siemens x
工業(yè)連接

中性線斷線和過電壓保護(hù)

2025China.cn   2008年06月17日
  中性線斷線后會造成用電設(shè)備過電壓燒毀。圖1中,中性(N)線是電源中性點(O1)和用戶中性點(O2)之間的連線,在沒有斷線前,如圖1a,電源中性點和用戶中性點之間基本上電位差是相等的。一旦中性線斷線后,如圖1b中O1、O2不再重疊,用戶側(cè)中性點UO2就會發(fā)生電位移。這樣在用戶側(cè)各相電壓發(fā)生變化,出現(xiàn)一高二低或一低二高。在電壓升高相上會產(chǎn)生過電壓,嚴(yán)重時會造成用戶的用電設(shè)備燒毀。還可能受到用戶的投訴,要求給予賠償。在用電設(shè)備日趨增長的今天,這已引起電力企業(yè)重視?,F(xiàn)通過現(xiàn)象分析并找出過電壓保護(hù)的方法。

1

圖1中性線(a中性線未斷b中性線已斷)

1中性線上安裝重復(fù)接地實現(xiàn)過電壓保護(hù)

  已往在中性線上安裝重復(fù)接地,作為過電壓保護(hù),這樣在發(fā)生斷線后,O1、O2就可以通過重復(fù)接地繼續(xù)連接。

1.1從技術(shù)上分析

  設(shè)斷線后O2點電壓位移為60V,重復(fù)接地電阻加上變壓器中性點主接地電阻共20Ω(這是比較理想值)。在不同負(fù)荷下經(jīng)過計算電壓位移如圖2所示。

1

圖2重復(fù)接地效果曲線

  從圖2看出,只有負(fù)荷在10kW以下,有降低電位移效果,在負(fù)荷較重時效果不明顯。如實際負(fù)荷為30kW,只使電位移從60V降為53V,只下降了7V,作用很小。重復(fù)接地是半世紀(jì)前的技術(shù),它適用于10kW以下負(fù)荷很輕的線路,負(fù)荷稍重時它的作用很小。

1.2從經(jīng)濟(jì)上分析

  這個辦法投資大且效果差。每一個重復(fù)接地就要在大地上打入不小的鋼管,其費(fèi)用大。一個低壓電網(wǎng)要設(shè)置多個重復(fù)接地,一個縣級企業(yè)有幾千個低壓配電網(wǎng),就要設(shè)置幾千乃至幾萬個重復(fù)接地,加起來耗資十分巨大(幾百乃至上千萬元)。即使能做到,今后維護(hù)工作量也頗大。從經(jīng)濟(jì)上分析投入產(chǎn)出比不合算。

  在我國,以往低壓電網(wǎng)上實際重復(fù)接地安裝率不高。這是20世紀(jì)初期的技術(shù),應(yīng)考慮淘汰。

1.3新技術(shù)挑戰(zhàn)和機(jī)遇

  目前我國普遍推廣剩余電流動作保護(hù)器,這種保護(hù)器是不允許在保護(hù)范圍內(nèi)的中性線上設(shè)置重復(fù)接地。否則,保護(hù)器運(yùn)行會發(fā)生誤動或拒動等不正?,F(xiàn)象。因此對線路上即使已裝了重復(fù)接地的,在投運(yùn)總保護(hù)器時也應(yīng)拆除。本項技術(shù)遇到了新技術(shù)挑戰(zhàn)。

  推廣剩余電流保護(hù)器,對防止中性線斷線又是一個機(jī)遇。我國普遍推廣剩余電流保護(hù)器,要求每個用電戶都應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)器。這樣在家用保護(hù)器附加上過電壓保護(hù)功能,就實現(xiàn)了過壓保護(hù)。一旦發(fā)生過電壓就可切斷本用電戶,確保其他用戶用電設(shè)備安全。這只是在現(xiàn)有保護(hù)器上附加一些元件保護(hù),其投資很小。因此,該辦法的投入產(chǎn)出比,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)重復(fù)接地。

  這個辦法推廣中出現(xiàn)了誤動多的缺點,在熱了一陣后又冷了下來。其原因是過電壓保護(hù)值選擇太低,動作速度太快。

2中性線斷線引起過電壓的現(xiàn)象

  中性線斷線引起用戶端O2點位移產(chǎn)生過電壓。這個過電壓和用電負(fù)荷的平衡程度有關(guān),假設(shè)用電負(fù)荷是平衡的(接相同數(shù)量的白熾燈),那末就不會發(fā)生過電壓情況。但是用電負(fù)荷是動態(tài)變化的,在一天內(nèi)很難一直保持平衡。設(shè)某時段A相上關(guān)了部分燈使負(fù)荷減輕,這樣A相上會發(fā)生過電壓,剛開始過電壓幅度不大。時間一長(例如幾十分鐘),A相上第一盞燒壞。這促使A相負(fù)荷減輕,A相過電壓加劇。這又促使第二盞燈加速燒壞,這促使A相負(fù)荷進(jìn)一步減輕,過電壓進(jìn)一步加劇?!绱瞬粩嗉铀傺h(huán),直至A相上燈泡全部燒壞,O2點位移到BC相的中間點上,A相電壓從220V過壓到330V。下一步的過電壓循環(huán)就發(fā)生在B、C相之間,如果B負(fù)荷輕則B相過電壓,可能導(dǎo)致B相上燈泡燒壞。最終只剩下C相上不會燒壞。在這變化中,也可能因用電負(fù)荷的突然變化而中止,只燒毀了部分電器設(shè)備。

  這個現(xiàn)象類似雪崩,在山頂微小的不穩(wěn)定,使一個小雪團(tuán)從山頂滑下,在下滑過程雪團(tuán)越滾越大,越滾越快,最終形成大面積雪山崩塌。

3低壓系統(tǒng)上過電壓的幾種情況

  大氣過電壓幅值為幾萬伏,歷時幾至幾十微秒時間內(nèi)形成。它容易引起絕緣擊穿。

  操作過電壓幅值為幾百伏至上千伏,歷時幾至幾十毫秒,一般不會引起絕緣損壞。但現(xiàn)在弱電元件開始廣泛用到低壓系統(tǒng)上,這些元件在這種過電壓下會損壞,這類事故呈上升趨勢。

  中性線斷路引起的過電壓幅值為幾十至上百伏,歷時幾十至幾千秒時間內(nèi)形成。例如,一只220V的白熾燈,如果發(fā)生380V過電壓,燈泡發(fā)白,燈絲過熱經(jīng)歷幾十秒后燈絲燒毀。又如,一只220V電源變壓器,如果發(fā)生380V過電壓,鐵芯高飽和引起勵磁電流加大,可以經(jīng)歷上百至上千秒,最終變壓器過熱燒毀。由此可見,中性線斷線引起過電壓有一個潛伏期、高速發(fā)展期及最終結(jié)束期。其速度為幾十秒至幾百、上千秒。因此選擇過電壓保護(hù)的動作速度可以有大的延遲。

4結(jié)束語

  除了中性線斷線外,另一種常見的過電壓是接錯線。錯將380V供給220V用戶,這是危險的。

  根據(jù)上面分析中性線斷線過電壓發(fā)生發(fā)展和損壞是一個比較長的過程的規(guī)律。因此,改進(jìn)辦法是過電壓保護(hù)動作應(yīng)當(dāng)有足夠的延時,動作值也應(yīng)當(dāng)提高。這可以躲過電網(wǎng)中的過電壓,減少誤動作。

  具體建議過電壓動作值為兩階段:280~300V延時1~3s,360~380V時瞬動(無延時)。

  提高動作電壓可能會在中性線斷線發(fā)生過電壓時,會燒毀最初一小部分電器(尤其是幾盞白熾燈),但一旦燒毀最初幾盞燈后,過電壓突破280~300V后,過電壓保護(hù)即會發(fā)生作用,把剩下電器全保護(hù)了。

  因此在家用剩余電流保護(hù)器內(nèi)附加過電壓保護(hù)功能是投入產(chǎn)出比大的好辦法。

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:中性線 斷線 電壓 保護(hù) 我要反饋 
2024世界人工智能大會專題
即刻點擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機(jī)器人下載中心
西克
2024全景工博會
專題報道