供电系统终端用户常见故障的防范措施 - 安防,免费资源,弱电技术,安防技术,智能化,金辉,金辉安防同盟,安全防范,电子技术,监控技术，摄像机

摘要：针对低压供电系统常见的漏电、短路、零线断线等故障问题，分析了此类故障对人及设备造成的危害，并论述了对此类故障的防范及保护措施。

1 引言
低压供电系统的正常运行直接关系到人们的工作、学习和生活，所以保证系统安全、稳定和无故障运行是至关重要的。而在低压供电系统中的漏电、短路及零线断线等故障是最常见的故障，由它们引发的人身触电事故、电气设备烧损及严重的电气火灾时有发生，所以必须对这些故障采取防范和保护措施。
2 单相短路或接地
(1)故障产生的原因单相短路或接地引发的原因通常是由于：①导线与保护装置配合不当，使得导线处于过载运行而开关拒动，导线过热绝缘损坏。②导线本身疲劳运行。③导线绝缘因受潮或腐蚀而损坏。④导线本身质量问题。⑤开关本身切断能力不够。
(2)产生的危害单相短路故障的危害是显而易见的，即发生短路时若保护装置不能及时动作，则导线过热引起电气火灾造成重大经济损失。
在TN—C—S低压供电系统中发生单相接地且同时发生PEN线断线，如图5中某设备与外壳相碰，且系统在S1处断线，则高电位会经PE线传至零线，使负载中性点发生偏移，对系统用电器造成危害。在某些施工现场无健全保护，一旦发生单相接地，设备外壳带电，对人构成接触电压。
(3)防范及保护措施为了防止导线过载运行、保护装置拒动而引起的故障，要求导线与保护装置的配合必须满足
（附1）
式中 Ij——被保护线路负荷计算电流，A
Iop(1)——保护电器延时脱扣器整定电流，A
Ial——被保护线路导体允许载流量，A
为了保证发生单相短路时保护装置可靠动作，必须具有相应的灵敏度
KLz·Iop(o) 式中 KLz——低压断路器的动作灵敏系数，取1．3
Iop(o)——保护装置瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流，A
Id——单相短路电流，A
采用带接地脱扣器型断路器，当发生单相短路或接地时会产生零压相从而使接地脱扣器动作，切断电源进行保护，所以无需采用为了加大接地故障电流而降低故障回路阻抗的措施，便可排除故障，这样既节省投资又可弥补低压断路器保护范围不足的缺陷。
3 漏电
(1)漏电的定义所谓漏电是指外壳为金属的用电器，工作时不允许外壳带电，由于某种原因引起绝缘损坏使其外壳带电进而对人形成接触电压的现象。漏电是介于正常和短路之间的一种故障，可以说漏电就是短路的前奏，及时排除这类故障是防止短路的有效措施。
(2)漏电故障的危害由前所述可以得出漏电发生的前提是电气设备外壳是金属而其作用只限于封闭与美观等，工作时不参与导电。而灯具类电气设备其外壳一般为玻璃、塑料、透明陶瓷等材料，所以不会发生漏电现象。故可能发生漏电的设备是外壳为金属且工作时不可带电的一类电气设备。危害的对象则是当该类设备发生漏电时接触设备的人，而且故障不排除，发展下去就会演变为短路，造成相关一系列危害。
(3)漏电保护原理如图1所示，设备未发生漏电时，设备内绕组导体未与外壳接触，这时流人电气设备电流IL与流出电气设备电流IN二者大小相等，方向相反，故有IL+IN=0，故与线圈交链电流为零，Φ=0，脱扣装置不动作。
当电气设备内部绕组与外壳相接触时，流人电气设备电流IL与流出电气设备电流IN不相等，差值为I漏。所以这时(注意IL、IN“方向相反)IL+IN=I漏，故与线圈交链电流不等于零，产生Φ，经放大处理，产生F，使脱扣机构动作。
(4)漏电保护接线
漏电保护的空气开关一定要将火线和零线同时接人，不可接PE线。电气设备的α、b、c三点分别接在设备的插座上如图2所示。电源插座接法如图3所示。
4 零线断线
4．1 零线断线造成的危害
在常见的TN—C—S低压供电系统中，当零线N(或PEN线)发生断线，如图5中S2处断开，则负载中性点将发生偏移，由电路理论可推出负载中性点电位公式。对图4等效电路由节点电压法有
UN′=UA-IAZA UN′=UB-IBZB
UN′=UC-ICZC
所以
（附2）
负载中性点电位偏移将引起负载侧回路过电压或欠电压，严重时会烧坏家用电器。例如：某单位家属区采用TN—C系统，3号楼一单元、二单元、三单元，分别接三相电源A、B、C。某日，发生二单元家用电器被烧坏，三单元严重欠压，而一单元却正常工作。经检查发现零线断线，且断线并来落地如图6(G点)。由图中可以看出，这里A相负荷一单元承受电压未变，而二单元和三单元则由于零线断线变为二个单元负荷串联在线电压UBG之间，由于二单元负载阻抗大(分压过大)发生过电压，使电器烧坏，而三单元由于负载阻抗小(分压
小)发生严重欠压。
在TN—C—S低压供电系统中，当PEN断线(如图5PEN线在S1处断)则会使负载中性点产生的偏移电位通过PE线传至与其连接的用电器外壳，从而对人构成接触电压。但若断口出现在图5的S2点时，即中性线N断开，这时虽负载中性点会产生偏移电位，但因N断口处负载中性线断开而与PE线失去连接，故偏移电压无法传人PE线，也就不会对人体构成接触电压。可见在TN—C—S低压供电系统中，只有当PEN线断线时负载中性点偏移电位才能对人体构成接触电压以致形成危害。同理，如图7在TN—S低压供电系统中，当零线在S3处发生断线(无论在N线的任意处)，由于N线(断口处负载中性线)与PE线无连接点，故负载中性点偏移电压无法传人PE线，也就不会对人体构成接触电压。
4．2 故障的防范及保护措施
(1)导线应满足机械强度要求N(PEN)线必须满足机械强度及载流量要求满足机械强度要求的条件，即低压架空线截面(裸线)S>16mm2零线截面(架空裸线)
TJ—30及以下；
SN=S：LJ—50及以下；
LGJ—50及以下。
TJ—50及以下；
SN>50％S：LJ—70及以下；
LGJ—70及以下。
进户线的最小截面不应小于表1所示。
TN—C及TN—C—S供电系统中N(PEN)即零线或PE线截面与线截面的关系见表2。
连接点应牢固并具有防腐能力。为了做到连接点牢固可靠，对于TN—C—S供电系统进户处配电装置中的PEN、PE及N线的连接点和TN—S供电系统中的N线连接点，应设置铜母线作为连接端子，并对该母线及其被连接的导线端子作相应处理，以提高其抗腐能力，降低断线的发生概率。
(2)等电位连接对于TN—C—S系统而言，当PEN线断线后，其负荷中性点偏移电压是通过PEN与PE线的分支连接处(如图8的D点)引入PE线，因而造成对人体的接触电压。为了消除和降低PE线上的对地偏移电压，对PEN与PE分支连接点进行接地，即等电位连接处理，这样可以避免用电器外壳产生偏移电位对人体的接触电压的危害。
对零线断线进行保护所采用的保护电器通常有两类：一类是相—零(过或欠)电压型，另一类是零—地电压型。相—零电压型的基本工作原理是：取样相线与零线之间电压，在系统正常时相线与零线之间电压为正常值，即电源相电压，此时保护电器不动作。而当零线发生断线时，相线与零线之间电压(即相—零电压)有效值将超过相电压(称为过电压)或是小于相电压(称为欠电压)，达到保护电器整定值使其动作，切断故障线路，从而限制PE线接触电压及相—零之间过电压或欠电压的存在时间，达到对人和电器的保护。
零—地电压型保护电器的基本工作原理是：保护电器取样负载中性点对地电压，当发生零线断线故障时，负载中性点产生偏移电位，一旦达到保护电器的动作整定值，则经过一定延时，执行机构使自动空气开关跳闸，从而达到对人和电器的保护。
5 结束语
随着人们对用电安全、方便舒适及系统工作质量的要求日益提高，保证供电系统安全可靠、高质量运行、设计方便舒适、不断减少常见故障、提高系统工作质量，是电气工作者的当务之急。
参考文献
1 中国建筑东北设计研究院．民用建筑电气设计规范．北京：中国计划出版社，1993
2 建筑电气设计手册编写组．建筑电气设计手册．北京：中国建筑工业出版社，1994
3 刘介才．工厂供电．北京：机械工业出版社，1994

软件：	监控软件 \| 防盗软件 \| 门禁软件 \| 停车场管理 \| 视频会议 \| 图像处理 \| 音频技术 \| 网络软件 \| 智能系统
技术：	弱电基础 \| 视频监控 \| 电子防盗 \| 楼宇对讲 \| 一卡通 \| 电脑网络 \| 智能系统 \| 视频会议 \| 综合布线 \| 公共广播 \| 电缆电线工程设计 \| 工程施工 \| 工程维护 \| 实用工具 \| 企业管理 \| 营销分析 \| 精英人物 \| 安防法规 \| 交易平台 \| 招聘求职 \| 新闻频道
图文：	电子专类 ┆ 安防专类