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开关断零有哪些危害?

什么是断零保护?顾名思义,就是断零保护器是在零线断裂后出现异常情况时起到保护作用的元件,那么问题来了,在低压配电系统接地中,出现断零故障后,会有什么危害?


(1)TN-S系统单相设备供电的分析:
▲(图 1)TN-S系统 单相设备供电示意图

图1 中,用电设备一、用电设备二均为额定电压为220V的单相设备(电阻性负载),用电设备一 接在L1相线和N线上,用电设备二 接在L2相线和N线上,系统正常运行时,用电设备一 和 用电设备二 的接线端电压均为相电压,即220V,如图1 所示。

(2)TN-S系统断零后 单相设备供电的分析:

▲(图 2)TN-S系统断零后 单相设备供电示意图
如果在用电设备前端的N线因故出现中断,即“断零”,那么接线图就如图2 所示,相当于是 用电设备一 和 用电设备二 串联后接在L1相线和L2相线上(如图2中的红色虚线所示),这种情况下,用电设备一 和 用电设备二 的接线端子上的电压就不再是220V了,而变为在线电压下的分压了,下面我们来分析一下,用电设备一 和 用电设备二 上的分压各是多少。
用电设备一的功率为1000W,用电设备二的功率为200W,根据公式P=U*I=U*(U/R) 知道,电阻R与功率P成反比,因此设 用电设备一 的电阻为R,则 用电设备二 的电阻就为5R;那么 用电设备一 的分压为380 * 1/(1+5)=63V,用电设备二 的分压为380 * 5/(1+5)=317V,这样 用电设备二 的接线端子上的电压就高达317V,对应额定电压为220V的设备来说,用电设备二 就会因过电压而烧坏。
(3)断零的几种防护措施:

1)合理选用PEN线或N线的截面积以提升其机械强度。对于存在断零风险的配电回路,可以加大PEN线或N线的截面,甚至可以选择大于其相线截面,以保证其机械强度。

2)提高线路接头的连接质量,确保PEN线或N线接头有良好的导电性。

3)尽量避免在N线上装设开关触头,即尽量避免采用四级开关,因为采用四级开关,就使N线上装设了触头,长时间使用后,触头表面的一层氧化物、尘埃等会形成一层电阻膜,它会阻碍电流的通过,对于四级开关切断负载电流时,开关内相线触头所产生的电弧可以清除其触头表面的电阻膜,但是N线触头的电阻膜却不会被清除,因为四级开关的产品标准是要求先断开三个相线触头,等相线触头断开后,N线上就不存在电流,也就不会在N线触头上产生电弧了。
因此,除必须采用四级开关的场所外,应避免采用四级开关,以防范“断零”的危害。
       

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