變壓器二次側(cè)中性點直接接地稱為工作接地,由于中性點直接與大地零電位連接,因此,引出的中性線稱為零線,即TN-C系統(tǒng)(三相四線制供電系統(tǒng))中的PEN線。在三相四線制(380/220V)供電系統(tǒng)中零線的主要作用是:
1、在三項負載不平衡的情況下,零線導(dǎo)通,不平衡電流流回中性點,從而使供電系統(tǒng)的線電壓、相電壓基本保持平衡;
2、當(dāng)采用保護接零的電氣設(shè)備絕緣損壞發(fā)生碰殼時,短路電流將通過零線構(gòu)成回路,由于零線阻抗較小,所以短路電流將很大,它促使保護裝置迅速動作以斷開電源,從而起到保護作用;
3、零線還是單相220V電氣設(shè)備的電源回路。
如下圖所示,在三相負載不平衡(A相負載最小、B相負載稍大、C相負載最大)的情況下,零線一旦斷線,將產(chǎn)生嚴重后果。
分析如下:
1、當(dāng)零線在a點發(fā)生斷線時,凡連接在斷開點以后的單相負載,其火線、零線都帶電。但沒有電壓,因此,負載無法正常工作;
2、當(dāng)零線在b點發(fā)生斷線時,接在斷開點以后的B相(L2)和C相(L3)的單相負載相當(dāng)于串聯(lián)后接在B、C兩相(380V)上,造成負載大的C相電壓低,負載小的B相電壓高。如果B相和C相負載一樣大,則B相和C相負載各承受電壓190V;
3、當(dāng)零線在c點發(fā)生斷線時,由于沒有零線導(dǎo)通不平衡電流,為維持三相電流的矢量和等于零,其中性點必將向負載大的C相方向位移,造成三相電壓不平衡,即負載大的C相電壓低,而負載小的A相電壓高。三相負載不平衡程度越嚴重,中性點位移量越大,三相電壓不平衡程度也越嚴重。
4、由于零線斷線造成的三相電壓畸形,使電氣設(shè)備工作特性發(fā)生變化,電壓過低無法工作,電壓過高將縮短使用壽命,甚至燒毀設(shè)備造成經(jīng)濟損失;
5、零線一旦斷線,采用保護接零的電氣設(shè)備將失去保護;設(shè)備一旦漏電,將會造成人身觸電。這時,即使設(shè)備不漏電,由于零線本身帶有危險電壓使設(shè)備外殼帶電,同樣會造成人身觸電事故。
在低壓三相四線制(380/220V)供電系統(tǒng)中,由于單相負載的存在,必然造成三相負載不平衡。為保證零線的安全性和可靠性,規(guī)程規(guī)定零線電流不得超過相線電流的25%,在主干零線上不得裝設(shè)開關(guān)和熔斷器,零線的截面不得小于相線截面的1/2。