答: 在使用四极低压断路器时应注意以下事项。
① 不必为中性线的过流而切断中性线。 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, 因此在可能条件下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。
② 中性线过流不可能引起人身电击事故。 IEC60364-4-41是规定防电击措施的标准,
但该标准中没有因 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的防电击措施。 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、 PEN 线和
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。
③ 电气检修安全要求隔离中性线在常用的电源直接接地的 TN、 TT 系统内, 正常情
况下中性线的电位基本上是大地电位, 但由于种种原因它可能带危险对地电压, 例如电源
回路一相接地导致中性线对地电位升高, 但因中性线包有绝缘, 还不致引起事故。 为了避
免公用电网内大量低压用户停电, 这种故障一般不跳闸, 只作为事故隐患潜伏下来。 它只
在电气检修时对检修人员构成危险, 因此在电气检修时, 应在隔离相线的同时也隔离中性
线。 又如, 当10kV 变电所内高压侧发生接地故障时, 由于接地装置电位的升高同样也可
使中性线带故障电压, 因10kV 不接地网络的接地故障不跳闸只作用于信号, 这个可达百
伏左右的故障电压在中性线上也是持续存在的, 它也同样危及电气检修人员。 现时一些城
市将10kV 网络由不接地系统改为经小电阻接地系统, 上述故障电压可达千伏以上, 虽然
这时10kV 继电保护可切断电源, 但其动作时间长达0.5~1s, 依然要危及检修人员。 另
136_x0012__x0012_
Chapter
外, 检修时的电击危险是来自沿 TT 系统电源线路导入的雷电过电压, 其持续时间以微秒
计, 但电压极高, 足以致人伤亡。 其对带电导体的隔离还有触头间空气间隙距离的要求
(对工频300V 以下无此要求), 这需视海拔高度、 空气污染程度以及触头形状等因素而定。
英国IEE标准 《 电气安装规范》 第460-01-0条规定低压断路器可兼作隔离电器, 说明其
低压断路器的触头间的空气间隙是符合隔离要求的。 对以上列举的各种沿中性线导入的危
险电压引起的电气检修时电击事故的防范, 别无他法, 只能用在隔离相线的同时隔离中性
线的办法来防范。
④ 有总等电位联结的 TN-S系统建筑物内的中性线不需要隔离。 并非所有建筑物电气
装置都要求中性线和相线一起隔离才能保证检修安全, 这需视接地系统类别和建筑物内有
无总等电位联结而定。 IEC60364-4-46标准第461.2条规定: “在 TN-S系统中 (包括 TNC-S系统中户内 TN-S部分) 中性线不需要隔离和开关”。 英国IEE标准 《 电气安装规范》
第461-01-02条也规定: 在电源进线处, 除单相回路外, TN-S、 TN-C-S系统三相回路应
断开全部相线而不要求断开中性线。 在IEC60364标准和我国有关防电击标准中, 建筑物
内的总等电位联结都规定为各种接地系统内必不可少的基本防电击措施。 当进行电气检修
时, 即使中性线没有隔离而带有从电源侧传导来的对地故障电压Uf, 但由于存在总等位
联结的缘故, 所有外露导电部分和装置外导电部分都处于同一电位水平Uf上, 而不存在
电位差, 检修人员接触中性线时自然不会遭受电击, 甚至连触电感觉都没有。 因此在有总
等电位联结的 TN-S系统建筑物内不必为电气检修安全而隔离中性线。
⑤ TT 系统内电源进线开关应隔离中性线。 IEC60364-4-46第461.2条不隔离中性线
的规定未提 TT 系统, 说明 TT 系统内应隔离中性线。 英国IEE标准 《 电气安装规范》 第
461-01-03条则规定 TT 系统 (也包括IT 系统) 电气装置内的电气隔离应隔离所有带电
导体, 其中包括中性线。 建筑物虽然做了总等电位联结, 但 TT 系统中的中性线与地绝
缘而未与建筑物的总等电位联结导通, 它与地间存在故障电压引起的电位差Uf, 此电
位差将对电气检修人员构成电击危险。 因此在 TT 系统 (也包括不常用的IT 系统) 建
筑物内, 必须在总电源进线处和有需要的局部场所电源进线处, 将中性线和相线同时隔
离。 TT 系统内中性线不隔离存在电击危险由于我国较多采用 TN 系统, 如果按IEC和
IEE标准的规定, 不在 TN 系统建筑物内装用四极开关, 只有 TT 系统建筑物内装用四
极开关, 则四极开关的装用可大大减少, 这对提高电气安全水平和节约建设投资都是有
好处的。
⑥ TT 系统内的漏电保护器必须隔离中性线。 除了电气检修安全隔离中性线外, TT
系统内的漏电保护器 (以下简称 RCD) 为保证出现两个故障后的电气安全, 也要求隔离
中性线。 TT 系统因发生接地故障而使中性线带故障电压Uf。 因中性线包有绝缘, 这一故
障并不直接引起事故。 但如再发生第二个故障, 例如相线碰外壳 的 设 备 接 地 故 障, 则
RCD瞬即跳闸。 如果 RCD未隔离中性线, RCD 跳闸后故障电压Uf将通过设备绕组和绝
缘损坏的故障点传导至设备外壳上, 而导致电击事故。 这当然是很不安全的, 因此为防这
种两个故障引起的电击事故, TT 系统内 RCD在断开相线时, 必须同时断开中性线, 以隔
离Uf的传导。 但在 TN-S系统中 (包括 TN-C-S系统的户内 TN-S部分) 却不存在这种危
险。 这是因为在 TN-S系统中, 中性线和 PE 线互相导通而电位接近, 而 PE 线又纳入等
电位联结内, 这使整个建筑物处于同一Uf电位水平上, 而不出现电位差, 不会发生电击
事故, 自然不要求断开中性线。 因此IEC 标准和IEE 标准都对 TN 系统和 TT 系统内
137_x0010_ _x0010__x0012_
RCD的刀极数规定了不同的要求。 如IEC60364-5-53第532.2.1.1条规定: “RCD 必须保
证被保护回路所有带电导体的断开。 在 TN-S系统中, 如供电条件认可, 中性线为可靠地
电位, 则中性线不需要断开。” 需要说明, 在户外地电位是指大地的电位, 在有总等电位
联结的户内, 地电位是指总等电位联结地母排处的参考电位。 TT 系统内 RCD中性线不隔
离两个故障时设备外壳可能带危险电压, 英国、 美国和日本广泛采用 TN-C-S系统, 因此
上述英国IEE标准第531-02-01条规定: “RCD应能同时断开回路全部相线”。 而不要求断
开中性线。 德、 法等欧洲大陆国家广泛采用 TT 系统, 因此他们生产的 RCD 几乎全为四
极或二极的。
⑦ 电源转换开关不需断开中性线。 IEC60364-4-46标准第465.1.2条规定: “功能性
开关不必要控制全部带电导体。” 即不必在开合相线的同时开合中性线, 因中性线上没有
刀闸并不影响电源的转换。 需要说明的是, IEC/TC64 译文集将其下的第 465.1.5 条译
为: “保证电源转换的功能性开关必须作用 (affect) 于所有带电导线”。 其中 “affect” 一
词有 “作用”、 “影响” 的含义, 但没有 “断开 (disconnect) ” 或 “控制” 的意思, 注意
勿误解, 否则其前面的465.1.2条将无法解释。 只有当电源转换开关带漏电保护功能时,
才需装用四极开关未隔离中性线, 那是为了防止漏电保护的误动或拒动, 而不是出于电源
倒换功能上的需要。
⑧ 单相回路的中性线隔离不存在 “断零” 危险。 单相回路内如果中性线开关触头导
电不良, 不会出现上述三相回路中因 “断零” 烧坏用电设备的问题, 因此为了提高电气安
全水平, 单相双级开关得到较多的应用。 例如住宅楼的单相总电源进线开关和每户的单相
电源进线开关, 不论其接地系统为何种类型, 都应将中性线隔离, 即采用双极开关, 这样
做可以提高电气安全水平, 例如防止因设备相线、 中性线接错而引起事故, 不会招致 “断
零” 引起的危险。 对此, 上述英国IEE 标准第460-01-02条规定: “任何接地系统的单相
电源进线总开关或总低压断路器应能将两根带电导体都切断”。
对上述分析概述如下:
① 电源进线开关中性线的隔离不是为了防三相回路内中性线不平衡电流引起的中性
线过流或这种过流引起的人身电击危险, 而是为了消除沿中性线导入的故障电位对电气检
修人员的电击危险。
② 为减少三相回路 “断零” 事故的发生, 应尽量避免在中性线上装设不必要的开关
触头, 即在保证电气检修安全条件下, 尽量少装用四极开关。
③ 不论建筑物内有无总等电位联结, TT 系统电源进线开关应实现中性线和相线的同
时隔离, 但有总等电位联结的 TN-S系统和 TN-C-S系统建筑物电气装置无此需要。
④ TT 系统内的 RCD应能同时断开相线和中性线, 以防发生两个故障时引起的电击
事故, 但对 TN 系统内的 RCD没有此要求。
⑤ 除带漏电保护功能的电源转换开关外, 其他电源转换开关无需隔离中性线。
⑥ 不论为何种接地系统, 单相电源进线开关都应能同时断开相线和中性线。
63. 低压断路器的自由脱扣是如何定义的?
答: 将低压断路器在合闸过程中的任何时刻, 若保护动作接通跳闸回路, 低压断路器
能可靠地断开, 定义为低压断路器的自由脱扣。 带有自由脱扣的低压断路器, 可以保证低
压断路器合于短路故障时, 能迅速断开, 避免扩大事故范围。
