浅谈低压线路重复接地林东升

林东升

摘要：在低压线路中的零线,既是负载电流的重要通路,也是提取电压的必要条件。本文通过对零线重复接地的基本规定、零线断开所带来的危险以及零线断开的原因分析等的介绍,结合实际深入剖析低压线路零线重复接地问题,分析了零线断线造成电压偏移而对设备和人身安全带来的严重后果,并以此为基础指出在实际的零线重复接地中所应关注的几方面要点,提出重复接地的有效的故障保护措施。

关键词：零线；断开；低压线路；重复接地

近年来，由于在低压配网没有完全实现线路重复接地，特别是在偏远农村地区，原线路设计不完善，零线断落导致用电客户家电损坏事件时有发生，给用电客户造成了巨大的经济损失，同时也使电网公司造成了极大的安全隐患，所以对低压线路重复接地的研讨刻不容缓。

1.零线重复接地

1.1基本规定

零线重复接地是指380/220V中性点直接接地的低压线路中,除配电变压器中性点接地之外,低压架空线的干线和分支线终端零线重复接地,线路长度超过1km再将零线重复接地。低压配电接地系统对于零线的重复接地是十分依赖的。

在低压线路中,低压电网中的零线,一方面既是提取电压的必要条件,另一方面还是负载电流的重要通路。工作接地、保护接零线网以及重复接地所构成的保护接零系统,三者缺一不可。但是在实际的低压线路管理中,发现某些单位已安装完毕的低压配电点并为实现真正的零线重复接地,这种低压线路的管理方式造成了潜在的电路使用隐患。

1.2零线断开给低压线路带来的危险分析低压线路在运行中由于热效应、氧化以及机械力等因素的影响,零线常会发生断线的故障。零线发生故障,而保护措施又跟不上的话,就会给低压线路、用户等带来危险。

1.2.1零线断开造成中性点发生位移。中性点接地线断开,造成三相负荷不平衡,配电器变压器的三相中性点就会随着三相负荷的变化而变化,进而导致三相电压各处不等,这就是中性点发生位移。在零线断线并有相线接地短路的情况下,中性点会发生严重位移,给用户的使用产生潜在的使用危险。中性点发生位移之后,中性点就会向负荷大的一相发生位移,进而使负荷大的一相电压降低、负荷小的电压升高。在这种情况下,若保护措施跟不上,可使用电设备烧坏。经过实测验证,负荷小的相线,在零线断开中性点发生位移的情况下,其相电压就会由原本预设的220V升高至380V,远远的超出了用电设备额定的电压。据不完全统计，每年在基层供电所低压线路中，由于此类事故造成的用户用电设备损坏41台，直接经济损失约3.2万元。

1.2.2零线断开带来的电气设备漏电危险。在低压线路中,零线的断开并未导致变压器的中性点发生位移,但是断开的零线依旧带着相电压。在低压“接零”保护中,若发生零线断线事故,电气设备一旦漏电,而且在断线后面的某一电气设备又发生一相碰壳接地短路故障,故障电流通过触及漏电设备的人和变压器的工作接地构成回路,相电压成为线电压。可大面积烧毁用电设备,后果惨重;同时还失去保护作用,给人体造成直接的使用威胁。

1.3低压线路零线断裂的原因分析

1.3.1低压线路中零线截面小于相线截面。规程规定三相四线制线路的零线截面不宜小于相线截面的50%。近些年经济的发展,原有的低压架空线路途经的农田转变为公路,但是由于线路维修资金为题,导致这部分线路不能得到及时的改造。在受到外力如超高的大货车经常把垂直式布线的低压线路的零线弄断,或是其他原因的破坏时,零线断开的机会就远高于相线。

1.3.2低压线路短路时造成的零线断开。由于零线截面较小,因而,相较于相线,零线弧垂增加的幅度就偏大。当低压线路分支末段附近发生单相短路、故障点距离配变距离较远时,就会造成配变容量的增加。单相短路电流较长时间流经相线与零线时,导致导线过热而引起弧垂增加。在相线弧垂与零线弧垂相等的情况下,小于相线截面的零线截面,面对的导线应力就比较大。

1.3.3人为破坏导致零线断开。经济的高速发展,促使有色金属的价格上升。一些不法分子就将偷盗得手伸向了低压线路。如当低压线路经过一间正在建的房屋,被不法分子弄断线路,用电设备回路过来的相电压,对其他两相上所带的用电器来讲,电压又发生了严重升高问题,相电压成为线电压,同样造成零线断开。

1.3.4导线接头管理不善被氧化导致零线断开接户线与进户线之间接头也会由于金属导线连接氧化的问题导致零线断开现象的产生。此外,低压线路在铜、铝线的连接处,由于自然因素的影响导致线路接头接触不良。由最初的放电向氧化电蚀加剧,最终导致低压线路导线的断裂,进而造成零线断开。特别关注的是,即使是同一金属,在导线的接线处,如果施工工艺存在问题,也会随着时间、导线的使用,产生零线断开的问题。

由以上分析可知,低压线路采用零线接地能够实现对低压配电设备及电力用户设备的安全保护升级,减少供电企业因低压线路缺零而造成电力用户设备的烧毁的经济赔付,是较为理想的低压线路管理方法。

2.低压线路零线重复接地的探究

零线重复接地不仅可以避免低压线路零线断裂的后果,而且对于导线的沿墙线、进户线连接处发生问题时,还可以保证相电压的正常。即使发生单相短路时,保证低压线路零线电流的分流,减小低压线路的线损,进而保证其他的两相相电压也可以保证低压线路的正常工作。下面,将结合实际的低压线路管理实际,分析低压线路零线的重复接地。

2.1保障人身安全的需要

在低压电网中,当某一处零线断线后,在断线后的电网中保护接零的电气设备金属外壳上出现电压,有了重复接地之后,烧毁设备和危及人身的事故就不会发生,并仍可正常供电。实现低压带电线路的零线重复接地,能够减小因零线断开而产生的人体触电危险。当零线断线并有一相产生故障时,设备的外壳电压与相电压相接近,这就给人体触电造成潜在的较大隐患。但是零线重复接地的重要性常常被人们忽视。因而,在设计线路时,就应将这一可能危及到用户人身安全的潜在危险考虑在内,通过零线的重复接地就能够降低上述因零线断开而给人体触电带来的危险,可防止或减轻零线断线的危害。

2.2增大短路电流,加速熔断器的熔断

在不同的低压线路管理中,所产生的电流是不同的。当低压电网某一相漏电或接地时,通过重复接地,就近构成短路,零线接地所产生的短路电源电流大于原有的零线不重复接地状况。正是由于零线重复接地的,使线路保护断路器跳闸或保险丝迅速熔断,排除故障。使得发生短路时的电流能够使熔断器快速的熔断,从而保护到整个低压线路使用的安全性。

2.3降低故障设备外壳的对地电压

当低压电网三相负荷不平衡或零线断线时,造成零线电压升高,“接零”保护的设备外壳带电。有了重复接地,零线电位通过多处接地,电压不会升高。故障设备外壳的对地电压带电,就会造成零线电压升高,进而产生“接零”保护的设备外壳带点。通过零线重复接地,可以使零线电位通过多处接地,使故障设备的对地电压不致升得过高。

2.4维持零线断开后三相电压的平衡与稳定

当低压电网遭受雷击时。雷电将通过多处重复接地点引入大地,保护了设备和人身安全。在没有实行零线重复接地的情况下,如果发生相零短路,那么负载将承受380V相电压,给用户的家用电器使用造成危害。重复接地情况下,单相短路电流将通过重复接地——大地——工作接地极——变压器而形成封闭的回路,可以降低零线的对地电压。从而实现依据负载的阻抗来分配电压以及促进两相负载承受的电压低于线电压的两大优势,同时还可以改善低压电网的防雷性能。

3.低压线路零线重复接地所应关注的要点

3.1进户线的零线重复接地

低压电线在实施零线重复接地管理时,在接户线引下至接线支架后进户线之前,零线应重复接地。在此过程中,为保障低压线路零线重复接地效用的发挥,应注意的是零线重复接地装置应避免与用户的插座保护接地装置共用,换言之,也即零线接地与用户的插座接地装置之间不应存在金属性的联接。

3.2干线与分支线终端零线重复接地问题

在低压电线的干线、分支线终端零线的重复接地,依旧难以避免接户线连接处与沿墙线、沿墙线与接户线连接处零线断裂的问题。将零线重复接地之后,若再发生零线断裂的情况,断裂之后的零线还可以通过该点之后的重复接地装置以及配变中性点的接地装置之间构成回路,进而保证三相电压之间的基本平衡。

3.3做好新装变压器的功率分析表,保持三相负荷平衡

零线断线的绝大部分是由于零线自身的电流过大,造成低压线路接头断开而造成的。因此,所有焊接驳口采用连续双面焊,应尽可能的维持三相负荷的平衡,做好零线重复接地线与零线接口位的绝缘处理工作,合理分配三相负荷,搭接处应做圆弧处理,以保障三相负荷的平衡度。

3.4零线的接地电阻

虽然零线多次重复接地,而且接地的阻值比较低,一般接地电阻要求不大于10欧,以减轻人身触电的危险。为保障设备外壳的对地电压相对较小一些,零线电阻阻值的选取,可根据低压线路的实际情况选取。与此同时,为保障零线重复接地的施工安全,还应在施工时保证施工的质量,加强维护低压线路中零线的维护与管理,进而杜绝零线断线问题的产生。如果零线的接地电阻达不到需求还可以通增加接地极的方式,来达到所要求的效果。

4.结束语

经过对上述低压线路零线重复接地的分析,以及实际的管理中所应关注要点的探究,可以得出这样的结论:通过对零线的重复接地的设计,实现接地阻值的降低,进而减少因零线断开而造成的设备损坏的机会,能够保障设备以及用户的使用安全。但是,上述结论主要是通过改善低压线路设备的技术来实现的，在日常的低压线路维护与管理方面,通过加强管理质量,实现杜绝零线断线现象才是最好的方法。比如,将水平地极埋深至室外地下80cm～100cm处；与此同时,有关水平面与垂地极连接点处应用电焊进行焊接,焊接的厚度要大于8mm，接口的长度要大于120mm，焊接后对于存在的边角茬进行及时的处理以及涂抹两遍防锈漆以防止电线接口处的氧化现象发生。

5、致谢

在论文的写作过程中遇到了无数的困扰和障碍，都在各位同事的帮助下度过了。在此向帮助过我的各位技术人员、同事们表示最忠心的感谢！

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