“断零”的防范与安全的接地（1）

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                        摘要：某相内设备大量烧坏的主要原因是三相四线回路的中性线（包括TT系统的中性线和TN系统的PEN线或中性线）断线引起。在我国它常被称作“断零”。
  
关键词：三相四线 配电回路 断零   
   
“断零”的防范  
　　三相四线配电回路内有时会发生某一相或两相设备大量烧坏的情况。有时同行认为这是三相负载不平衡造成三相电压不平衡引起的，负载轻的一相电压最高，使这一相的设备大量烧坏。这一解释只道出了部分原因，它还另有更深层次的原因。某相内设备大量烧坏的主要原因是三相四线回路的中性线（包括TT系统的中性线和TN系统的PEN线或中性线）断线引起。在我国它常被称作“断零”。  
一．“断零”的危害  
　　“断零”的危害可用图1来简单分析。图中相线L1未带负载，L2带-150白炽灯泡，L3带-15W白炽灯泡，三相负载非常不平衡。若以电压表测量三相电压，如果中性线未断线，会发现三个电压并没有多大的差异。这是因为这三相都是相同的220V绕组电压供电，他们的电压差异只在于三根相线上不同负载电流产生不同的电压降。而按照规范规定，相线和中性线上的总电压降最多不超过5%，所以仅是三相负载不平衡是不会烧坏某相内的设备的。  
先假设白炽灯泡前的中性线因故中断，如图1中所示，则150W和15W灯泡成为串联后接在一个380V单相回路中。我们知道白炽灯泡基本上个电阻性负载，其阻值R与功率P成反比，也即R∝1/P  


  
图1  
　　因此，如果150W灯泡的电阻为R，则15W灯泡的电阻为10R，这样380V电压就按1与10的比例分配在两个灯泡上。150W灯泡上的电压仅为35V，而15W的灯泡上电压则高达345V，它不久即被烧坏。为进一步分析清楚，可作图1的电压相量图，如图2所示。从图可知三相回路相间电压仍为380V不变，负载侧的中心点由O点转移到O’点，中性线对地电压达190V（在TN系统中，它可引起电击事故），而空载的L1相电压则高达364V，三相电压极不平衡。  


  
   
　　白炽灯的寿命T与施加电压U的14次方成反比，即T∝1/U14  
　　施加电压越高，灯泡寿命越短。需要说明的是，白炽灯的寿命是指光通量降至额定光通量的70%的使用时间。图1中15W的灯泡正常寿命为1000h，则按上式计算其寿命将缩减为1.9h。电视机显象管灯丝的寿命在此情况下也难免有很大程度的缩减。电视机电压过高时将因铁损增大而发热，电压过低时则因铜损增大而发热，这都使发动机绝缘老化加速而缩短寿命。所以发生“断零”时发动机的绝缘寿命不论电压高低总难免缩短，但它对电压高低的敏感程度不如白炽灯泡严重。  
　　“断零”烧设备的危险还在其隐蔽性，因为“断零”后虽然设备寿命缩短，但在开始的一段时间内灯泡依然亮，电动机依然转，人们难以即使发现故障而加以排除，待设备大量烧毁后才发现是“断零”引起，这时为时以晚。