(hù)電器不動(dòng)作。
當(dāng)零線發(fā)生斷線時(shí),相線與零線之間電壓(即相一零電壓)有效值將超過(guò)相電壓(稱為過(guò)電壓)或是小于相電壓(稱為欠電壓),達(dá)到保護(hù)電器整定值使其動(dòng)作,切斷故障線路,從而限制PE線接觸電壓及相一零之間過(guò)電壓或欠電壓的存在時(shí)間,達(dá)到對(duì)人和電器的保護(hù)。
零-地電壓型保護(hù)電器的基本工作原理是:
保護(hù)電器取樣負(fù)載中性點(diǎn)對(duì)地電壓,當(dāng)發(fā)生零線斷線故障時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)產(chǎn)生偏移電位,一旦達(dá)到保護(hù)電器的動(dòng)作整定值,則經(jīng)過(guò)一定延時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)跳閘,從而達(dá)到對(duì)人和用電器的保護(hù)。
3、導(dǎo)線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。
N(PEN)線必須滿足機(jī)械強(qiáng)度及載流量要求,三相四線及二相三線供電系統(tǒng)中N(PEN)零線連接點(diǎn)應(yīng)牢固并具有防腐能力是為了做到連接點(diǎn)牢固可靠,對(duì)于TN.C-S供電系統(tǒng)進(jìn)戶處配電裝置中的PEN,PE及N線的連接點(diǎn)和TN.S供電系統(tǒng)中的N線連接點(diǎn),應(yīng)設(shè)置銅母線作為連接端子,并對(duì)該母線及其被連接的導(dǎo)線端子作相應(yīng)處理,以提高其抗腐能力,降低斷線的發(fā)生概率。