浅谈配电系统零点漂移

李 飞，安文刚

（西部超导材料科技股份有限公司，陕西西安 710018）

0 引言

众所周知，在三相四（五）线制供电系统（TN 系统）中，PE线、N 线和接地装置三者为等电位联结，即三者有公共零点。三相系统中三相电压对称，当各相对地电容不相等时，中性点电压Un不为零（Un称为中性点位移电压），这种中性点位移的现象称零点漂移。

在TN 系统中，不论是PEN 线（保护中性线）还是PE 线（保护零线），在系统中都有一端点是与系统电源零点相连接（变压器低压侧中心点直接接地后称为零点），即它们都从变压器直接接地的中性点引来，因此PE 线、PEN 线和N 线在这个端点的电位是与零点的电位相等且等于零。因配电系统的特点，TN 系统中PE 线将会传送电位，或者说PE 线将窜电位。如果变压器的中性点不接地或与接地装置接触不良甚至N 线断线或变压器三相负载不平衡和低压电网的零线过长且阻抗过大时的情况下，中性点的电位会升高，这样的情况下N 线会带电，即发生零点漂移现象，这对安全运行十分不利。

1 中性线、零线和等电位联结概述

1.1 中性线

当电源侧或负载侧的联结组别为星形接线时，三相线圈的首端（或尾端）连接在一起的共同接点称为中性点，由中性点引出的导线称为中性线。

1.2 零线

如果中性点与接地装置直接连接而取得大地的参考零电位，则该中性点称为零点，从零点引出的导线称为零线。

1.3 等电位联结

将有可能带电伤人的设备外露可导电部分和装置外壳可导电部分电位基本相等的电气连接，以达到减少电位差，这种连接称等电位联结。

2 变配电系统分类

国内配电系统的接地方式已规定为与IEC 标准等同，多采用TN-S 系统（即三相五线制）（图1）和TN-C-S 系统（图2）。

图1 TN-S 系统

图2 TN-C-S 系统

3 引起零点漂移现象的原因及其危害

引起零点漂移的主要原因为系统零线故障，主要有以下4种原因。

（1）零线断路时，会因三相负荷不平衡导致中性点产生偏移（零点漂移），负荷小的设备端电压升高，负荷大的设备端电压降低，从而导致用电设备烧坏。

（2）TN-C 系统中，如果零线断路，会使零线断点以后的电气设备丧失保护接零的保护作用。

（3）采用三相四线或三相五线供电，零线断路后，单相设备将串联在线电压回路中，有的负荷上电压>220 V，有的负荷上电压<220 V，在不同相之间的设备之间形成高于相电压倍的线电压（380 V）。当设备之间功率不同（内部电阻不同时）就会存在设备烧坏的危险。

（4）零线接触不牢靠。零线接触不良会产生放电现象，放电导致电压不稳定，长期运行会导致设备损坏，造成接线端子处接触电阻增大、烧坏。当其中1 台设备的电阻远远大于其他设备的电阻时，大电阻设备就会相对分压过大，从而导致设备的实际电压远远超过额定电压导致设备烧坏。

4 案例分析

4.1 案例现象概述

某公司2012 年新建厂房配电系统为10/0.4 kV TN-S 系统。2013 年3 月—5 月期间，此厂房办公区插座漏电保护器和照明开关频繁跳闸，照明灯具故障率高。随后检查办公区照明回路，发现一处故障点，处理后，送电运行正常。初步分析漏电保护器跳闸原因为用电设备漏电或接线不正确。

但是，此后一段时间内，此厂房出现照明回路全部跳闸、天车运行不正常或不能操控、部分仪器仪表显示不正常等现象。现场测量电压发现，相间电压（线电压）正常，相对地电压正常，而相对零电压严重不平衡（A 相191 V，B 相223 V，C 相281 V），零对地电压50～70 V，电压波动严重（因负荷大小不断变化）。

4.2 故障分析及解决方法

根据现象分析，仔细检查厂房配电系统，检查所有用电设备是否完好，电气线路是否安全可靠，低压成套配电柜接地排与大地可靠连接情况，审核配电系统的设计方案，系统设计为10/0.4 kV TN-S 系统。

经过反复系统检查发现，变压器在安装时，变压器本体的PE 排可靠接地，但N 线（即变压器中性线）没有接地（即处于悬空状态），即变压器的公共点没有等电位联结，没有系统零点。之后根据设计规范选用合适的电缆将变压器的中性点与接地装置可靠连接，变压器再次投入运行恢复正常，上述故障现象消除。

4.3 结论

变压器的N 排与PE 排没有可靠连接，变压器的中性点没有接地，没有形成公共零点。

5 结束语

在诸多变配电系统，除IT 不接地系统外，在TT、TN 系列供电系统中，为保证系统安全、稳定、可靠运行，变压器的中性点（N 排）、系统接地排PE（或PEN）均应与接地装置形成等电位联结，从而使系统有公共零点。

为消除和预防零点漂移现象，应采取以下4 项措施。

（1）设计、选择合适的零线材质及截面，对特殊用电设备或环境可适当加大线径。

（2）零线回路严禁装设开关或熔断器，以防人为因素或机械误动造成零线断路。

（3）零线采用重复接地。一旦零线断路，因有重复接地，不平衡负荷电流可经接地装置流回电源中性点，从而抑制了负荷中性点的偏移，使用电设备的端电压不致偏差过大，减轻电压波动造成的危害。

（4）配电柜（箱）内配线时，按照各相、各回路分别单独引出零线至汇流排，避免各相共用零线，以免零线形成断路。