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【话题讨论】三相四线为何零线的线径用的比相线大? 点击:414 | 回复:25



fighting2021

    
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发表于:2021-04-06 11:37:11
楼主

在论坛总看到某名网友的疑惑贴:

宿舍的电源进线为三相四线制,相线用的150mm2,但是零线却用240mm2?这是什么原因呢?

看看论坛部分网友的解释:

A、是单相负荷比较多,是正确的做法

B、这个太简单了,因为相线只承受1相的电流,而零线可能承受2相或3相的电流,换句说有2相或3相的电流要经过零线!

C、这个确实是不正确的做法,三相四线配线时,不管负载多么的不平衡,零线上电流始终是不大于相线的,最多相等。或许人家有另外的考虑,我就看不懂了。

D、中性线过热:在中性点直接接地的三相四线式供电系统中,当负荷产生3N次谐波电流时,中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。如当时三相负荷不平衡时,中性线上流经的电流会更大。最近研究实验发现中性线电流会可能大于任何一相的相电流。造成中性线导线发热过高,增加了线路损耗,甚至会烧断导线。

现行的解决措施是增大三相四线式供电系统中中性线的导线截面积,最低要求要使用与相线等截面的导线。国际电工委员会(IEC)曾提议中性线导线的截面应为相线导线截面的200%。

是对的。

E、对于家庭用电,一般都是单相负载,你接三相电过来,就有可能是各个负载接不同的相线,但零线都是同一条的,所以要粗一些。

大家对此话题有什么见解,欢迎回帖留言!


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Allen010

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发表于:2021-04-06 12:38:13
1楼

觉得B的说的有些道理,

1、因无论从哪个相线 引出电流时,都会需要 引零线;2、为保证用电 均衡,从每个相线 都会引出差不多电流,这样 零线的流经电流 近乎 单个相电流的 3倍。

AC米兰

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发表于:2021-04-06 14:13:28
2楼

还没遇到过这种情况,一般都是选和相线一样的截面积

Smile-lyc

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发表于:2021-04-06 14:14:40
3楼

在单相电路中,也就是我们最常见的居民用电中,由于单相电路中是由一根火线和一根零线构成的电路回路,也就是说零线跟火线在电路中传输的电流是一样,都是同样的负荷,所以在单相电路中零线跟火线必须是一样粗的。

如果在单相电路中,火线跟零线不一样粗,例如我们家中的火线使用的4平方的铜线,而零线使用的是2.5平方的铜线,那么我们家中就会出现以下的问题:空气开关的零线接线端经常性的被烧坏,家中的插座的零线的那个插口也会经常被烧,出线发黄和发黑的情况。

   三相四线制,多为公用项目用电,三火线+零线(+地线),各相之间有120度的相位差,纯阻性的电路中零线上电流与另外三相电流矢量和等值,如果三相负载完全平衡的话理论上零线无电流,非线性负载的时候会出现漂移,不过电流也不会很大,但现实情况下,三相负载几乎不能都平衡,既三相电流的矢量和不为0,所以在线电流不是很大的时候,零线也上会存在一定的电流,在负载不是很大的时候,零线线径可选择比火线线径小一些,一半都是小一半,节约材料也保证安全,但在三相负载较大、极不平衡、有非线性负载较多时,零线上会因不平衡、谐波等问题,电流会极大,考虑发热的安全性,中性线(零线)选线应和火线一样规格,但这种情况应该尽量避免……


clooer2000

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发表于:2021-04-06 14:27:03
4楼

我个人更倾向上面的D选项。另外宿舍接电三相负载使用大多日光灯产生谐波几率更大。

李纯绪

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发表于:2021-04-06 20:18:45
5楼

没有非正弦成分时,零线只通过不平衡电流,既三相电流的矢量和,最大只能是与相电流相等。

有非线性负载时,电流是非正弦,零线通过的电流,除了三相不平衡电流还有谐波波电流。这种情况,零线电流就非常大,甚至能达到相线电流的二倍大。所以,就有了文章开头说的相线150mm²、零线240mm²。正常。

现在非线性负载非常多,所有二极管接入的负载都是非线性的。比如,开关电源、变频器、电子镇流器、可控硅装置等。到网吧测量电流就能看出这个现象,电脑负载是开关电源。不过,测量要使用真有效值电流表,普通电流表不能反映谐波电流。

柳红岩

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发表于:2021-04-06 21:52:38
6楼

我感觉是E,三相平衡这种说法更多的是 电气设备设计电路的时候用的。作为宿舍你不能要求所有人同时开关设备以及使用相同设备。

因此肯定存在三相不平衡的情况,也就是存在N有电流情况。

工控佬牛

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发表于:2021-04-07 08:08:20
7楼

"李纯绪" 的回复,发表在5楼
        对内容: 【没有非正弦成分时,零线只通过不平衡电流,既三相电流的矢量和,最大只能是与相电流相等。有非线性负载时,电流是非正弦,零线通过的电流,除了三相不平衡电流还有谐波波电流。这种情况,零线电流就非常大,甚至能达...】进行回复:

        -----------------------------------------------------------------


李工回复的非常专业,个人非常认同此观点。

寻找凤凰

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发表于:2021-04-07 15:34:06
8楼

具体看有哪些负载

liujian5118-PLC技术军团

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发表于:2021-04-07 19:48:43
9楼

D,同时学习了李工的解释,非常专业!

syanson

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发表于:2021-04-08 10:52:16
10楼

学习了

何处的风

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发表于:2021-04-08 14:18:46
11楼

我们的设备用的是三相+地线,不用N线,但是设备上有时要用N线,所以变压器出N线,380+N,但是我们的N线实际用的比三相线要小,也没有出现问题。

应该是有相关的标准对线径的一个约束,就像地线是相线的一半,这样的。

请叫我王老湿

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发表于:2021-04-08 14:20:06
12楼

三相电流会相互抵消。如果三相电流对称的话,零线电流为0。因此一般的三相电机等负载没有零线。所以零线可以细一些,相反地线需要粗一些(如果发生漏电或者雷击),地线流过的瞬间电流会比较大

殇之情

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发表于:2021-04-08 16:39:13
13楼

啊完全不知道

太月星辰

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发表于:2021-04-08 16:54:52
14楼

引用 "李纯绪" 的回复,发表在5楼
        内容: 没有非正弦成分时,零线只通过不平衡电流,既三相电流的矢量和,最大只能是与相电流相等。有非线性负载时,电流是非正弦,零线通过的电流,除了三相不平衡电流还有谐波波电流。这种情况,零线电流就非常大,甚至能达...

学习了!

victor329

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发表于:2021-04-08 20:00:23
15楼

根据《工业与民用电供配电设计手册》P810,第9.2.2.1,

(2) 三相四线制配电系统中, 导体的允许载流量不应小于线路中最大的不平衡负荷 电流及谐波电流之和,当相导体为铜导体且截面积不大于 16mm 或者铝导体且截面积不大于 25mm ,中性导体应与相线截面积相等。 当相导体截面积为大于 16mm 的铜导体或者大于 25mm 的铝导体时,若3次谐波电流不超过基波电流的 15% ,可选择小于相导体截面积,但不应小于相导体截面积的 50% ,且铜不小于16mm 或铝不小于 25mm 。


所以应该根据实际用电情况来决定,根据经济性来决定用线径的大小。李老的论点是正确的,所以题目中的线线径选择没有问题。


        对于家庭两相用电的火线和零线,《配四》中明确规定,P810:(1)单相两线制电路中,无论相导体截面大小,中性导体截面都应与相导体截面相同。


mr_nice_guy

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发表于:2021-04-09 12:39:32
16楼

引用 "李纯绪" 的回复,发表在5楼
        内容: 没有非正弦成分时,零线只通过不平衡电流,既三相电流的矢量和,最大只能是与相电流相等。有非线性负载时,电流是非正弦,零线通过的电流,除了三相不平衡电流还有谐波波电流。这种情况,零线电流就非常大,甚至能达...

受教了。


黄岩岛岛主

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发表于:2021-04-09 17:34:49
17楼

在三相四线供电系统中,零线电流不可能超过相线电流

李纯绪

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发表于:2021-04-09 21:22:55
18楼

“在三相四线或二相三线配电线路中,N线或PEN线截面积应符合以下规定:

当用电负荷大部分为单相负荷或三相电流严重不平衡时,其N 线或PEN 线截面积不宜小于相线截面积;

以气体放电灯为主要负荷的回路中,其N 线截面积不宜小于相线截面积;

给可控硅调光或计算机供电的三相四线或二相三线配电线路,其N线或PEN 线截面积不宜小于相线截面积的两倍。”

以上是截取标准中的一段。


阿辉呀

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发表于:2021-04-11 08:29:09
19楼

D应该比较合理

李纯绪

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发表于:2021-04-11 09:30:30
20楼

这是交流电路的原理,也是供配电的设计原则,有相关标准。为什么还讨论是否合理呢?学“电”专业的基础课程都有涉及,回忆不起吗?


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