现代住宅电气安全设计——N线过电流

1.N线的电流工况

将电源的中性点（简称N点）引出来构成的中性线（简称N线），是国内通用的400/230V电压系统，既可以是副绕组YN接线变压器的N线，也可以是YN绕组接线低压发电机的N线。在正常运行工况，三相基波50Hz 平衡负载下，N线上是没有电流的。当有单相负载时，用电网络的设计者力图使三相负荷平衡。

在企业的用电设计中，当单相电热装置容量较大而数量较少时，电热设备电力装置设计规范GB50056—93第2.0.13—14条介绍了减少三相不平衡度应该采取的措施。另一种情况，如住宅中的家用单相电器，数量大而单个容量较小，采用了设计中平衡措施后，因住宅用电是随机的，也会造成严重的三相不平衡。另有一类特殊情况与谐波有关，如即使电源电压基本上是正弦波，但负载是非线性的，此时N线上三次谐波将是各相线上的上述谐波之和，再加上基波的不平衡电流，N线上的电流有效值有可能接近或甚至超过相电流。

就短路状况而言，相线与N线短路构成的单相短路，当变压器绕组接线组别为Y、YN12时，其零序阻抗较大，即使直接短路，其短路电流也不能满足三相短路保护装置的灵敏度，这也是变压器接线推荐为D、YN11的重要因素之一。如果是单相接地短路，短路电流经过大地回到电源N点，并不经过N线，漏电保护器根据剩余电流原理而动作，所以它是和相线与N线短路不同的，但都受变压器零序阻抗的影响。由于负荷有可能不平衡，低压一般不用零序保护作为单相接地保护而用漏电保护器。

2.N线的过流保护

IEC60364-4-473是规定线路过流保护的标准。其中关于中性线过流保护的条文都规定不论中性线粗细,只需断开有关相线,不必断开中性线。这是因为断开有关相线后中性线电流自然消失,中性线过流问题不复存在,而少一个中性线触头就少一个潜在的事故隐患。大家知道相线触头导电不良故障易于发现及时处理,而中性线的触头导电不良难以发现,往往成为“断零”而导致烧坏大量单相用电设备的事故,因此应尽量减少中性线上的触头或刀闸的数量,用于中性线过流保护的可装可不装的触头就不必装设。

IEC 60364-4-41 是规定防电击措施的标准,但在该规定中没有因TN-C-S系统PEN线过流,导致PEN线过大的电压降和过大的设备外壳对地电压而规定断开中性线防电击措施。道理很简单,在电气设计中对线路的电压降都有限制,低压线路上的电压降一般取为不大于回路标称电压的5%,即相线和PEN线、中性线的电压降总共不超过220V×5%=11V,设备外壳上不可能出现大于50V或25V的对地电压。所以为防人身电击而断开中性线也是不必要的。