我们都知道中性线在星形连接中是很重要的,而我们所使用的配电变压器主要以星形连接,所以中性线在供电系统中也是非常重要的,接下来我们就分别分析中性线断开后在不同类型的供电系统中的影响。
什么是中性线
在电源的星形连接中我们一般将从绕组的首段引出的导线称为相线,将三个相线的连接点也就是中性点引出的导线称为中性线。
因为我们的供电标准是频率为50HZ的正弦交流电,所以在正常情况下星形连接的三个相线的电压大小相等,相位角相互滞后120度。就像三根长度相等相互制约的绳子,第四根绳子将三根绳子固定在一个点,当第四根绳子断开(中性线断开),三根绳子的长度虽然不变(线电压不变),但与第四根绳子就会有位移(负载之间电压就会改变),有的近有的远(有的电压大,有的电压小)。当电压大于电器的最大电压时就会导致电器烧毁,当小于电器额定电压时,电器就无法正常工作。
中性线断开在各供电系统中的影响
一、中性线与零线
其实中性线与零线是有区别的,在国标GB16895中定义中性点接地后引出的导线被称之为零线,用N表示。
二、供电系统分类
供电系统可分为TN系统、TT系统和IT系统,我们生活常用的供电系统有TN系统和TT系统,而TN系统又可分为TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。
三、中性线断开在各供电系统中的影响
1.TT系统
TT系统的保护接地PE线不与零线一起接地,是单独外接的一个线。如上图,当零线断开时,第二个用电设备的电流回路无法从总零线通过,电流会通过第一个用电设备的零线,这就导致A和B之间的电压也就是加在设备之间的电压从相电压220V上升至380V,一般的单相设备最大可承受电压也就是250V左右,这就导致单相设备烧毁,这也是造成
同一配电变压器下用电用户的电器大面积烧毁的原因。
2.TN系统
TN-C系统
TN-C系统的特点是工作零线与保护线合成同一根线PEN线,设备的零线和外壳(接地线)都接在同一根线上。
如上图,当主线零线断开,断开点的后边部分会带电,因为PE线与N线是同一根线,所以接在PEN线上的设备金属外壳也会带电,当人接触到时就会触电,危害人身安全,
同时单相设备的电压会突升至380V,导致电器烧毁。
TN-C-S系统
TN-C-S系统的特点是前边一段可以按照TN-C系统只是用一根保护零线,后边部分可以将保护PE线与工作零线N分开。
当总零线前段断开,前半部分就跟TN-C系统一样,设备的外壳会带电,危害人身安全,同时单相设备因电压过高烧毁。
如果只是后半部分断开,设备的外壳不会带电,但单相设备仍然会因电压过高烧毁,对于三相设备,会导致三相的电压不相等,有的高有的低,影响电器使用寿命甚至烧毁电器。
TN-S系统
这个系统也就是我们说的三相五线制系统,保护PE线与工作零线N分开铺设,对于保护线PE要单独接线,不能跟N线一起接到空开上。这种系统安全在于当零线带电设备的外壳也不会带电,也不会造成接地故障,但是仍然逃不过因电压过大烧毁电器。
铺设零线时的要求标准
根据国标GB50194标准规定,对于零线的要求如下:
1.零线的导线截面积不应小于相线截面积的1/2。
2.保护零线和保护地线应采用焊接、压接、螺栓连接或其他可靠方法连接,严禁缠绕或钩挂。
3.对于移动式或手持电动工具的保护零线。
4.各设备的保护零线应并联接地,严禁串联。
如果中性线断开,就会影响电器的使用寿命甚至烧毁电器,在TN-C供电系统中如果零线断开就会导致人体触电的风险,危害人身安全,所以为了保障人身安全,接地保护一般都会重复接地,同时工作零线的线号和接线工艺的要求也特别高。