三相四线制中性线的作用及断线保护(精)

三相四线制中性线的作用及断线保护在变压器低压侧中性点直接接地的三相四线制系统中，电源通常是对称的，但是常因三相负荷的不对称或中性线断线，会使变压器中性点发生位移，致使三相负荷端电压不正常，负荷不能正常工作，严重时将损坏用电设备。

所以在三相四线制系统中，中性线是非常重要的。

本文主要讨论中性线的作用及中性线的断线保护。

一、中性线对电路运行的影响。

设三相四线制Y形连接负荷如图1所以，电源UAN、UBN、UCN对称，三个负荷阻抗分别为ZA、ZB/、ZC,中性线的阻抗力ZN，根据节点电位法：UNN=UANYA+UBNYB+UCNYC/YA+YB+YC+YN (1式中：Y=1/ZA,YB=1/ZB,YC=1/ZC,YN=1/ZN1. 三相负荷平衡时此时ZA=ZB=ZC,则YA=YB=YC,由（1）式得UNN=0，所以IN=0即中性线无电流通过，此时中性线断开与否不影响负荷的工作状态。

2. 三相负荷不平衡，中性线未断开时由于ZA≠ZB≠ZC,所以根据（1）式UNN≠0，但此时的中性线未断开，只要设法减小中性线的阻抗，使IN→0，则YN→∞，UNN≈0.因此，尽管负荷是不对称的，但由于UNN≈0，各相保持独立性，各相的工作状态互不影响，只取决于本相的电源和负荷。

3. 三相负荷不平衡且中线断开时。

（1） A相短路（ZA=0.YA→∞）,则UNN≈UAN,即其于两个相电压升高为线电压，很明显，B相与C相上的负荷将因电压过高，电流过大而损坏。

（2） A相断路（ZA→∞，YA=0），这种情况最易发生，一是A相输电线断线；二是A相负荷开关断开。

若三相负荷不对称度不太严重，势必造成B、C两相电压低于原相电压，负荷将不能正常工作。

二、中性线断线的保护1. 不能放松对中性线敷设的质量，中性线的干线必须有足够的机械强度，不允许装设开关或熔断器。

2. 除在变压器中性点接地外，必须在中性线的其他地方进行必要的重复接地，如图2在三相四线制供电系统中并联许多用户，在每个用户的中性线汇合处接一个过电压继电器KV，用来检测UNN电压的大小；在每一用户进线端得三根火线上装交流接触器KM主触头；过电压继电器的常闭触头与接触器的线圈串联，当中性线未断或中性线断开但三相负荷平衡时，由于UNN≈0,过电压继电器不动作，其常闭触头闭合，接触器线圈通电，其常开主触头接通。

说明三相四线制电路中中线的作用三相四线制电路是指电源系统中为了增加可靠性和降低系统故障的影响，在三相供电系统中增加一个中性线。

在这种电路中，三相电源之间存在对称的相位差，而中性线则连接所有的负载设备，并提供电流的回路。

中线在三相四线制电路中的作用主要有以下几个方面：1.为非对称负载提供合理的电流分配：由于电力负载的不对称性，三相电源的电流可能无法完全平衡。

中线的引入使得非对称负载的电流能够合理地分布到三相电源中，避免了电力系统的过负荷运行，提高了系统的安全性和稳定性。

2.制动和过载保护：在电力系统中，电机和一些特定的负载设备存在着惯性能量和非线性负载特性。

中线可以用于制动和保护这些设备。

当负载设备出现故障或超载时，中线的电流将大幅增加，使得过流保护器或制动器动作，从而保护设备的安全运行。

3.提供零线和地线的连接：中线在三相四线制电路中可以起到零线和地线的作用。

零线是将电流回流到电源的线路，而地线是将电流通过地势的接地线路。

通过中线，电流可以顺利地回流到电源，实现闭合回路。

同时，在电力系统中，中线还可以连接到地电位，以提供设备的安全接地。

4.提升电源系统的可靠性：三相四线制电路中引入中线可以提高电源系统的可靠性。

当一个相位的供电出现故障时，中线可以作为备用的电流回路，确保其他两相正常供电的设备正常运行。

中线的引入可以减少电网故障所造成的影响，提高电力系统的可靠性和稳定性。

5.降低电磁干扰：电力系统中的各种电气设备会产生电磁干扰，对周围的电子设备和通信设备产生干扰。

中线的引入可以通过补偿三相电流不平衡，降低或消除电磁干扰的发生。

这对于需要高质量电源供应的敏感设备非常重要。

综上所述，三相四线制电路中的中线有着多重作用，它可以提供合理的电流分配、制动和过载保护、连接零线和地线、提高系统可靠性，以及降低电磁干扰的发生。

中线的引入使得电力系统能够更加安全、稳定地运行，并为各种电气设备的正常运行提供了保障。

三相四线制供电系统中性线作用及要求在高职电工技术课程的“三相电路”的教学中，特别是非机电类的工科专业教材对中性线的解释不够全面．笔者认为，在学习三相交流电路时，不仅要熟悉三相电路中相、线电压（或电流）的关系，还要了解中性线（零线）和地线之间的区别与联系，关键是要理解中性线是如何保证负载相电压不变的作用及保护措施．以提高学生对三相电路的认识，树立正确、安全的用电意识．１、中性线零线和地线的区别当发电机三相绕组的末端连在一起，这个连接点称为中性点Ｎ，也称作零点．从中性点引出的导线称为中性线，也称作零线．从三相绕组的始端引出的三根导线Ｌ１，Ｌ２和Ｌ３称为相线，也称做端线，俗称火线．如果负载中性点与大地相连，引出的导线又可称为地线．这样，从三相绕组的始端和中性点共引出四根导线，这种电源供电方式称为三相四线制电路．在这种线路中，把相线与相线之间的电压称为线电压，相线与中性线之间的电压称为相电压．它们的关系是：ｕＬ＝槡３ｕＰ．那么，中性线、零线、地线之间有什么区别与联系呢？１．１区别中性线（零线）和地线是不同的概念．（１）从结构上看，它们的接地点不同，零线（Ｎ）是从最近的发电机或变压器中心点接地，对地电位不一定为零，和本地的接地可能有一定的电位差；而地线（ＰＥ）使用的是电器的最近点接地，对地电位为零，且要根据具体要求重复接地．（２）从原理上讲，零线主要应用于工作回路．由于它所产生的电压等于线阻乘以工作回路的电流，对于远距离的输电，如线电阻大于４Ω的话，零线产生的电压就不可忽视，安全措施也不可靠了．而地线不用于工作回路，只作为保护线，利用大地的绝对零电压，当设备外壳发生漏电，电流会迅速流入大地，即使ＰＥ线有开路的情况，也会从附近接地体流入大地．通常２２０Ｖ单相回路中的一根称火线（或相线），而另一根称零线（或地线），火线与地线的这种称法只是实用中的一种俗称，严格地说应该是，如果该回路的中性点接地，则称“零线”；若不接地，则应称“中性线”，以免与接地中的“地线”相混淆．简单地说，中性线和零线都是从电源的中性点引出来的导线．中性点直接接地而取得大地的参考零电位后引出来的导线叫零线；中性点没有接地引出来的导线则叫中性线；和大地接通的导线叫地线，即用电线连接一块埋入地下１ｍ以上的金属板．中线即此线电势处于其他线的中间或中心，而零线即此线上电压为零．１．２联系中性线和零线在三相四线制中实际上是同一根线，但对于三相线路中其中的根相线即单相电路来说，它是提供这根相线电流的“回路”线，如果中性点在不接地系统中，它对地的电压是不为零的．中性线是指在“星形接法”的三相交流电路中，连接三根相线的一条“公共回线”，在严格地绝对对称（也称平衡）的三相交流负载中，这根中性线为零电位，也就是电压为零．但实际上多个单相负载接到三相电路中构成的三相负载不可能完全对称．为了防止负载不平衡而使中性线带电，则要将中性线接地．而接地线不是指电流回路中的线，它是一根保护线，零线接地，中性线接地，设备外壳保护接地等都是指这根线，它不参与设备的运行，正常时不提供电流的回路．零线有时会电人，当火线上有电，但设备不工作时，可能远处零线断开；从断点靠近设备一端的零线电压是２２０Ｖ，即零线变为火线．２中性线在三相四线制供电系统中的作用实践证明，在负载不对称的情况下又没有中性线，就形成不对称负载的三相三线制供电．但由于负载阻抗的不对称，相电流也不对称，负载相电压也自然不对称．当各相负载阻抗变化时，相电流和相电压都随之而变化，灯光会有暗有亮，其他用电器也不能正常工作．下面通过两个实例来分析和讨论中性线断开带来的危害［１］．【例题１】求在图１中，下述两种故障情况下，各相负载上的电压．（１）Ｌ１相短路；（２）Ｌ１相短路，中性线又断开．解：（１）当Ｌ１相短路时，短路电流很大，将Ｌ１相的熔断器熔断，因有中性线，Ｌ２和Ｌ３相未受影响，其电压仍为电源相电压２２０Ｖ．２中性点制度即中性点是否接地．中性点制度大致可以分为两类，即中性点接地系统与中性点绝缘系统．而按照国际电工委员会（ＩＥＣ）的规定，将低压配电系统分为ＩＴ，ＴＴ，ＴＮ三种，其中ＴＮ系统又分为ＴＮ－Ｃ，ＴＮ－Ｓ，ＴＮ－Ｃ－Ｓ三类．由以上比较可得出中性点不同运行方式下的安全措施，即中性点的绝缘运行方式和直接接地运行方式．（１）中性点的绝缘运行方式下应做到：１）所有用电设备都必须采用保护接地，而不允许采用保护接零；２）中性线的机械强度应与相线相同，中性线不允许断开；３）中性线电流不应超过变压器二次线圈额定电源的２５％，三相负荷电流不应相差太大，以免影响三相电压的平衡；４）杜绝中性线直接接地，低压配电盘必须设置三相绝缘监察设置，以便及时发现和排除低压电网中的接地故障；５）配电变压器二次侧应加装４只避雷器，以防止雷电过电压．（２）中性点的直接接地运行方式下应做到：１）所有用电设备在正常情况下不带电的金属部分，都必须采用保护接零与保护接地；２）在三相四线制的同一低压配电系统中，保护接零和保护接地不能混用，即一部分采用保护接零，而另一部分则采用保护接地，但若在同一设备上同时采用保护接零和保护接地则是允许的，因为其安全效果更好．３）要求中性线必须重复接地，因为在中性线断开的情况下，接零设备外壳上都带有２２０Ｖ的对地电压，这也是决不允许的．3结论中性线是三相电源与负载连接方式的桥梁和依据．在三相四线制供电的线路中，不论各负载是否平衡，各相负载均可承受对称的相电压，如一相发生故障，其他两相还能正常工作．即中性线起到保证。

380V配电系统中性线断线故障分析摘要：目前三相四线制的配电网络是我国最主要的供电方式，中性线作为三相四线制中的重要部分，往往得不到运维人员的足够重视，存在着很多问题，如中性线接头不达标、中性线绝缘强度不够等，这些问题很可能会在低压配电系统运行中造成中性线出现故障，引发断线等事故，威胁人民群众的生命财产安全。

关键词：380V；配电；断线；故障；分析1.中性线的作用及断线原因1.1中性线的作用（1）平衡三相电压。

电力系统的负荷包括三相负荷和单相负荷两种，因为各个负荷的特性不同，因此供电系统中A、B、C三相的负荷往往是不平衡的，不对称负荷引起的不平衡电流需要经过中性线流回系统中性点，保持三相电压的平衡；（2）部分有金属外壳的用电器借助中性线达到接地保护的目的。

380V配电网的中性线可以维持负载电压在允许范围内，并保证三相电压对称。

如果忽略中性线的阻抗，则三相负载各自独立，各相负载变化不会引起其他相工作状态的改变，此时若出现三相负载不对称，仅会导致各相电流不再相等，中性线中出现不对称电流，而不会影响三相电压的对称性。

但是当中性线因某种原因断开时，就会导致三相负载支路的相电压不对称，导致某相有过电压产生，威胁人身及设备安全，除产生过电压的相外，其余相的相电压会低于正常运行电压，影响负载的正常工作。

1.2中性线的断线原因（1）相关工作人员的业务水平不足，责任意识、安全意识不到位，没有充分认识到中性线的重要性，没有做好中性线的日常检查及维护工作，增加了中性线断线故障的发生几率；（2）三相负荷严重不平衡，导致中性线中流过巨大的不平衡电流而烧断，当中性线接头施工没有做好，导致接头存在氧化、虚接等问题时会加大这种情况的发生几率；（3）在连接变压器的低压桩头与铝导线时采用直接连接的方法，没有做好铜、铝两种材料间的过渡工作，或在压接过渡线前没有彻底清除导线氧化层，从而导致中性线断线故障的发生；（4）设置中性线时使用的导线存在老化现象，施工工艺不达标，或在施工结束后没有及时进行检查，导致中性线断线；（5）没有在计量箱的导线进出口加装保护元件，如橡胶垫等；（6）中性线没有直接接地，而是通过开关、断路器、熔断器等接地，在这些情况下，如果中间器件因故断开，会导致中性线断线故障；（7）在安装电流动作保护器时，错把中性线接入相线端，导致保护器动作失灵，引发断线故障；（8）一般中性线接地时电阻会出现变大的现象，我国对中性点接地电阻的大小有着明确规定，接地电阻应在规定范围内，接地电阻过大会导致中性线带电，可能引起中性线断线。

变压器中性线在三相四线制供电系统中的作用和保护【摘要】变压器中性线在三相四线制系统中，特别当三相负荷不对称时，是保证三相负荷电压降对称的基本条件，其作用在于使三相四线制星形连接的不对称负载得到相等的相电压。

当中性线断线后会造成负载因电压过低无法正常工作或因电压过高而烧毁，甚至危害人身安全，所以必须尽可能的保证三相四线低压供电系统中主干零线的安全可靠，在实际工作中为防止主干零线断线故障的发生，必须采取多种安全可靠的防护措施。

【关键词】三相四线制系统；中性线；断线；影响；作用；保护措施在现有的低压配电系统中，供电方式广泛采用三相四线制供电系统。

在三相四线制供电系统中，由于配电变压器二次侧中性点接地完好，中性线与三相线之间构成一个实用有效地整体，在三相负荷不对称系统中，中性线的存在是保证三相负荷电压降对称的基本条件。

一根相线发生断线，只有该相负载供电中断，对负载的安全并不构成危害，但中性线断线，将发生中性点偏移现象，使得三相电压不能保持平衡，导致负荷侧各相电压较正常电压过高或过低，用电设备不能正常工作。

目前低压系统中存在着大量不可预料的中性线断线事故。

影响低压三相四线制安全可靠供电的因素很多，其中中性线的断开是一个重要原因。

中性线断线故障以导线接驳口因故障或过载烧断和意外机械刮断（因垂直布线时中性线设在最低位置而最易被刮断）居多。

而近年来多次发生在城镇中偷窃导线的案件，也是中性线被偷盗最多。

因三相四线垂直布线时中性线在最低位置，沿墙水平布置导线时，一般中性线在靠墙位置，因而中性线最易被剪断和偷盗，中性线对地电位很低，盗窃中性线也较盗窃相线不容易触电。

因此研究中性线断开对供电产生的影响也是十分必要的。

1.中性线对电路运行的影响设三相四线制Y形连接负荷如图1所示，三个图1三相四线制Y形连接图负荷阻抗分别为ZA、ZB、ZC，中性线的阻抗为ZN，根据节点电位法：NN’=（1）。

从向量关系可以得知N点和N’点不重合，这一现象称为中性点位移。

低压电器在三相四线系统“断零”保护中的应用随着现代工业的发展，电力设备的运行安全性越来越受到重视。

在电力系统中，三相四线系统是一种常见的配电系统，它由三个相线和一个中性线组成。

在实际运行中，中性线可能会出现开路，造成“断零”现象，这将对电力系统的安全性产生危害。

对于三相四线系统中的“断零”问题，低压电器的应用至关重要。

在三相四线系统中，中性线的作用是连接三相负载的中性点，将三相负载的不平衡性引导到地。

如果中性线出现开路导致“断零”，将导致系统中的电压波动和负载电流不平衡。

这不仅会影响电力设备的正常运行，还可能导致电气事故的发生。

保护系统中的“断零”功能至关重要。

低压电器在三相四线系统中的“断零”保护中发挥着重要作用。

一般来说，低压保护装置通常包括断路器、接触器、继电器等设备，它们可以对电力系统进行动作保护，并在发生故障时切断电路，防止进一步的损坏。

对于“断零”保护，低压电器通常采用继电器和保护装置来实现。

继电器是一种通过电流、电压等参数进行控制的电气装置，它可以在检测到故障时进行动作。

在三相四线系统中，继电器可以通过检测中性线的状态，当发生“断零”故障时，立即进行动作保护，切断相关电路，防止电力系统受到损害。

继电器还可以实现对故障信号的检测和传输，为操作人员提供及时的故障信息。

除了继电器，保护装置也是低压电器中重要的一部分。

保护装置可以对系统中的各种参数进行实时监测，当发现异常情况时，可以及时做出响应。

对于“断零”保护，保护装置可以通过监测中性线电流、电压等参数，实现对“断零”现象的识别，并进行相应的动作保护。

这样可以有效地避免由于“断零”故障造成的电气事故，保障电力系统的正常运行。

在实际的工程应用中，低压电器的“断零”保护需要充分考虑到系统的特性和运行情况，选择合适的保护装置和继电器进行配置。

还需要进行全面的测试和调试，确保保护系统能够可靠地运行。

为了提高“断零”保护的可靠性和灵活性，还可以结合现代智能控制技术，实现对保护系统的远程监测和控制，及时发现并处理潜在的故障隐患。

三相电路中线的作用
三相电路中线的作用包括：
1.安全保护：中线可以提供电路的接地点并保护人员免受电击风险。

2.电力传输：中线可以提高传输效率，减少电压波动和损耗，从而实现更高的电力传输效率。

3.平衡负载：中线可以通过平衡三相负载来确保电路的稳定运行，防止任何一相负载过载而导致电路失效。

4.降低电磁干扰：中线可以减少电路的电磁干扰现象，防止干扰其他电子设备的正常工作。

总之，三相电路中的中心线可以确保电路的稳定运行和安全，并提高其效率。

低压电器在三相四线系统“断零”保护中的应用在三相四线系统中，断零保护是一种非常重要的保护方式，用于保护系统和设备免受电气故障的影响。

低压电器在断零保护中起着至关重要的作用，本文将介绍低压电器在三相四线系统中的断零保护应用。

断零保护的原理在三相四线系统中，如果零线（中性线）断开或出现接触不良，会导致电气设备内外的电压波动，甚至引起电气隐患，例如电流不平衡、过压、过流等问题。

在这种情况下，需要进行断零保护。

断零保护的原理是利用保护装置检测电流不平衡或短路，当电流不平衡或短路发生时，保护装置会自动切断电源，以保护设备和系统不受损害。

低压电器是断零保护中不可或缺的一部分。

其作用是监测电路的状态，实时检测电流、电压等参数，并在电路故障发生时，通过控制电器的开关及输出信号，实现快速切断电源，保证人身安全和设备运行稳定。

1. 断路器断路器是低压电器中最常用的设备之一。

当电路中电流过大或出现短路时，断路器会自动切断电源，并提供可靠的保护。

在三相四线系统中，断路器可以分为两种类型：单极断路器和三极断路器。

单极断路器可以用于保护单项回路，可以独立控制每一相。

三极断路器则可以用于保护三相回路，能够同时对三相电路进行控制和保护。

2. 接触器接触器是低压电器中用于开关电源的一种设备。

在三相四线系统中，接触器通常用于控制电动机等设备的开关。

在断零保护中，接触器可以用于接通或切断电路，同时也可以发出控制信号，使保护装置能够及时响应，实现快速切断电源。

3. 保护继电器保护继电器是低压电器中最常用的断零保护设备之一。

保护继电器可以用于监测电路的状态，并判断电路是否出现异常情况。

例如，保护继电器可以监测电流是否平衡，是否出现短路等问题，当发生故障时，保护继电器会发出警报或切断电源，以保护设备和人身安全。

总结。

三相四线制供电系统中中性线断线故障分析三相四线制供电系统中，中性线断线故障是指系统中的中性线发生了断开或失效，造成系统中的电压不平衡。

这种故障可能会引发电压异常、设备损坏甚至火灾等问题，因此需要及时进行分析和处理。

以下是针对中性线断线故障的分析过程。

首先，我们需要了解三相四线制供电系统的基本原理。

三相四线制系统由三个相位导线（A、B、C相）和一个中性线组成，通过相位导线和中性线之间的电位差来提供电力。

中性线承担着将不平衡的电流引回配电变压器的作用，确保系统的电压稳定。

当中性线发生断线故障时，系统中的电流无法通过中性线返回配电变压器，导致三个相位的电流失去平衡，引发一系列问题。

首先，中性线断开会导致三个相位的负载电流不均衡。

既有负载电流上升，也有负载电流下降的情况发生。

负载电流不均衡会导致负载设备工作异常，甚至损坏。

其次，中性线断开会导致各个相位的电压不平衡。

由于电流无法正常流回配电变压器，会造成一个或多个相位的电压升高，而其他相位的电压下降。

电压不平衡会对电力设备造成损坏，严重时可能引发火灾。

针对中性线断线故障的分析，以下是一些常见的故障原因和处理方法：1.中性线本身的质量问题。

中性线可能存在接触不良、松动、断裂等问题，导致电流无法正常通过。

此时需要检查中性线连接点是否松动，若有必要，应更换中性线。

2.中性线过载。

如果系统中的中性线额定电流过小，超过其负载能力时，中性线可能会过热甚至造成断线。

此时需要对中性线的负载进行重新计算，并更换合适的中性线。

3.不规范的接地系统。

中性线的接地系统是确保系统电流正常流动的重要组成部分。

如果接地系统存在问题，例如接地电阻高、接地电流不均衡等，都可能导致中性线失效。

处理这种情况需要对接地系统进行检查和修复。

综上所述，中性线断线故障在三相四线制供电系统中是一种常见而严重的问题。

及时分析和处理中性线断线故障，对于确保系统的正常运行和设备的安全性至关重要。

通过排查故障原因和采取相应的处理措施，可以有效地解决中性线断线故障带来的问题，确保供电系统的稳定和安全。