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怎么防备“断零”致使的烧坏设备事端

2017-04-21 20:02分类:电工基础知识 阅读:

 

在中国频繁发作“断零”烧坏设备的事端,其要素是很凌乱的。方案中中性线截面挑选过细、线路施工中不留心采纳办法削减中性线接受的应力以及电气方案中过失地从上到下乱用四极开关,很多添加了中性线上不必要的联接点,都是致使“断零”烧设备事端的要素。“断零”烧设备事端频发的要素还在其荫蔽性,因为“断零”后尽管设备寿数缩短,但在这段时刻内灯泡仍然亮,电动机仍然转,咱们难以及时发现缺点而加以打扫,待设备很多焚毁后才发现是“断零”致使,这时为时已晚。那么怎么防备“断零”致使的烧坏设备事端,简略在这儿作个小结:

1.在三相四线供电修建物内有时会发作很多单相设备烧坏的事端,它是三相负载不平衡致使的吗?

不是。三相四线配电回路内有时会发作某一相或两相内单相设备很多烧坏的状况。有的同行以为这是三相负载不平衡构成三相电压不平衡致使的,负载轻的一相电压最高,使这一相的设备很多烧坏。这一解说不尽准确,它只道出了有些要素,还还有更首要更深一层的要素。单相设备很多烧坏的首要要素是三相四线回路的中性线(包含TT体系的中性线和TN体系的PEN线或中性线)断线致使。在中国它被俗称为“断零”。

2.为何“断零”后会发作很多烧坏单相设备的事端?

这可用图(一)的示例来简略地加以剖析。图中相线L1未带负载,L2带一个150W白炽灯泡,L3带一个15W白炽灯泡,三相负载十分不平衡。若以电压表丈量三相电压,假定中性线未断线,会发现三个相电压并没有多少区别。这是因为这三相都是由一样的220V绕组电压供电,它们的电压区别只在于三相纷歧样负载电流发作纷歧样的线路电压降。而依照规矩,相线和中性线上的总电压降通常不逾越5%,所以仅是三相负载不平衡是不会烧坏某相内的设备的,设备的烧坏还有要素。

现假定白炽灯泡前的中性线因故中止,如图(一)所示,则150W和15W灯泡变成串联后接在380V单相回路中。咱们知道白炽灯泡底子上是个电阻性负载,其阻值R与功率P成反比,也即

R∝1/P

图(一)三相四线回路“断零”后三相负载不平衡,三相电压也不平衡

因而假定150W灯泡的电阻为R,则15W灯泡的电阻为十R,这么380V电压就按1与十的份额分配在两个灯泡上。150W灯泡上的电压仅为35V,而15W灯泡上的电压则高达345V,它很快就被烧坏。为进一步剖析了解,可作图(二)的电压相量图,如图(二)所示。从图可知三相回路相间电压仍为380V不变,负载侧的中性点由O点漂移到O′点,中性线对地电压达190V(在无等电位联协效果的TN体系中,此电压不烧坏设备,但可致使电击事端),而空载的L1相电压则高达364V,三相电压极不平衡。

白炽灯泡的寿数T与施加电压U的14次方成反比,即

T1/U14

施加电压越高,灯泡寿数越短。需求阐明,白炽灯的寿数是指光通量降至额外光通量的70%的运用时刻。图(一)中15W灯泡接受电压为其额外电压的345/220=l . 6(倍),如15W灯泡正常寿数为十00h,则按上式核算其寿数将缩短为1 . 9h。这时灯丝没有烧断,但光效已很低。电视机显像管灯丝的寿数在此状况下也不免有很大程度的缩短。

电动机在电压过高时将因铁损增大而发热,电压过低时则将因铜损增大而发热,这都能使电动机绝缘劣化加快而缩短其寿数,但从前者的效果更严峻。所以发作“断零”时电动机的绝缘寿数不管电压凹凸总不免缩短,但它对电压凹凸的活络程度不如白炽灯泡。

图(二) 图(一)中“断零”事端的电压相量剖析

3.PEN线或中性线重复接地是不是可避免“断零”烧坏设备事端?

否。不少同行以及有些供电有些以为将PEN线或中性线(包含TT体系的中性线)作重复接地后,用大地通路替代中止的中性线作回来电源的通路,可避免烧设备事端。经相量剖析和核算可知这是不或许的。因中性线阻抗以若干毫欧计,而大地通路阻抗则以若干欧计,相差悬殊。“断零”后三相电压仍然严峻不平衡,仅仅程度稍轻一些,烧坏设备的时刻稍长一些算了,而TT体系中性线的重复接地却可致使一些安全风险。

图(三)用大地通路替代中止的中性线,三相负载不平衡,三相电压也不平衡

图(四) 图(三)的电压相量剖析

图(三)和图(四)为用大地通路替代中性线,在发作“断零”而三相负载又不平衡时三相电压严峻不平衡的状况。图(三)中三相负载为电阻性负载,其值别离为22Ω、220Ω和∞Ω(空载)。如图(三)所示,三相电压别离为150V、263V及273V,照旧严峻不平衡。其理如上述,为节省篇幅,不作详细阐明。假定中性线未断开,但中性线联接不良,触摸电阻太大,一样也将发作相似以大地通路替代中止的中性线致使烧坏设备的事端。

4.能否选用中国有的规范规矩的带“断零”防护功用的断路器来防“断零”损害?

中国有的方案规范中曾有装设中性线断线缺点维护的规矩。它规矩用查看TN体系中PEN线断线后电位添加的缺点电压使断路器跳闸来防“断零”损害。这种缺点电压型开关在20世纪20年代国外曾运用过,但30年代起即不再运用。因它需独自另设一个不受别的接地极电位影响的零电位接地极来查看PEN线的电位,这在修建物树立的城市里是难以做到的。而这种中性线断线缺点维护还请求断开PEN线,这又是违背IEC规范的底子安全请求的。所以这种防“断零”损害的规矩在理论上是难以树立的,在新规范中已不作规矩。现时有一种请求,在回路断路器上添加过电压防护功用,在“断零”过电压将很多烧坏设备时堵截电源。这恐是不规范的饮鸠止渴的低沉做法。因为当用电电压逾越正过失容许值后,设备寿数都将纷歧样程度上缩短,仅仅烧坏时刻长短纷歧样算了,并没有实在处理“断零”烧设备的疑问。

5.国际上对“断零”损害的防备有何办法和规矩?

兴旺国家现时能借装设查看三相电压不平衡度的查看仪器或智能型断路器在三相电压不平衡度逾越15%时报警或堵截电源的办法来防备“断零”损害。但这种仪器或断路器报价昂扬,不或许广泛选用,通常只在线路的选用和敷设上采纳各种办法,尽量削减“断零”的发作来避免“断零”焚毁设备。例如IEC规范规矩TN体系中的PEN线只能用在固定设备的电气设备内,不管相线截面积多小,PEN线的截面积不得小于十mm2铜线或16mm2铝线,以保证其机械强度,避免“断零”。例如一个三相四线回路的导线运用3×4mm2+1×十mm2铜线而不运用3×4mm2+1×2 . 5mm2或4×4mm2铜线。这时PEN线截面积不是相线截面积的1/3或1/2,而是2 . 5倍。这是因为在TN体系中假定PEN线折断,不光电气设备失掉接地,引起各种电气事端,还可因“断零”而致使很多单相设备烧坏,效果十分严峻。

关于只作载流而不作维护接地线的无谐波电流成分的三相回路中的中性线,IEC规范规矩修建物内当相线截面积小于或等于16mm2(铜)或25mm2(铝)时,中性线截面积应和相线截面积持平而不该小于相线截面积。当相线截面积大于16mm2(铜)或25mm2(铝)时,中性线截面积起码应为16mm2(铜)或25mm2(铝)。IEC这些规矩都是为了跋涉中性线的机械强度,以削减“断零”风险。假定三相回路内存在很多三次及其奇数倍谐波电流,中性线截面积有时还应大于相线截面积,但这是出于防回路绝缘的过热而非出于跋涉机械强度的思考了。

6.为防“断零”损害,在电气设备的方案设备中应留心哪些?

在中国广泛选用低压三相四线供电的条件下,为防备“断零”烧设备事端,在电气线路的方案、设备和办理中应留心做到以下几点:

(l)在三相四线回路中应恰当拓宽中性线和PEN线的截面积,以保证其机械强度,分外是从电杆到修建物电源线进线口的一段架空引进线十分易于折断,应按IEC请求铜线不小于十mm2,铝线不小于16mm2。

(2)采纳有用办法避免中性线接受过大的应力。

(3)留心中性线接头的联接质量,以保证中性线接头的导电杰出,应分外留心跋涉铝线的联接质量,因铝线外表很简略因氧化或腐蚀而不导电。

(4)在中性线上尽量削减线路端子联接和接头,并尽量少串入开关和触头,例如没有分外的需求尽量少装用四极开关,以防因其间性线触头和接线端子触摸不良而添加“断零”风险。

(5)制止在三相四线回路的中性线上串接熔断器,以防熔断器中的熔体因各种要素熔断而变成“断零”。

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