新疆独山子石化供水供电公司，新疆 克拉玛依 833699
摘要：2017年某日，辖区内某小区发生居民家用电器大面积烧毁故障，此次故障从排查到处理用时长，经济损失40余万元，并对居民用电造成严重影响，通过事故原因、事故分析、事故总结得出以下结论：1、当三相负荷严重不平衡时，负荷中性点发生严重偏移；2、零线断线时又发生了相线对地短路，则中性点位移会更大；3、负荷小的相则相电压可升高到３００Ｖ左右，超过了家用电器的额定电压使家用电器被烧毁。
关键词：三相不平衡；危害；断线故障；重复接地
1、事故原因
2017年8月10日，我区某居民区发生大面积居民家用电器烧毁故障，白天多数住户未发现异常，晚上用电时部分住户才发现问题。具体表现为冰箱无法工作；有的住户照明灯非常亮，而有的照明灯则非常暗，个别节能灯都无法点亮；有的住户在打开电视电源开关时，只听“啪”一声，就无任何反应；空调风扇等家电均无法正常工作。应急小组检查发现，故障是因为该住宅楼进户主电缆中的零线于电源干线当中的零线接头断开所致。据统计此次零线断线故障共计烧毁：彩电16台、冰箱32台、空调19台，居民损失近40万元左右。此次故障从排查到处理用时长，造成的巨大经济损失，对我区居民用电造成不良影响。
2、事故分析
通过应急小组成员的分析，确定同类事故有如下共同点：
2.1零线断线分析
我国普遍采用TN低压配电系统，从变压器中性点引出的线叫中性线，又叫零线，主要作用有，用来接单相220V的负载，传载单相电流和三相不平衡电流。减小负载的中性点电位漂移。N线的阻抗在毫欧级上,其负载中性点不平衡电压是N线电流在N线阻抗上的压降,其值很小,即使三相负荷严重不平衡，也足以将负载中性点电位钳制在电源中性点电位上。而接地电阻在欧姆级上,比N线阻抗要大几百倍,根本就没有可能将负载中性点电位钳制到电源中性点电位上。所以N线断后，当三相负荷严重不平衡时，负荷中性点发生严重偏移是必然的。负荷中性点将向负荷大的那相位移，负荷大的那相电压降低了；而负荷小的相电压升高了，三相负荷不平衡程度愈严重，负荷中性点位移量就越大。若在零线断线时又发生了相线对地短路，则中性点位移会更大。负荷大的那相电压降低３０—６０Ｖ，使白炽灯发红，日光灯和家用电视不起动；而负荷小的相则相电压可升高到３００Ｖ左右，大大超过了家用电器的额定电压，此时若空开不动作，可使家用电器被烧毁，断零后，外壳漏电，则容易发生触电危险。
2.2三相电压不平衡分析
引起三相电压不平衡的原因有多种，如：单相接地、断线谐振等，应急人员只有将其正确区分开来，才能快速处理。
（1）断线故障引起的不平衡，如果一相断线但未接地，或断路器、隔离开关一相未接通，电压互感器保险丝熔断均造成三相参数不对称。上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压都降低，其中一相较低，另两相较高但二者电压值接近。
（2）接地故障引起的不平衡，当线路一相断线并单相接地时，虽引起三相电压不平衡，但接地后电压值不改变。单相接地分为金属性接地和非金属性接地两种。金属性接地，故障相电压为零或接近零，非故障相电压升高1.732倍，且持久不变；非金属性接地，接地相电压不为零而是降低为某一数值，其他两相升高不到1.732倍。
（3）谐振原因引起的不平衡，随着工业的飞速发展，非线性电力负荷大量增加，某些负荷不仅产生谐波，还引起供电电压波动与闪变，甚至引起三相电压不平衡。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆谐振引起三相电压不平衡有两种:一种是基频谐振，特征类似于单相接地，即一相电压降低，另两相电压升高，查找故障原因时不易找到故障点，此时可检查特殊用户，若不是接地原因，可能就是谐振引起的。另一种是分频谐振或高频谐振，特征是三相电压同时升高。
3、事故总结
应急小组成员查看历年的事故记录发现，我区曾发生多起因三相电压、电流不平衡导致的事故，对此应急小组对我区所有同类事故深入的了解及研究最终得出以下结论：
总结：
（1）零线传输三相不平衡电流，既然三相有不平衡电流，必然会导致中性点产生漂移。N线阻抗毫欧级，不平衡电压导致的不平衡电流就很小，将中性点电位钳制至零电位。所以零线不允许断线，而且接地电压不能太高。在TN-C系统中，零线既起中性点电位钳制作用，又起保护线作用。不能断零，若必须断则用于断开中性线的触头必须在其他触头闭合之前先闭合，在其他触头断开之后后断开。此时若零线断线又发生碰壳漏电现象。则设备外壳电压接近相电压，易发生危险。所以此类系统零线必须重复接地。
（2）重视低压配电网的规划工作，加强与地方政府规划等部门的工作沟通,避免配电网建设无序, 在配电网建设和改造当中对低压台区进行合理的分区分片供电，配变布点尽量接近负荷中心，避免扇型供电和迂回供电，配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。
（2）在对采用低压三相四线制供电的地区，要积极争取对有条件的配电设备采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端，这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现，同时要做好低压装表工作，单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀。
（3）在低压配电网零线采用多点接地，降低零线电能损耗。目前由于三相负荷的分布不平衡，导致了零线出现电流，按照规程要求零线电流不得超过相线电流的25%，在实际运行当中，由于零线导线截面较细，电阻值较相同长度的相线大，零线电流过大在导线上也会造成一定比例的电能损耗，所以建议在低压配电网公用主零线采用多点接地，降低零线电能损耗，避免因为负荷不平衡出现的零线电流产生的电压严重危及人身安全，而且通过多点接地，减低了因为发热等原因造成的零线断股断线，使得用户使用的相电压升高，损坏家用电器。此外对于零线损耗问题，在目前一般低压电缆中，零线的截面为相线的1/2，电阻值大造成了在三相负荷不平衡时，零线损耗加大，为此可以考虑到适当增大零线的导线截面，例如采用五芯电缆，每相用一个芯线而零线则用两个芯线。
（4）积极开展变压器负荷实际测量和调整工作。配电变压器的负荷实测工作看似简单，但是在实际工作中有几点需要注意，一是实测工作不能简单地测量配电变压器低压侧Ａ、B、C三相引出线的相电流，而且要测量零线上的电流，或者是测量零线对地电压，从而可以更好地比较出三相负荷的不平衡情况，二是实测工作要向低压配电线路的末端和分支端延伸，这样可以进一步发现不平衡负荷的出现地点，确定调荷点，三是负荷实测工作既要定期开展也要不定期开展，尤其是在大的用户负荷投运和在高峰负荷期间，要增加实测的次数，通过及时的测量配变低压出线和接近用户端的低压线路电流，便于准确地了解设备的运行情况，做好负荷的均衡合理分配
4.结束语
故障的分析、诊断、处理，就应该像一名医生一样，不能只把故障处理了就满足现状，将多年的事故、故障原因放在一起分析它们的共同点，我们就能找到更深层的因素，而我们就是电气行业的医者，正视同类电气故障的共性，将它们治标更要治本，在施工中就将其消灭在萌芽状态正是我们的工作。
参考文献：
【1】韩凤玲,许承斌,柳焯;研究故障运行模式提高分支电网故障定位的可靠性[J];电力系统自动化;1997年08期
论文作者:朱建琨,邱长友
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第06期
论文发表时间:2019/6/21
标签：相电压论文; 负荷论文; 不平衡论文; 断线论文; 故障论文; 电压论文; 电流论文; 《工程管理前沿》2019年第06期论文;