有關(guān)低壓供電系統(tǒng)的接地方式的分析

1、有關(guān)低壓供電系統(tǒng)的接地方式的分析一、工程施工供電系統(tǒng)工程施工用電的基本供電系統(tǒng)有（380V）三相三線制和（380/220 V）三相四線制等，但這些名詞術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵不是十分嚴(yán)格。國(guó)際電工委 員會(huì)（IEC）對(duì)此作了統(tǒng)一規(guī)定，稱為TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。 其中TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。下面就以上所指 各種供電系統(tǒng)做一個(gè)扼要的分析。（一） 工程供電的基本方式根據(jù)IEC規(guī)定的各種保護(hù)方式、術(shù)語(yǔ)概念，低壓配電系統(tǒng)按接地方 式的不同分為三類，即TT、TN和IT系統(tǒng)，分述如下。（1）TT方式供電系統(tǒng)TT方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)，也稱TT系統(tǒng)。

2、第一個(gè)符號(hào)T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)符號(hào)T表示負(fù)載設(shè)備金屬 外殼和正常不帶電的金屬部分與大地直接聯(lián)接， 而與系統(tǒng)如何接地?zé)o 關(guān)。在TT系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱為保護(hù)接地，如圖1-1所示。這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。1）當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電） 時(shí)，由于有接地保護(hù)，可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是，低壓斷路 器（自動(dòng)開關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安 全電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。2 ）當(dāng)漏電電流比較小時(shí)，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需 要漏電保護(hù)器作保護(hù)，困此 TT 系統(tǒng)不宜在 380/220V 供電系統(tǒng)中應(yīng) 用。3 ) TT 系統(tǒng)接地裝置耗

3、用鋼材多， 而且難以回收、 費(fèi)工時(shí)、 費(fèi)料。 現(xiàn)在有的施工單位是采用 TT 系統(tǒng)，施工單位專門安裝一組接地裝 置，引出一條專用接地保護(hù)線，以減少需接地裝置鋼材用量，如圖 1 -2 所示。把新增加的專用保護(hù)線 PE 線和工作零線 N 分開，其特點(diǎn)是： a. 共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系；b.正常運(yùn)行時(shí)，工作零線可以 有電流，而專用保護(hù)線沒有電流； c. TT 系統(tǒng)適用于用電設(shè)備容量小 且很分散的場(chǎng)合。( 2 ) TN 方式供電系統(tǒng)這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng)， 稱作接零保 護(hù)系統(tǒng)，用 TN 表示。它的特點(diǎn)如下。1 )一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，接

4、零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為(220V)短路電流，這個(gè)電流很大，是 TT系統(tǒng)的很多倍，實(shí)際上就 是單相對(duì)地短路故障， 熔斷器的熔絲會(huì)熔斷， 低壓斷路器的脫扣器會(huì) 立即動(dòng)作而跳閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全。2 ) TN 系統(tǒng)節(jié)省材料、工時(shí)，在我國(guó)和其他許多國(guó)家廣泛得到 應(yīng)用，可見比 TT 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)多。 TN 方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護(hù)零 線是否與工作零線分開而劃分為 TN-C 和 TN-S 等兩種。( 3 ) TN-C 方式供電系統(tǒng) 它是用工作零線兼作接零保護(hù)線， 可 以稱作保護(hù)中性線，可用 NPE 表示，如圖 1-3 所示。這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下1 ）由于三相負(fù)載不平衡，工作零線上有不平衡電流

5、，在線路 上產(chǎn)生一定的電位差， 所以與保護(hù)線所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼對(duì)大 地有一定的電壓。2 ）如果工作零線斷線，則保護(hù)接零的漏電設(shè)備外殼帶電（對(duì)地 220V?。?。3 ）如果電源的相線碰地，則設(shè)備的外殼電位升高，使中性線上 的危險(xiǎn)電位蔓延。4 ） TN-C 系統(tǒng)干線上使用漏電保護(hù)器時(shí)，漏電保護(hù)器后面的所 有重復(fù)接地必須拆除，否則漏電開關(guān)合不上；而且，工作零線在任何 情況下都不得斷開。 所以，實(shí)用中工作零線只能讓漏電保護(hù)器的上側(cè) 有重復(fù)接地。5 ） TN-C 方式供電系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡 （無(wú) 220V 負(fù) 載）情況。（ 4 ） TN-S 方式供電系統(tǒng) 它是把工作零線 N 和專用保護(hù)線

6、P E 嚴(yán)格分開的供電系統(tǒng)，稱作 TN-S 供電系統(tǒng)，如圖 1-4 所示， TN- S 供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。1 ）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線上沒有電流，只是工作零線上 有不平衡電流。 PE 線對(duì)地沒有電壓， 所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保 護(hù)是接在專用的保護(hù)線 PE 上，安全可靠。2 ）工作零線只用作單相照明負(fù)載回路。3 ）專用保護(hù)線 PE 不許斷線，也不許進(jìn)入漏電開關(guān)作工作零線。4 ）干線上使用漏電保護(hù)器， 漏電保護(hù)器下不得有重復(fù)接地， 而 P E 線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)器，所以 TN-S 系統(tǒng)供電干 線上也可以安裝漏電保護(hù)器。5 ） TN-S 方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建

7、筑等低 壓供電系統(tǒng)。在工程施工前的“三通一平”（電通、水通、路通和地 平必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)。（ 5 ） TN-C-S 方式供電系統(tǒng) 在施工臨時(shí)用電中，如果前部分 是（沒有 220V 負(fù)載的） TN-C 方式供電，而施工規(guī)范規(guī)定施工現(xiàn) 場(chǎng)必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分現(xiàn)場(chǎng)總配電 箱分出 PE 線，如圖 1-5 所示。這種系統(tǒng)稱為 TN-C-S 供電系統(tǒng)。 T N-C-S 系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。圖 1-5 TN-C-S 方式供電系統(tǒng)1 ）工作零線 N 與專用保護(hù)線 PE 相聯(lián)通，如圖 1-5 總開關(guān)箱 后線路不平衡電流比較大時(shí)， 電氣設(shè)備的接零保護(hù)受到零線電位的影 響

8、?？傞_關(guān)箱后面 PE 線上沒有電流，即該段導(dǎo)線上沒有電壓降，因 此， TN-C-S 系統(tǒng)可以降低電氣設(shè)備外殼對(duì)地的電壓，然而又不能 完全消除這個(gè)電壓，這個(gè)電壓的大小取決于 N 線的負(fù)載不平衡電流 的大小及 N 線在總開關(guān)箱前線路的長(zhǎng)度。負(fù)載不平衡電流越大， N 線又很長(zhǎng)時(shí)， 設(shè)備外殼對(duì)地電壓偏移就越大。 所以要求負(fù)載不平衡電 流不能太大，而且在 PE 線上應(yīng)作重復(fù)接地。2 ） PE 線在任何情況下都不能進(jìn)入漏電保護(hù)器，因?yàn)榫€路末端 的漏電保護(hù)器動(dòng)作會(huì)使前級(jí)漏電保護(hù)器跳閘造成大范圍停電， 規(guī)范規(guī) 定：有接零保護(hù)的零線不得串接任何開關(guān)和熔斷器。3 ）對(duì) PE 線除了在總箱處必須和 N 線相接以外，

9、其他各分箱處 均不得把 N 線和 PE 線相聯(lián)， PE 線上不許安裝開關(guān)和熔斷器，且 聯(lián)接必須牢靠。通過(guò)上述分析， TN-C-S 供電系統(tǒng)是在 TN-C 系統(tǒng)上臨時(shí)變通的 作法。當(dāng)三相電力變壓器工作接地情況良好、 三相負(fù)載比較平衡時(shí)， T N-C-S 系統(tǒng)在施工用電實(shí)踐中效果還是可行的。但是，在三相負(fù)載 不平衡、施工工地有專用的電力變壓器時(shí)，必須采用 TN-S 方式供 電系統(tǒng)。（ 6 ） IT 方式供電系統(tǒng) I 表示電源側(cè)沒有工作接地，或經(jīng)過(guò)高 阻抗接地。第二個(gè)字母 T 表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)， 如圖 1 -6 所示。IT 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí)，供電的可靠性高、安全性 好。

10、一般用于不允許停電的場(chǎng)所， 或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方， 例如連續(xù)生產(chǎn)裝置、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供 電條件比較差，電纜易受潮。運(yùn)用 IT 方式供電系統(tǒng)，即使電源中性 點(diǎn)不接地，一旦設(shè)備漏電， 單相對(duì)地漏電流仍小，不會(huì)破壞電源電壓 的平衡，所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)還安全。但是，如果用在供電距離很長(zhǎng)時(shí)，供電線路對(duì)大地的分布電容就不 能忽視了。從圖 1-6 可見，在負(fù)載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼 帶電時(shí)，漏電電流經(jīng)大地形成回路，保護(hù)設(shè)備不一定動(dòng)作，這是危險(xiǎn) 的。只有在供電距離不太長(zhǎng)時(shí)才比較安全。 這種供電方式在施工工地 上很少見，我們公司的 35KV 、10KV 、6KV

11、 系統(tǒng)采用這種 IT 方式。 I T 方式的缺點(diǎn)很明顯，線路單相接地時(shí)，其余兩相對(duì)地電壓達(dá)到線電 壓，對(duì)用電設(shè)備的過(guò)電壓要求很高。 去年施工三線架空線被施工單位 撞斷，二電站 6KV 系統(tǒng) B 相接地， A、C 兩相對(duì)地電壓升高 1.732 倍，引起二催化 6KV 電壓互感器因過(guò)電壓燒毀，主風(fēng)機(jī)跳閘，影響 裝置正常生產(chǎn)。（二） 供電線路符號(hào)小結(jié)1 ）國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC ）規(guī)定的供電方式符號(hào)中，第一個(gè)字 母表示電力（電源）系統(tǒng)對(duì)地關(guān)系。如 T 表示是中性點(diǎn)直接接 地； I 表示所有帶電部分絕緣（不接地）。2 ）第二個(gè)字母表示用電裝置外露的金屬部分對(duì)地的關(guān)系。 如 T 表示設(shè)備外殼接地，它與

12、系統(tǒng)中的其他任何接地點(diǎn)無(wú)直接關(guān) 系； N 表示負(fù)載采用接零保護(hù)。3 ）第三個(gè)字母表示工作零線與保護(hù)線的組合關(guān)系。如 C 表 示工作零線與保護(hù)線是合一的 （我們稱零地合一） ，如 TN-C ；S 表 示工作零線與保護(hù)線是嚴(yán)格分開的，所以 PE 線稱為專用保護(hù)線， 如 TN-S 。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.P