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三相四线或三相五线中的零线和一相线断开,其余两相还能正常工作不?

2022-02-10科学

此贴发布后,部分同事来电话询问这个帖子,他们要求把这个帖子的内容适当充实。为此,我加以修改,如下:

1.首先看看题主图错误之所在

图1:题主图的错误点

第一:不管是国家标准也好,是国际电工委员会的标准也好,对三相「X"线中」线「都有这样的说明,即正常运行状态下有电流流过的线路才叫做」线「。地线在正常运行状态下是没有电流流过的,所以地线PE不是」线「。

因此,只存在三相四线制,不存在三相五线制!!!

第二:题主图的左侧是TN-C接地系统,其中有零线PEN;题主图的右侧是TN-C-S接地系统,其中没有零线,只有中性线N和地线PE。

另外,在主母线处,从上到下排列是L1、L2、L3、N和PE,N和PE的排列位置不能对调。

第三:零线PEN分开为中性线N和地线PE处必须重复接地,以确保分开点具有大地的零电位!!!

第四:TN-C接地系统中用电设备的外壳保护接零,TN-C-S的」-S「侧用电设备的外壳保护接地。

第五:供配电系统的电源侧线路标记必须是L1、L2、L3、PEN、N和PE,负载侧的线路标记才可以使用U、V、W。这里反映了电气制图的基本功,请仔细阅读电气制图国家标准GB/T 4728。

2.再来分析题主的问题

题主的问题其实就是缺相,这需要立即采取线路保护措施的。若负载是电机,带缺相保护的热继电器会执行保护。

我们看下图:

图2:电动机回路

我们注意看图2左侧的电动机主回路,它根本就无需把N线引入,断N对于电动机主回路来说没有意义。

请注意到母线侧的线位号,是L1、L2、L3和N,而电动机端口的线位号是U、V和W。由此可见题主图的错误。

当发生缺相时,电动机正常供电的两相电流会激增,图1中的热继电器会执行快速缺相保护。有关热继电器缺相保护的具体要求可见GB/T 14048.4【低压开关设备和控制设备 第4-1部分:电动机起动器,……】。

再看右侧的控制回路,若控制回路的相线和N线断了,控制回路失压当然也失去控制能力,系统随之停机。

所以,在一些很重要的电动机群控设备中,控制回路的电源是独立的。它由两路电源互投构成,且配套UPS,供全系统的PLC测控中心和控制回路使用。

我们看下图:

图3:用交流接触器构建电源互投电路

图3中我们看到一旦发生左侧一段进线缺相,则右侧二段电源会即刻自动切入并报警。

图3中的问题是中间相L2发生断相无法监测,可以采取2只监测中间继电器监测三相,而它们的触点串联后用于控制交流接触器。

对于馈电回路、照明回路和电热回路(电炉控制回路),如果发生缺相对于系统来说也是严重的电源故障。为此,重要回路中往往用ATSE构建互投电路,如下:

图4:用ATSE构建互投电路

ATSE互投电路中,一旦发生缺相或者断N,则系统会迅速切换到另外一路供电。

ATSE互投电路中有一个特殊问题,就是中性线与相线切换的时间。如果中性线先断开,则负载侧会发生中心线零点漂移,造成过压。所以比较好的ATSE开关都配套了解决中性线漂移的措施,采取开断时相线先断中性线后断,接通时中性线先通相线后通,以杜绝中性线零点漂移。这种措施叫做中性线重叠功能。见GB/T 14048.11国家标准。

对于TN-C系统,同样也存在零线的零点漂移问题。若负载侧零线断裂,且如题主图所示未接入重复接地,则断开点后部的零线会发生电压零点漂移,最高可达相电压,由此可见零线重复接地的重要性!

回答完毕。