TN系统中性线断线的故障分析论文_张顺利

(中国飞机强度研究所 陕西西安 710065)

摘要:某企业低压供配电系统发生一起中性线断线故障,造成了设备烧毁,生产线停产,造成了一定的经济损失,为防止类似事故发生,作者进行了认真分析。

关键词:中性线;低压配电系统;故障

2016年5月29日某企业厂房供电异常,厂房低压配电柜中性线(零线)接头烧断,导致试验设备UPS电源烧毁。此次停电直接影响生产。部分科研设备、办公室电器、监控摄像头损坏,厂房停产15小时,造成了一定的经济损失。

发生停电后,有关人员及时对停电故障进行处理,初步分析发生事故的原因和发生事故的线路,及时切除故障线路,保证正常线路用电。

一、事故现象

5月29日下午,厂房试验设备UPS电源停止工作,检查发现损坏严重,烧毁故障,电源线电压过高,万用表显示为280V。低压配电柜中性线接头螺丝处烧断。低压配电室三相电压异常,中性线带电。

二、事故处理

根据上述现象,经和其他同事商量分析后,果断采取断开107#变压器电源开关,又将各厂房各分柜的低压开关断开。

三、故障点查找

首先对故障位置进行分析,该系统由变压器、低压配电柜和低压电缆组成,低压配电柜中性线螺丝处烧断此为一处故障点;变压器电压异常,中性线带电,说明变压器也处存在问题,此为另一处故障点。

四、故障原因分析

企业低压供配电通常采用TN-S系统,即它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。系统正常运行时,专用保护线上没有电流,只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护PE线上,安全可靠。

对故障现象进行分析后认为,很可能是发生了中性线断线故障,而通常认为中性线断线有两种形式,如图1断点在中性点接地后和图2断点在中性点接地前。

如果发生图1所示的中性线断线,因为有重复接地,三相不平衡电流通过断线的中性线、重复接地装置、大地和变压器中性线接电装置回到变压器中性点,不会对用电产生较大的影响。

如果发生图2所示的中性线断线,因为断线点的位置在变压器的中性点上,三相不平衡电流无法与变压器中性点产生回路,所以会在电气设备上产生有高有低的电压,导致负荷较轻相的电压高,负荷较重相的电压低,接着负荷较轻上的电器就有可能因电压过高而烧毁。

中性线断线引起用户端U2点位移产生过电压,这个过电压和用户的平衡程度有关,假设用电负荷是平衡的,那么就不会发生过电压情况。但用电负荷是动态变化的,在一天内很难一直保持平衡。在某时段A相上负荷较轻,这样A相就会发生过电压,刚开始过电压不大,时间一长,A相负载烧坏,这又促使A相其他负载烧坏。如果B相负荷轻,则先烧毁B相负载,在这变化中,也可能因为用电负荷的突然变化而终止,只烧毁了部分电器设备。

具体分析是:

在手动断开107#变压器电源开关前,任何高压开关柜及各低压分柜开关均无跳闸现象发生,说明此时故障还未造成线路短路或接地现象发生。这种故障与我们平时所遇到的一般的高压电缆和低压电缆发生短路或接地现象完全不一样。

在检查变压器的过程中发现变压器中性线接在变压器底座螺丝上接头处松动,中性线铜排有烧黑现象,螺丝即将烧断。

至此,造成本次停电故障的原因是厂房低压配电柜(动力柜)和变压器中性线接头松动,在变压器三相电流不平衡时,中性线电流较大,接头处容易发热,最终导致中性线烧断。

五、存在问题及处理意见

为避免同类故障发生,造成不必要的损失,应加强低压配电柜与变压器的巡视检查,检查要全面仔细,发现问题要立即整改。针对本次停电情况,我们已经知道变压器以及配电柜中性线的重要性。

参考文献:

[1]乔新国,王金槐等 电气安全技术(第二版) 北京:中国电力出版社.

论文作者:张顺利

论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/31

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