三相四線制中性線可靠接地的重要性

1、三相四線制中性線可靠接地的重要性一般的照明及家用電器、工業(yè)電力設(shè)備所用的電多來自三相交流電。三相交流電是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。這種發(fā)電機(jī)的定子有三個(gè)相互獨(dú)立而又相同的線圈（也稱繞組）。三個(gè)線圈相互間隔120°角排在定子圓周上的齒槽內(nèi)。其首端分別用A、B、C表示，末端分別用X、Y、Z表示。于是，三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈就用AX、BY、CZ表示。如圖71。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為一磁鐵，當(dāng)它以勻角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，每一個(gè)定子線圈都會(huì)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。三個(gè)線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的幅值和頻率都相同，位相彼此差120°。工業(yè)上用的三相交流電，有的直接來自三相交流發(fā)電機(jī)，但大多數(shù)還是來自三相變壓器，對(duì)于

2、負(fù)載來說，它們都是三相交流電源，在低電壓供電時(shí)，多采用三相四線制。在三相四線制供電時(shí)，三相交流電源的三個(gè)線圈采用星形（Y形）接法，即把三個(gè)線圈的末端X、Y、Z連接在一起，成為三個(gè)線圈的公用點(diǎn)，通常稱它為中點(diǎn)或零點(diǎn)，并用字母O表示。供電時(shí)，引出四根線：從中點(diǎn)O引出的導(dǎo)線稱為中線或零線；從三個(gè)線圈的首端引出的三根導(dǎo)線稱為A線、B線、C線，統(tǒng)稱為相線或火線。在星形接線中，如果中點(diǎn)與大地相連，中線也稱為地線。我們常見的三相四線制供電設(shè)備中引出的四根線，就是三根火線一根地線。每根火線與地線間的電壓叫相電壓，其有效值用UA、UB、UC表示；火線間的電壓叫線電壓，其有效值用UAB、UBC，UCA表示，如圖7

3、2。因?yàn)槿嘟涣麟娫吹娜齻€(gè)線圈產(chǎn)生的交流電壓位相相差120°，三個(gè)線圈作星形連接時(shí)，線電壓等于相電壓的倍。我們通常講的電壓是220伏，380伏，就是三相四線制供電時(shí)的相電壓和線電壓。但三相四級(jí)制供電時(shí)，也有下表所示的幾種電壓，用電時(shí)應(yīng)予注意。把電氣設(shè)備的金屬外殼及與外殼相連的金屬構(gòu)架用接地裝置與大地可靠地連接起來，以保證人身安全的保護(hù)方式，叫保護(hù)接地，簡稱接地。把電氣設(shè)備的金屬外殼及與外殼相連的金屬構(gòu)架與中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)的零線連接起來，以保護(hù)人身安全的保護(hù)方式，叫保護(hù)接零（也叫保護(hù)接中線），簡稱接零。保護(hù)接地一般用在1000伏以下的中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)與1000伏以上的電網(wǎng)中。保護(hù)

4、接零一般用在1000伏以下的中性點(diǎn)接地的三相四線制電網(wǎng)中，目前供照明用的380220伏中性點(diǎn)接地的三相四線制電網(wǎng)中廣泛采用保護(hù)接零措施。在現(xiàn)實(shí)中，由于照明、動(dòng)力等混合負(fù)荷供電，三相負(fù)荷往往不能平衡，便不能接成三相三線制，而必需接成三相四線制，且還應(yīng)盡量使中性線阻抗等于或接近零。在三相四線制線路的干線上，中性線中的電流不能超過額定值的四分之一；正確選擇中性線截面，中性線截面不能小于相線截面的二分之一，單相供電線路中，中性線截面應(yīng)和相線相同；盡量減少線路途中的中性線接頭，中性線的連接須牢固可靠，若銅線、鋁線相接時(shí)，應(yīng)使用銅鋁過渡夾，并加強(qiáng)巡查和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)有接頭打火或接觸不良時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，平時(shí)還應(yīng)

5、經(jīng)常進(jìn)行檢查，避免中性線接觸不良等問題的發(fā)生，保證中性線在任何時(shí)候都不能斷開；不能在中性線上安裝開關(guān)，更不允許裝設(shè)熔斷器，以確保安全供、用電。這是因?yàn)楫?dāng)中性線存在時(shí)，負(fù)載的相電壓對(duì)稱總是等于電源電壓的相電壓，這里中性線起著迫使負(fù)載相電壓對(duì)稱和不變的作用。因此，當(dāng)中性線的阻抗等于零時(shí)，即使負(fù)載不對(duì)稱，但各相的負(fù)載電壓仍然是對(duì)稱的，各相負(fù)載的工作彼此獨(dú)立，互不影響，即使某一相負(fù)載出了故障，另外的非故障的負(fù)載照?？梢哉９ぷ?。只是與對(duì)稱負(fù)載不同的地方就是各相電流不再對(duì)稱，中性線內(nèi)有電流存在，所以中性線不能去掉。當(dāng)中性線因故障斷開了，這時(shí)雖然電壓仍然對(duì)稱，但由于沒有中性線，負(fù)載的相電壓不對(duì)稱了，造成有

6、的負(fù)載的相電壓偏高，有的負(fù)載相電壓偏低，可能使有的負(fù)載因電壓偏高而損壞，有的負(fù)載因電壓偏低而不能正常工作。在日常生活中，我們接觸的負(fù)載，如電燈、電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等家用電器及單相電動(dòng)機(jī)，它們工作時(shí)都是用兩根導(dǎo)線接到電路中，都屬于單相負(fù)載。在三相四線制供電時(shí)，多個(gè)單相負(fù)載應(yīng)盡量均衡地分別接到三相電路中去，而不應(yīng)把它們集中在三根電路中的一相電路里。如果三相電路中的每一根所接的負(fù)載的阻抗和性質(zhì)都相同，就說三根電路中負(fù)載是對(duì)稱的。在負(fù)載對(duì)稱的條件下，因?yàn)楦飨嚯娏鏖g的位相彼此相差120°，所以，在每一時(shí)刻流過中線的電流之和為零，把中線去掉，用三相三線制供電是可以的。但實(shí)際上多個(gè)單相負(fù)載接到

7、三相電路中構(gòu)成的三相負(fù)載不可能完全對(duì)稱。在這種情況下中線顯得特別重要，而不是可有可無。有了中線每一相負(fù)載兩端的電壓總等于電源的相電壓，不會(huì)因負(fù)載的不對(duì)稱和負(fù)載的變化而變化，就如同電源的每一相單獨(dú)對(duì)每一相的負(fù)載供電一樣，各負(fù)載都能正常工作。若是在負(fù)載不對(duì)稱的情況下又沒有中線，如圖73所示，就形成不對(duì)稱負(fù)載的三相三線制供電。由于負(fù)載阻抗的不對(duì)稱，相電流也不對(duì)稱，負(fù)載相電壓也自然不能對(duì)稱。有的相電壓可能超過負(fù)載的額定電壓，負(fù)載可能被損壞（燈泡過亮燒毀）；有的相電壓可能低些，負(fù)載不能正常工作（燈泡暗淡無光）。像圖中那樣的情況隨著開燈、關(guān)燈等原因引起各相負(fù)載阻抗的變化。相電流和相電壓都隨之而變化，燈光忽暗忽亮，其他用電器也不能正常工作，甚至被損壞。可見，在三相四線制供電的線路中，中線起到保證負(fù)載相電壓時(shí)稱不變的作用，對(duì)于不對(duì)稱的三相負(fù)載，中線不能去掉，不能在中線上安裝保險(xiǎn)絲或開關(guān)，而且要用機(jī)械強(qiáng)度較好的鋼線作中線。在三相四線制中性點(diǎn)接地的380220伏照明供電系統(tǒng)中，由于普遍采用保護(hù)接零。若保護(hù)接零的中線切斷，可能造成觸電事故，所以一般只在相線上裝熔斷器，不允許在中線上