三相四線制配電系統(tǒng)

1、三相四線制配電系統(tǒng)，適用于低電壓用戶(hù)。三相說(shuō)白了就是常說(shuō)的三根火線，但是他們互相之間有個(gè)120度的角度差。也就是說(shuō)，在同一時(shí)間，三根火線上的電壓，電流之和都等于零。三相四線制配電，是由一般的供電變壓器低壓側(cè)引出，變壓器低壓側(cè)為星（Y）型接線，它一共有4根出線，每相的通過(guò)三個(gè)相同的負(fù)載后都要通過(guò)中性線（零線）回到變壓器。零線不帶電。電路要暢通總得有電壓高的和電壓低的。這樣才能從電壓高的流向電壓低的。零線0電壓沒(méi)有零線可以 1，零線是單相電，電流回路線，電壓通常是220伏，電流經(jīng)過(guò)火線與零線之間的電器就作功了，沒(méi)有作功的電就經(jīng)過(guò)零線回電廠了。兩根或三根火線也能組成回路，其電壓就是380伏。 2，家

2、庭用電是單相電，供電部門(mén)送來(lái)的是一根火線，一根零線，家里墻上插座的火線零線就是這么接過(guò)來(lái)的，另外還有個(gè)孔是接地線，以防電器漏電，也叫安全線電壓是兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差，平時(shí)說(shuō)的電壓隱含了以大地為零電勢(shì)面的前提。零線是三相供電制的相平衡（電勢(shì)連）線，理論上對(duì)大地電壓應(yīng)是 0V，實(shí)際上相平衡不能時(shí)刻保證，所以零線會(huì)有微弱的電壓。為什么火線有電壓而零線沒(méi)有?簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō)，在兩相電中不是電從火線流向零線的，而是在相互交替變化著來(lái)回的流，一秒鐘變化50次，也就是我們說(shuō)的頻率是50赫茲，發(fā)電廠出來(lái)的電，其中一相輸出的同時(shí)，進(jìn)行接地連接，那么這一相就是零線了。而另一相則為火線，大地本身導(dǎo)電，兩根線又是同相所以不存在

3、電壓差，因此也不會(huì)有電壓。 遠(yuǎn)距離高壓輸電用三相三線制，三根都是火線，沒(méi)有零線。到變壓成我們用的380V或是220V工頻電源時(shí)，在變電處將零線接地所以地線和零線在變壓器處同點(diǎn)位，除非它的接地處發(fā)生故障，我們不應(yīng)該感覺(jué)出零線帶電。但由于大地的電阻比零線的大，所以當(dāng)某處漏電時(shí)，就會(huì)發(fā)生零線帶電的狀況，還由于零線通過(guò)的電流比地線漏電流大的多，導(dǎo)致零線上的電壓降低，使用戶(hù)端零線電位與地不一致，也會(huì)造成零線帶電。 現(xiàn)在我國(guó)是三相四線制，火線就是其中一個(gè)相線。零線就是中線，地線是保護(hù)線。當(dāng)三相負(fù)載平衡時(shí)，零線電壓為零。地線是接大地的，主要是保護(hù)作用，當(dāng)漏電時(shí)不電著人。零地電壓：電子設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素

4、零地電壓是困擾信息類(lèi)設(shè)備使用的一個(gè)較突出問(wèn)題，而且直接影響到了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及設(shè)備的使用壽命。正確處理零地電壓?jiǎn)栴}，對(duì)于維護(hù)整個(gè)機(jī)房的安全、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。 電能是生活中最重要能源之一。而且各個(gè)行業(yè)的用戶(hù)對(duì)供電的質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的要求，除了傳統(tǒng)的供電可靠性、電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量等衡量標(biāo)準(zhǔn)外，對(duì)零地電壓也提出了較高要求。 零地電壓?jiǎn)栴}在計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)國(guó)標(biāo)中沒(méi)有硬性規(guī)定，但在現(xiàn)實(shí)工作中又會(huì)經(jīng)常遇到，它如何產(chǎn)生？有什么危害？應(yīng)控制在多大范圍內(nèi)呢？ 零地電壓的形成 我國(guó)發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組輸出額定電壓為20kV。為減少線路能耗，一般電能的輸出要經(jīng)發(fā)電廠中的升壓變電所升壓至35500kV，再由高壓輸

5、電線傳送到受電區(qū)域變電所，降壓至610kV，經(jīng)高壓配電線送到用戶(hù)配電變電所并降壓至380V低壓，以提供給用戶(hù)使用。 對(duì)于任何一個(gè)用戶(hù)來(lái)講，為其提供電力設(shè)施的供電線路一般都很長(zhǎng)，由于各輸電線路之間的電流并不相等，因此在用戶(hù)端、零地之間肯定存在零地電壓。不過(guò)，如果能夠把零地電壓控制在一定范圍之內(nèi)，就不會(huì)對(duì)系統(tǒng)或者設(shè)備造成危害。 但在某些場(chǎng)合，異常情況往往會(huì)導(dǎo)致零地電壓的偏大，例如： （1）三相電源配電時(shí)負(fù)載不平衡； （2）接地電阻不符合規(guī)范要求； （3）N（零）線和E（地）線的線徑不夠或斷路； （4）高頻諧波引起電位升高； （5）電磁場(chǎng)干擾； （6）使用UPS、電子穩(wěn)壓器等電子供電設(shè)備； （7）用

6、的插線板不符合電器標(biāo)準(zhǔn)； 以前，造成零地電壓偏高的主要原因是前三項(xiàng)。近些年來(lái)，隨著節(jié)能燈等氣體放電類(lèi)光源的普遍使用，變頻技術(shù)、大容量可控硅整流裝置的廣泛應(yīng)用，都使得零地電壓值產(chǎn)生了偏高。 在以上產(chǎn)生零地電壓的因素中，第（6）、（7）兩項(xiàng)是用戶(hù)設(shè)備的問(wèn)題，以使用UPS為例，UPS是由整流電路，開(kāi)關(guān)電源等組成的，由于電子電路的特征以及電感和電容的存在，系統(tǒng)中UPS的應(yīng)用會(huì)造成輸出零線與輸入零線之間存在電壓差，因而造成了輸出零線與地線之間的電壓差。 零地電壓的危害 零地電壓對(duì)負(fù)載的影響，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：引起硬件故障，燒毀設(shè)備；引發(fā)控制信號(hào)的誤動(dòng)作；影響通信質(zhì)量。 一般情況之下，零地電壓值不得超過(guò)

7、2V。零地電壓過(guò)高可能引發(fā)控制信號(hào)的誤動(dòng)作，造成設(shè)備的誤啟動(dòng)和誤關(guān)機(jī)。還可能造成誤碼率上升，丟包率增加，造成通信緩慢，傳輸速率下降。影響通信質(zhì)量，延誤或阻止通信的正常進(jìn)行。對(duì)于計(jì)算機(jī)設(shè)備而言，零地電壓過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器速度下降、網(wǎng)絡(luò)交換速度降低、服務(wù)器無(wú)故關(guān)機(jī)，甚至造成硬件損壞。 有的時(shí)候，服務(wù)器在零地電壓高于某一值（比如2V）時(shí)就無(wú)法啟動(dòng)。因此用戶(hù)安裝的某些負(fù)載（例如HP小型機(jī)、IBM服務(wù)器等），廠家的硬件安裝工程師在現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)對(duì)安裝環(huán)境的零地電壓進(jìn)行測(cè)量，一般情況下要求小于2V，大于此數(shù)值則不予加電開(kāi)機(jī)。 零地電壓甚至直接導(dǎo)致硬件損壞。要避免硬件故障發(fā)生，服務(wù)器管理人員就必須注意服務(wù)器的使用

8、環(huán)境完全正常。比較重要的服務(wù)器除必須在恒溫、恒濕的環(huán)境之下工作外，電源環(huán)境也要符合標(biāo)準(zhǔn)，不僅要采用UPS，還必須配備良好的接地系統(tǒng)，以保障零地電壓低于2伏。 零地電壓的控制 因?yàn)榱愕仉妷菏怯绊憴C(jī)器運(yùn)行可靠性的重要因素，零地電壓高會(huì)造成機(jī)器故障或損害，所以必須對(duì)它加以控制。因?yàn)榱愕仉妷旱男纬稍蚝軓?fù)雜，所以控制要有針對(duì)性。主要考慮的問(wèn)題和解決的途徑如下： 保障負(fù)載均衡。如果三相用電不平衡，零線N上的電流就會(huì)加大，零線N兩端的電壓差就會(huì)直接造成零地電壓。因此，在可能的條件下要盡量配平三相負(fù)載，并定期根據(jù)負(fù)載的使用變化進(jìn)行必要的調(diào)整。此外，還可以通過(guò)增加零線截面積，減少零線的線路電壓損失，從而在一定

9、程度上降低零地電壓。 建立良好的接地系統(tǒng)，盡量降低接地電阻。接地電阻一高，很小的電流就會(huì)產(chǎn)生零地電壓，所以一定要降低。在計(jì)算地線線徑問(wèn)題時(shí)，在考慮了系統(tǒng)可能的最大用電量和安全的基本需求后，需要特別計(jì)算電纜長(zhǎng)度，對(duì)不同高度樓層使用的不同線徑的地線，需要給予明確規(guī)定。 盡量選用綠色的、諧波干擾符合國(guó)家規(guī)定的用電設(shè)備。必要時(shí)還可安裝相應(yīng)抑制高次諧波的設(shè)備，以從根本上凈化電網(wǎng)。同時(shí)還必須加強(qiáng)定時(shí)、定期和有針對(duì)性的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，才能確保設(shè)備正常運(yùn)行，降低高次諧波。 選用有零地電壓控制能力或零地電壓值較小的UPS。在機(jī)房中，大量負(fù)載為服務(wù)器、交換機(jī)等類(lèi)型的負(fù)載，這些負(fù)載本身因?yàn)殡娐吩虍a(chǎn)生大量諧波，諧波導(dǎo)

10、致電纜發(fā)熱，還會(huì)導(dǎo)致輸入電源的零地電壓超過(guò)服務(wù)器所要求的小于2V的指標(biāo)，在選購(gòu)UPS時(shí)，需要考慮零地電壓的控制問(wèn)題。有些類(lèi)型的UPS經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)，甚至可以使輸出的零地電壓小于1伏。 對(duì)于供配電二次裝修涉及到的電氣施工的監(jiān)管要嚴(yán)格。由于二次裝修的工程量大小不一，如果管理不好，也會(huì)影響施工質(zhì)量和供電系統(tǒng)安全。 加裝隔率變壓器也是降低零地電壓的有效措施。在零地電壓過(guò)高，一般方法無(wú)法控制零地電壓的情況下，為保證負(fù)載可以正常開(kāi)機(jī)運(yùn)作，可以采用加裝隔離變壓器的辦法，來(lái)隔離輸入和輸出之間的電氣連接。淺談電力系統(tǒng)中的接地和接零中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)供稿 2007-12-12 17:21:00【字體：大 中 小】在電力

11、系統(tǒng)中，由于電氣裝置絕緣老化、磨損或被過(guò)電壓擊穿等原因，都會(huì)使原來(lái)不帶電的部分 ( 如金屬底座、金屬外殼、金屬框架等 帶電，或者使原來(lái)帶低壓電的部分帶上高壓電，這些意外的不正常帶電將會(huì)引起電氣設(shè)備損壞和人身觸電傷亡事故。為了避免這類(lèi)事故的發(fā)生，通常采取保護(hù)接地和保護(hù)接零的防護(hù)措施。下面就談?wù)動(dòng)嘘P(guān)保護(hù)接地和保護(hù)接零的問(wèn)題。1 保護(hù)接地 保護(hù)接地是指將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來(lái)，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對(duì)人體的傷害。 1.1 保護(hù)接地的作用及其局限性 在電源中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備金屬外殼不接地，當(dāng)設(shè)備帶電部分某處絕緣損壞碰殼時(shí)，外殼就帶電，其電位

12、與設(shè)備帶電部分的電位相同。由于線路與大地之間存在電容，或者線路某處絕緣不好，當(dāng)人體觸及帶電的設(shè)備外殼時(shí)，接地電流將全部流經(jīng)人體，顯然這是十分危險(xiǎn)的。 采取保護(hù)接地后，接地電流將同時(shí)沿著接地體與人體兩條途徑流過(guò)。因?yàn)槿梭w電阻比保護(hù)接地電阻大得多，所以流過(guò)人體的電流就很小，絕大部分電流從接地體流過(guò) ( 分流作用 ，從而可以避免或減輕觸電的傷害。 從電壓角度來(lái)說(shuō)，采取保護(hù)接地后，故障情況下帶電金屬外殼的對(duì)地電壓等于接地電流與接地電阻的乘積，其數(shù)值比相電壓要小得多。接地電阻越小，外殼對(duì)地電壓越低。當(dāng)人體觸及帶電外殼時(shí)，人體承受的電壓 ( 即接觸電壓 最大為外殼對(duì)地電壓 ( 人體離接地體 20m 以外

13、，一般均小于外殼對(duì)地電壓。 從以上分析得知，保護(hù)接地是通過(guò)限制帶電外殼對(duì)地電壓 ( 控制接地電阻的大小 或減小通過(guò)人體的電流來(lái)達(dá)到保障人身安全的目的。 在電源中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，保護(hù)接地有一定的局限性。這是因?yàn)樵谠撓到y(tǒng)中，當(dāng)設(shè)備發(fā)生碰殼故障時(shí)，便形成單相接地短路，短路電流流經(jīng)相線和保護(hù)接地、電源中性點(diǎn)接地裝置。如果接地短路電流不能使熔絲可靠熔斷或自動(dòng)開(kāi)關(guān)可靠跳閘時(shí)，漏電設(shè)備金屬外殼上就會(huì)長(zhǎng)期帶電，也是很危險(xiǎn)的。 .2 保護(hù)接地應(yīng)用范圍 保護(hù)接地適用于電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地的系統(tǒng)。對(duì)于電源中性點(diǎn)直接接地的農(nóng)村低壓電網(wǎng)和由城市公用配電變壓器供電的低壓用戶(hù)由于不便于統(tǒng)一與嚴(yán)格管理，為避免保

14、護(hù)接地與保護(hù)接零混用而引起事故，所以也應(yīng)采用保護(hù)接地方式。在采用保護(hù)接地的系統(tǒng)中，凡是正常情況下不帶電，當(dāng)由于絕緣損壞或其它原因可能帶電的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地。如變壓器、電機(jī)、電器、照明器具的外殼與底座，配電裝置的金屬框架，電力設(shè)備傳動(dòng)裝置，電力配線鋼管，交、直流電力電纜的金屬外皮等。 在干燥場(chǎng)所，交流額定電壓 127v 以下，直流額定電壓 110v 以下的電氣設(shè)備外殼；以及在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的場(chǎng)所，交流額定電壓 380v 以下，直流額定電壓 440v 以下的電氣設(shè)備外殼，除另有規(guī)定外，可不接地。 1.3 保護(hù)接地電阻 保護(hù)接地電阻過(guò)大，漏電設(shè)備外殼對(duì)地電壓就較高，觸電危險(xiǎn)

15、性相應(yīng)增加。保護(hù)接地電阻過(guò)小，又要增加鋼材的消耗和工程費(fèi)用，因此，其阻值必須全面考慮。 在電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地的低壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地電阻不宜超過(guò) 4 。當(dāng)配電變壓器的容量不超過(guò) 100kva 時(shí)，由于系統(tǒng)布線較短，保護(hù)接地電阻可放寬到 10 。土壤電阻率高的地區(qū) ( 沙土、多石土壤 ，保護(hù)接地電阻可允許不大于 30 。 電源中性點(diǎn)直接接地低壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地電阻必須計(jì)算確定。2 保護(hù)接零 2.1 保護(hù)接零的作用及應(yīng)用范圍 由于保護(hù)接地有一定的局限性，所以就采用保護(hù)接零。即將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分用金屬導(dǎo)體與系統(tǒng)中的零線連接起來(lái)，當(dāng)設(shè)備絕緣損壞碰殼時(shí)，就形成單相金屬性短路，短

16、路電流流經(jīng)相線零線回路，而不經(jīng)過(guò)電源中性點(diǎn)接地裝置，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使過(guò)流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷漏電設(shè)備的電源，以保障人身安全。其保安效果比保護(hù)接地好。 保護(hù)接零適用于電源中性點(diǎn)直接接地的三相四線制低壓系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，凡由于絕緣損壞或其它原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外都應(yīng)接零。應(yīng)接零和不必接零的設(shè)備或部位與保護(hù)接地相同。凡是由單獨(dú)配電變壓器供電的廠礦企業(yè)，應(yīng)采用保護(hù)接零方式。 2.2 重復(fù)接地 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在接零系統(tǒng)中，零線僅在電源處接地是不夠安全的。為此，零線還需要在低壓架空線路的干線和分支線的終端進(jìn)行接地；在電纜或架空線路引入車(chē)間或大型建筑物處，也要進(jìn)行接地

17、( 距接地點(diǎn)不超過(guò) 50m 者除外 ；或在屋內(nèi)將零線與配電屏、控制屏的接地裝置相連接，這種接地叫做重復(fù)接地。 如果短路點(diǎn)距離電源較遠(yuǎn)，相線零線回路阻抗較大，短路電流較小時(shí)，則過(guò)流保護(hù)裝置不能迅速動(dòng)作，故障段的電源不能即時(shí)切除，就會(huì)使設(shè)備外殼長(zhǎng)期帶電。此外，由于零線截面一般都比相線截面小，也就是說(shuō)零線阻抗要比相線阻抗大，所以零線上的電壓降要比相線上的電壓降大，一般都要大于 110v( 當(dāng)相電壓為 220v 時(shí) ，對(duì)人體來(lái)說(shuō)仍然是很危險(xiǎn)的。 采取重復(fù)接地后，重復(fù)接地和電源中性點(diǎn)工作接地構(gòu)成零線的并聯(lián)支路，從而使相線零線回路的阻抗減小，短路電流增大，使過(guò)流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。由于短路電流的增大，變壓器

18、低壓繞組相線上的電壓相應(yīng)增加，從而使零線上的壓降減小，設(shè)備外殼對(duì)地電壓進(jìn)一步減小，觸電危險(xiǎn)程度大為減小。 在無(wú)重復(fù)接地的情況下，當(dāng)零線斷線且在斷線處后面任一電氣設(shè)備發(fā)生碰殼短路時(shí)，會(huì)使斷線處后面所有接零設(shè)備外殼對(duì)地電壓均接近于相電壓 ( 斷線處前面接零設(shè)備外殼對(duì)地電壓近似于零 ，這是很危險(xiǎn)的。 在接零系統(tǒng)中，即使沒(méi)有設(shè)備漏電，而是當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，零線上就有電流，從而零線上就有電壓降，它與零線電流和零線阻抗成正比。而零線上的電壓降就是接零設(shè)備外殼的對(duì)地電壓。在無(wú)重復(fù)接地時(shí)，當(dāng)?shù)蛪壕€路過(guò)長(zhǎng)，零線阻抗較大，三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡時(shí)，即使零線沒(méi)有斷線，設(shè)備也沒(méi)有漏電的情況下，人體觸及設(shè)備外殼時(shí)，常會(huì)有

19、麻木的感覺(jué)。采取重復(fù)接地后，麻木現(xiàn)象將會(huì)減輕或消除。 從以上分析可知，在接零系統(tǒng)中，必須采取重復(fù)接地。重復(fù)接地電阻不應(yīng)大于 10 ，當(dāng)配電變壓器容量不大于 100kva，重復(fù)接地不少于 3 處時(shí)，其接地電阻可不大于 30 。零線的重復(fù)接地應(yīng)充分利用自然接地體 ( 直流系統(tǒng)除外 。 2 .3 采用保護(hù)接零應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 保護(hù)接零能有效地防止觸電事故。但是在具體實(shí)施過(guò)程中，如果稍有疏忽大意，仍然會(huì)導(dǎo)致觸電的危險(xiǎn)。 嚴(yán)防零線斷線。 在接零系統(tǒng)中，當(dāng)零線斷開(kāi)后時(shí)，接零設(shè)備外殼就會(huì)呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓。采取重復(fù)接地后，設(shè)備外殼對(duì)地電壓雖然有所降低，但仍然是危險(xiǎn)的。所以一定要保護(hù)零線的施工及檢修質(zhì)量，零線

20、的連接必須牢靠，零線的截面應(yīng)符合規(guī)程要求。為了嚴(yán)防零線斷開(kāi)，零線上不允許單獨(dú)裝設(shè)開(kāi)關(guān)或熔斷器。若采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)，只有當(dāng)過(guò)流脫扣器動(dòng)作后能同時(shí)切斷相線時(shí)，才允許在零線上裝設(shè)過(guò)流脫扣器。在同一臺(tái)配電變壓器供電的低壓電網(wǎng)中，不允許保護(hù)接零與保護(hù)接地混合使用。必須把系統(tǒng)內(nèi)所有電氣設(shè)備的外殼都與零線連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)零線網(wǎng)絡(luò)，才能確保人身安全。 嚴(yán)防電源中性點(diǎn)接地線斷開(kāi)。 在保護(hù)接零系統(tǒng)中，若電源中性點(diǎn)接地線斷開(kāi)，當(dāng)系統(tǒng)中任何一處發(fā)生接地或設(shè)備碰殼時(shí)，都會(huì)使所有接零設(shè)備外殼呈現(xiàn)接近于相電壓的對(duì)地電壓，這是十分危險(xiǎn)的。因此，在日常工作中要認(rèn)真做好巡視檢查，發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)接地線斷開(kāi)或接觸不良時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。 保護(hù)接零系統(tǒng)零線應(yīng)裝設(shè)足夠的重復(fù)接地。 還有: 電力系統(tǒng)中的接地 1工作接地工作接地也叫系統(tǒng)接地，是根據(jù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的需要而將網(wǎng)絡(luò)的某一點(diǎn)接地。例如將三相系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地，其作用為穩(wěn)定電網(wǎng)對(duì)地電位，從而可使對(duì)地絕緣降低，還可以使對(duì)地絕緣閃絡(luò)或擊穿時(shí)容易查出，以及有