我國普遍采用TN低壓配電系統,從變壓器中性點引出的線叫中性線,又叫零線,主要作用是用來接單相220V的負載,傳載單相電流和三相不平衡電流,減小負載的中性點電位漂移。
在TN-C 、TN-C-S中還有接地和接零保護的功能。
TN-C系統
我們在圖1中可以看到,變壓器的中性線就地直接接地,接地后以保護中性線的形式連接到用電負荷。這條保護中性線的符號是PEN,又叫做零線。
請注意,用電負荷1和用電負荷2的外殼直接連接到零線,這種保護方式叫做保護零線。
在圖2中,零線的中間若發生了斷裂,斷裂點前方的零線保持零電位,但斷裂點后方的零線由于三相不平衡的原因,它的電壓會上升,最高上升到相電壓。
從圖1中我們可以看到,用電負荷2的外殼做了保護接零,如果斷裂點后方的零線電壓上升,則用電負荷2的外殼有可能出現較高電壓,人體接觸到用電負荷2的外殼就可能出現電擊。
這就是零線不得斷裂的原因。
因此,零線不得進開關,也不得接入保險絲。同時,零線必須采取多點接地的措施。
TN-S系統
我們來看看圖3,圖中有系統接地,從系統接地處中性線引出2條線,一條就是中性線N,另一條是保護線PE。
注意:在TN-S接地系統中,完全沒有零線的任何影子,只有中性線N和保護線PE。
在圖3中,我們可以看到用電負荷1和用電負荷2的外殼接到PE線上。
當發生單相接地故障(漏電故障)時,用電設備的外殼帶電,PE線和N線在系統接地處是接在一起的。
因此,單相接地故障近似等于相線對中性線的短路電流,線路中距離故障點最近的上游處的保護電器會執行短路保護。
我們再來看看圖4,當N線發生斷裂時,盡管N線斷裂點后部的電壓可能會上升,但與用電設備的外殼電壓毫無關系,用電設備的外殼依然為零。
通過上述分析,我們可以了解到,當接地系統發生斷零現象時,將會出現嚴重的后果。
1.負荷中性點發生嚴重偏移
低壓配電柜每路出線都會從零排上引出一根零線,在加上到了末端再分支,系統中有無數零線。
若某處零線斷線,根據斷線位置不同,造成的損害程度也不同,此時三相負荷如果不平衡,負荷中性點將向負荷大的那相位移,負荷大的相電壓降低,而負荷小的相電壓升高。
三相負荷不平衡程度愈嚴重,負荷中性點位移量就越大,設備通過零線的重復接地點形成回路。若在零線斷線時又發生了相線對地短路,則中性點位移會更大。
2.容易導致觸電事故發生
我們所遇到的零線斷路事故中,負荷大的相電壓降低30~60V,使白熾燈發紅,日光燈和家用電視不啟動。
而負荷小的相線則相電壓可升高到300V左右,大大超過了家用電器的額定電壓,此時若熔絲不熔斷,可使家用電器被燒毀,使金屬設備外殼長時間帶電,引起人體觸電事故。
總結:
1.在TN-C系統中,保護中心線PEN既起中性點電位鉗制作用,又起保護線作用。
2.在TN-S系統中,由于PE線也可以起到鉗制作用,所以中性線N可以斷開。
3.若必須斷零,則用于斷開中性線的觸頭必須在其他觸頭閉合之前先閉合,在其他觸頭斷開之后再斷開。