380V配电系统中性线断线故障分析

380V配电系统中性线断线故障分析

赵剑 张鑫 张春光

新疆同益投资有限公司检维修中心

摘要：目前三相四线制的配电网络是我国最主要的供电方式，中性线作为三相四线制中的重要部分，往往得不到运维人员的足够重视，存在着很多问题，如中性线接头不达标、中性线绝缘强度不够等，这些问题很可能会在低压配电系统运行中造成中性线出现故障，引发断线等事故，威胁人民群众的生命财产安全。

关键词：380V；配电；断线；故障；分析

1.中性线的作用及断线原因

1.1中性线的作用

（1）平衡三相电压。电力系统的负荷包括三相负荷和单相负荷两种，因为各个负荷的特性不同，因此供电系统中A、B、C三相的负荷往往是不平衡的，不对称负荷引起的不平衡电流需要经过中性线流回系统中性点，保持三相电压的平衡；

（2）部分有金属外壳的用电器借助中性线达到接地保护的目的。

380V配电网的中性线可以维持负载电压在允许范围内，并保证三相电压对称。如果忽略中性线的阻抗，则三相负载各自独立，各相负载变化不会引起其他相工作状态的改变，此时若出现三相负载不对称，仅会导致各相电流不再相等，中性线中出现不对称电流，而不会影响三相电压的对称性。但是当中性线因某种原因断开时，就会导致三相负载支路的相电压不对称，导致某相有过电压产生，威胁人身及设备安全，除产生过电压的相外，其余相的相电压会低于正常运行电压，影响负载的正常工作。

1.2中性线的断线原因

（1）相关工作人员的业务水平不足，责任意识、安全意识不到位，没有充分认识到中性线的重要性，没有做好中性线的日常检查及维护工作，增加了中性线断线故障的发生几率；

（2）三相负荷严重不平衡，导致中性线中流过巨大的不平衡电流而烧断，当中性线接头施工没有做好，导致接头存在氧化、虚接等问题时会加大这种情况的发生几率；

（3）在连接变压器的低压桩头与铝导线时采用直接连接的方法，没有做好铜、铝两种材料间的过渡工作，或在压接过渡线前没有彻底清除导线氧化层，从而导致中性线断线故障的发生；

（4）设置中性线时使用的导线存在老化现象，施工工艺不达标，或在施工结束后没有及时进行检查，导致中性线断线；

（5）没有在计量箱的导线进出口加装保护元件，如橡胶垫等；

（6）中性线没有直接接地，而是通过开关、断路器、熔断器等接地，在这些情况下，如果中间器件因故断开，会导致中性线断线故障；

（7）在安装电流动作保护器时，错把中性线接入相线端，导致保护器动作失灵，引发断线故障；

（8）一般中性线接地时电阻会出现变大的现象，我国对中性点接地电阻的大小有着明确规定，接地电阻应在规定范围内，接地电阻过大会导致中性线带电，可能引起中性线断线。

2.中性线断线的危害

我国380V低压配电系统普遍采用三相四线制进行供电，在三相四线制中，中性线的作用十分重要。正常运行时中性线阻抗为零，此时若三相负载不平衡，系统中性点不会发生位移，三相电压保持对称。

三相中的任意一相发生故障时，不会影响其他两相的运行，其他两相的负载仍能正常工作。而当中性线出现断线故障时，如果三相负载不平衡，系统的中性点就会向负载较大的相移动，导致三相电压不对称，电压大小的变化与负荷大小相反，负荷较小的相，其电压会升高，负荷较大的相，其电压会降低。三相负荷不平衡程度越大，这种现象就越严重。当中性线发生断线故障时，部分用电设备将失去接地保护，对人身安全产生威胁。

对于使用220V电压的单相用户来说，由于需要中性线作为回路的一部分，当中性线断线时无法形成闭合回路，因此各种用电设备不能正常工作，造成停电事故，此时若不断开开关进行检修，就会使人体与大地形成回路，引起触电事故。

3.典型案例及故障处理措施

某电气设备突然出现无法工作的情况，部分设备甚至被烧损。后经专业技术人员现场检查，确认该办公楼进线主中性线烧断，并且有部分小负荷电气设备烧损。在不同的用电时段采用钳形电流表对该办公楼进线电流进行测试，所测得数据显示三相电流相差较大，表明三相负荷严重不平衡。在低压三相四线系统中，有时会由于外力作用导致断线情况的发生。若被切断的是星型网络中的相线，会导致该相负载无法工作，而另外两相的负载仍能正常工作。若被切断的是中性线，则会导致三相负荷不平衡，系统的中性点将发生位移，导致三相电压不平衡现象的产生。

3.1原因分析

（1）如果主中性线在a点处断开，中性线将不能为不平衡电流提供通路，此时系统中性点将向负荷较大的C相发生位移，导致A、B、C三相电压不平衡，此时C相电压将降低，A相电压将升高。A、B、C三相负荷不平衡程度越大，系统中性点位移程度也越大，三相电压不对称程度也越大，产生的过电压的幅值越大，造成的损害越严重。

（2）主中性线在b点发生断线时，接在断点负荷侧的B相和C相的单相负荷相当于串联后连接在B、C两相（380V）上，造成负荷大的C相电压低，负荷小的B相电压高。假设B相负荷功率为60W，C相负荷功率为120W，那么此时B相负荷两端的电压为253V，C相负荷两端的电压为127V，接在B相上的负荷将烧损，而由于C相电压过低，C相负载将无法正常工作。如果B、C两相负荷相同，则两相相电压均为190V，也无法维持大部分负载的正常工作。

（3）主中性线在c点发生断线时，连接在断点负荷侧的单相负荷，其相线、中性线都带电，但没有电压，因此，设备将不能正常工作。

综合以上分析可知：主中性线断路后，正常工作的设备串联到380V回路中，将加大三相负荷的不平衡程度，引起系统中性点更大的位移，三相电压的不对称程度也会加大，进而造成小负荷设备两端电压增大，大负荷设备两端电压降低；因此，大负荷设备将不能正常工作，但不会被烧损；而小负荷设备将会被烧损。

3.2故障处理及防范措施

（1）加大对380V配电网中中性线的重视程度，加大对配电网络的检查力度，组建专门的巡视小组，制定奖惩措施，对因工作失误而产生的中性线断线故障按有关规定严格处置，巡视中发现线路老化、机械损伤、破损、断裂等问题时应立即进行上报处理。

（2）对不符合相关规定的线路进行彻底改造，避免因线路问题导致中性线断线故障的发生，由于铝线机械强度差，表面易发生氧化，通常会在接线端子处产生打火现象进而导致断股，因此主干线应换为铜导线，中性线的截面积选择、安装工艺应与相线一致，使档距内导线的机械强度弧垂与相线处于同一水平。

（3）定期检查三相负荷情况，确保三相负荷不平衡程度满足相关要求，对中性线流过的不平衡电流进行测量，确保不平衡电流在合理范围内，避免中性线流过过大的电流导致烧断。

（4）重要部位的线路应安装合理的保护设备，确保中性线有足够的绝缘强度。

4.结束语

目前三相四线制的配电网络是我国最主要的供电方式，中性线作为三相四线制中的重要部分，往往得不到运维人员的足够重视，存在着很多问题。因此，相关单位及部门应及时对供电线路进行检查，对故障原因进行总结分析，找出问题后对各相线负荷进行相应调整，尽量做到三相平衡。物业管理单位也制定相应管理办法，严防类似事故发生，保证安全用电。

参考文献

[1]赵如国;刘宸;沈利平;;泛在电力物联网在低压配电网中的应用[J];吉林电力;2019年06期

[2]茅倩;申镇;施文波;许斌锋;;低压配电网故障及其解决方法[J];中国高新科技;2019年19期

[3]周佩祥;陈瑜;石宏;;低压配电网故障原因及其对策研究[J];湖州师范学院学报;2017年10期