浅谈PEN线的失效保护
　　 三相四线制的供电系统的保护接零和中性线并用的导线称PEN线。所谓PEN线失效,就是指PEN线出现了带电现象,表明供电系统内存在着故障。这些故障包括PEN线断裂或接头阻抗过大,电源中性点接地电阻过大或接地引下线开路,相线与地有短路故障等。
　　 一、PEN线失效带来的危害
　　 1) 用电器具因过压损坏　当PEN线失效后,单相负载回路中由于负载不对称引起中性点位移,轻负载的一相电压就会升高,当超过用电器具额定电压时其寿命将受到影响,当超过允许最高使用电压时用电器具即被烧坏。
　　 2) 用电器具因欠压不能正常工作　当PEN线失效后,重负载的相电压降低,使用电器具达不到正常出力或照度,日光灯启动困难,电动机起动电流增大,起动时间延长,如达不到额定转速会导致线圈发热烧毁。
　　 3) 容易发生触电伤亡事故　由于PEN线失效导致单相负载不能工作,容易错误判断设备不带电而发生触电伤亡事故。在发生相线接地故障时,PEN线对地电压上升,对采用保护接零的电器设备的外壳也将带上危险的电压,通过PEN线还使危险电压蔓延,扩大了事故范围。由于配电变压器外壳与变压器的中性点连在一起后再入地,因此在人们无意碰到变压器的外壳或接地引下线时都会发生触电。此外,无论在故障的接地点或工作接地点附近,都有可能发生跨步电压触电和接触电压触电。
　　 4) 配电变压器容易被雷击　配电变压器的避雷器采用三位一体的接地方法,即避雷器接地引下线、配电变压器的金属外壳和低压侧中性点,这三点连接在一起然后共同与接地装置相连接,其工频接地电阻要求不应大于4Ω,当接地引下线或接地电阻过大时,避雷器即不能起到避雷作用,雷击过电压将损坏变压器。
　　 二、防止PEN线失效采取的措施及效果
　　 1) 采用重复接地　采用重复接地方便简单,但不能可靠地使PEN线安全运行。在三相负载不平衡时如果PEN线失效,则供电系统中性点位移,中性点上呈现的电压即使采用重复接地也只有在负荷很小的特定情况下,中性点才在安全电压以下。再者由于接地线通常采用钢铁材料,而引线及电气设备的导电部分是采用铜或铝等良导电材料,在接头处易发生接触不良,加之接地装置的地下部分检查不便,所以说重复接地对防止PEN线失效有一定作用,但不是最可靠的措施。
　　 2) 严格执行IEC中的有关规定　为保证PEN线的机械强度以防断裂,PEN线用铜芯导线截面不小于10mm²,用铝芯导线截面不小于16mm²;PEN线必须按可能承受的最高电压进行绝缘处理,避免产生杂散电流。这些规定对PEN线的安全运行起到一定的积极作用,但属局部被动性的措施。
　　 三、智能式PEN线的失效保护的应用
　　 智能式接地故障自动保护器,具有体积小(50mm×50mm×60mm),保护容量大,可以与额定电流400A带分励脱扣的自动开关、400A的交流接触器的控制回路相配合,可作配电和三相负载保护用,能使PEN线永不失效,以保障人体和用电设备的安全。主要特点有:
　　 1) 自检性强　该装置上所有引出线(信号线、电源线)在运行中不得开路或阻抗过大,否则即自动切断电源起到全天候监护作用。
　　 2) 灵敏度高　当PEN线对地电压超过10V时20s内、50V时5s、220V时0.4s内自动切断电源起监护作用;当三相电压不平衡超过20%时5s内切断电源起监护作用;当三相负载缺相运行时5s内切断电源起监护作用。
　　 3) 具有温控功能　增加热敏元件,该装置具有温控功能。
　　 4) 结构简单成本低,安全可靠,抗干扰能力强。
　　 我国每年因触电引起人员伤亡达千人,其中因PEN线失效造成的间接触电死亡人数占大多数。电气事故引起的财产损失以亿元计算,因PEN线失效导致用电器具烧毁的例子更多。所以重视PEN线的失效保护具有很大意义。