中线安防由中性线引发的电气火灾的探讨

时间：2022-08-02

由中性线障碍引发电气火灾的用电安全隐患

【研究背景】

我国的低压配电系统*多采用三相四线制，中性线在这种配电方式中的作用非常重要，但是由于我国在这方面的规范不够全面，中性线常常受到人们的忽视。中性线过载的研究，对预防电气火灾具有重大的意义。

中性线导致电气火灾有两种途径。**种，中性线过载导致中性线过热，绝缘层燃烧引发火灾。*二种，中性线故障导致中性线开路。一旦中性线开路，这时不平衡电流没有中性线导通，中性点将发生位移。负荷小的相电压将升高，而负荷大的相电压将降低，造成严重的三相不平衡，烧毁电气设备引发火灾。其中导致中性线电流过载的较主要原因就是三相电的不平衡和大量的谐波电流在中性线上叠加。

【电流过载原理】

在额定电压下，电气设备、电气线路的实际运行电流**过了额定电流的现象称之为过电流，对具体设备或线路而言，习惯上把10倍以下额定电流的过流称之为过载，把10倍额定电流以上的过流称为短路。电流过载就是指导线中通过的电流**过导线安全流量。因为电流在通过导线都会发热，而导线都有允许的较高温度（YJY电缆的较高耐温为65℃；BVR电缆的长期使用温度为摄氏70度，短时热冲击温度120度，塑料熔化温度155度左右）。当导线达到这个温度时表明线路中电流值的热量恰好等于导线传散出去的热量，此时线路中的电流值也就是该导线的安全载流量。

【线路过载危险性】

如果电流在导线上产生的热量等于导线散出的热量，导线会达到相对的热平衡,导线温度就不会升高。在这种情况下，导线一般可以使用30年以上，所以对各种电缆的绝缘材料都规定了允许工作温度。而在通过的电流大于安全载流量时,就会发生线路过载，温度也会**其较高允许的工作温度。在过载量不大或过载时间较短时,并不会直接引发火灾，线路仍可运行,但绝缘层会加速老化。这是一种慢性病有潜在的危险，可能到某个时候就会成为隐患。绝缘层长时间处在高温的情况下,它的**物成分会慢慢碳化,碳化那部分会变成半导体，导致其绝缘能力降低，这有可能发生线路对地或相间短路,也可能漏电,继续加大负载,产生更多的热量,这样恶性循环,较终会引起火灾,引燃线路附近的可燃物起火,造成难以挽回的损失。

【安全技术措施】

在大型场景的用电情况中，三相负荷一般是平衡的，而单相电用户的使用情况很复杂。因此，只要考虑单相电用户的情况，把配变低压侧的单相负荷进行统一的规划，均匀地分配到低压线路的三相线上，就能实现三相电流平衡。值得注意的是，调整三相电流平衡绝不仅仅是简单地按数量把使用单相负荷用户平均分配到三条相线上;而是要把其中用电量大小、用电负荷类似的用户均衡地分配到三条相线上，才能使场景中的电网在安全状态下运行。

此外，用电场景可安装中性线安防保护器，通过电流检测环节采集系统中性线上各次谐波电流，控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，生成谐波电流指令，通过功率执行器件输出与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并将补偿电流注入中性线，实现平衡三相负荷的目的。

【现场案例】

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