TNCS系統(tǒng)正確的接線和接地

1、TN-C-S系統(tǒng)正確的接線和接地 一、接地問題什么是接地？將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或該點(diǎn)與大地保持等電位稱為接地。電流入地點(diǎn)電位和無窮遠(yuǎn)處的零電位的電位差與入地電流的比值稱為接地電阻。如下圖所示。上面三個(gè)圖中，一個(gè)是設(shè)備單獨(dú)做接地裝置，設(shè)備直接接地，第二個(gè)是設(shè)備接PEN線，第三個(gè)是設(shè)備接PE線，我們把這幾種做法都叫做接地。根據(jù)IEC規(guī)定和最新規(guī)范民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ16-2008和其他規(guī)范規(guī)定，我們現(xiàn)在更正一個(gè)概念：1、今后不再用“接零”這一述語，而用TT、TN-S、TN-C-S等系統(tǒng)名詞代替，而將“接地”作為以上做法的統(tǒng)稱。在建筑電氣工程施工質(zhì)

2、量驗(yàn)收規(guī)范GB50303-2002中還在用“接零”這一術(shù)語，在規(guī)范民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ16-2008，已明確不再用。該規(guī)范條文說明第12.3.1條敘述如下：與原規(guī)范基本一致，取消了有架空線路的保護(hù)部分。這里要注意的是原規(guī)范中，用的“接零”和“接地”的概念，修訂后就不再采用了，而是用TN-C-S、TN-S及TT等系統(tǒng)名稱代替，而將 “接地”作為以上做法的統(tǒng)稱。 現(xiàn)在，建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50303-2002還沿用“接零”和“接地”術(shù)語，估計(jì)修改時(shí)也會(huì)一致起來。2、不再用“零線”這一術(shù)語。所謂“零線”是歷史產(chǎn)物，20世紀(jì)50年代我國師從前蘇聯(lián)，電力工業(yè)也不例外，在低壓接地系統(tǒng)中采

3、用前蘇聯(lián)的接地系統(tǒng)，就沿用“零線”這一術(shù)語。當(dāng)時(shí)的“零線”是“中性線”的別稱，二者等同、混用。當(dāng)時(shí)的接零系統(tǒng)，就是IEC標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行國家規(guī)范中的TN-C系統(tǒng)，而當(dāng)時(shí)說的“零線”就是TN-C系統(tǒng)中的PEN線。國家規(guī)范系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求GB 14050-2008對(duì)中性導(dǎo)體（N）、保護(hù)導(dǎo)體（PE）和保護(hù)接地中性導(dǎo)體（PEN）的術(shù)語如下：中性導(dǎo)體（N）-連接到系統(tǒng)中性點(diǎn)上并能提供傳輸電能的導(dǎo)體。保護(hù)導(dǎo)體（PE）-用于在故障情況下防止電擊所采用保護(hù)措施的導(dǎo)體。保護(hù)接地中性導(dǎo)體（PEN）-同時(shí)具有保護(hù)接地導(dǎo)體和中性導(dǎo)體功能的導(dǎo)體。我建議，在我們的監(jiān)理工作中，要按國家規(guī)范的規(guī)定正確使用電工術(shù)語。3、

4、不用“觸電”一詞，而用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語“電擊”。國家規(guī)范電氣安全術(shù)語GB4776-2008給“電擊”的解釋（術(shù)語）如下：電擊電流通過人體或動(dòng)物體而引起的病理、生理效應(yīng)。4、什么是電氣事故？國家規(guī)范電氣安全術(shù)語GB4776-2008給“電氣事故”的解釋（術(shù)語）如下：由電流、電磁場(chǎng)、雷電、靜電和某些電路故障等直接或間接造成建筑設(shè)施、電氣設(shè)備毀壞，人、動(dòng)物傷亡，以及引起火災(zāi)和爆炸等后果的事件。5、短路國家規(guī)范電氣安全術(shù)語GB4776-2008給“短路”的解釋（術(shù)語）如下：通過比較小的電阻或阻抗，偶然地或有意地對(duì)一個(gè)電路中在正常情況下處于不同電位下的兩點(diǎn)或幾點(diǎn)之間進(jìn)行的連接。二、配電系統(tǒng)接地型式的分類配電系統(tǒng)

5、接地型式的分類，按配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備不同的接地組合進(jìn)行。按照IEC（國際電工委員會(huì)）規(guī)定，接地制式一般由兩個(gè)字母組成，必要時(shí)可加后續(xù)字母。采用拉丁字母作代號(hào)。注：原資料介紹：因?yàn)镮EC是以法文作為正式文件語言，因此所用的字母為法語詞語的首字母。但國家規(guī)范系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求GB 14050-2008規(guī)定：系統(tǒng)接地型式以拉丁字母作代號(hào)，現(xiàn)按GB 14050-2008的規(guī)定更正。相關(guān)規(guī)定如下： 1、前兩個(gè)字母：第一個(gè)字母表示電源接地點(diǎn)對(duì)地的關(guān)系。其中：T-表示電源接地點(diǎn)直接接地。 I-表示電源接地點(diǎn)不接地（包括所有帶電部分與地隔離）或通過阻抗與大地相連。第二個(gè)字母表示電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分

6、與地的關(guān)系。其中：T表示獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地。 N-表示電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出的導(dǎo)體相連接。2、后續(xù)字母：后續(xù)字母表示中性線與保護(hù)線之間的關(guān)系。其中：C-表示中性線N與保護(hù)線PE合并為PEN線。 S-表示中性線N與保護(hù)線PE分開。 C-S 表示在電源側(cè)為PEN線，從某點(diǎn)起，N線與PE線分開。3、配電系統(tǒng)接地制式的具體分類：根據(jù)以上的分類方法，配電系統(tǒng)按地制式可分為三種系統(tǒng)：TNTTIT其中TN系統(tǒng)又可分為三種形式：TN-STN-CTN-C-S在幾個(gè)工業(yè)先進(jìn)的國家內(nèi)，完全按照IEC標(biāo)準(zhǔn)劃分接地制式的國家有：德國電氣工程師協(xié)會(huì)VDE規(guī)程，法國電工聯(lián)合會(huì)UTE規(guī)

7、程，英國電氣工程師學(xué)會(huì)IEE規(guī)程，美國國家電氣法規(guī)NEC和日本電氣協(xié)會(huì)JEAC法規(guī)。我國配電系統(tǒng)接地的型式已完全與IEC標(biāo)準(zhǔn)等同。在我國建筑電氣實(shí)際應(yīng)用中，多采用TN-S 系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)。這里說明一點(diǎn)，人們往往將TN-S系統(tǒng)用一種不規(guī)范的叫法，稱為“三相五線制”，它盡管很形象，但還是建議用規(guī)范語言，不用“三相五線制”。三、關(guān)于低壓配電系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)的正確接線 問題地提出:最近竣工驗(yàn)收的某工程, 低壓配電系統(tǒng)的接地型式設(shè)計(jì)為TN-C-S系統(tǒng)。安裝單位在低壓進(jìn)線柜接線時(shí)，未將電源電纜的PEN線（電源電纜的第4芯）與開關(guān)柜的PE線進(jìn)行聯(lián)結(jié)，其接線是錯(cuò)誤的。如此接線，存在安全隱患，將對(duì)人

8、身安全構(gòu)成極大威脅。當(dāng)監(jiān)理要求整改、正確接線時(shí)，施工方告之，某設(shè)計(jì)師認(rèn)為可以不連接。在監(jiān)理工程師地堅(jiān)持下，錯(cuò)誤接線最終得以改正。上述事例說明還有極少的技術(shù)人員對(duì)TN-C-S接地系統(tǒng)的概念模糊，有進(jìn)一步說明的必要。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，本文擬對(duì)低壓配電系統(tǒng)TN-C-S接地型式的正確接線作一論述，供同行參考、討論，希望引起關(guān)注，用正確的理論指導(dǎo)工作。（一） TN-C-S接地型式的構(gòu)成為了了解TN-C-S接地型式的構(gòu)成，我們先分別對(duì)TN-C和TN-S接地系統(tǒng)作簡(jiǎn)要介紹。1、 TN-C系統(tǒng)TN-C-S接地系統(tǒng)的前半段用4芯電纜（或4根導(dǎo)線）將電源的L1、L2、L3和N線引來，即三相四線制，低壓配電系

9、統(tǒng)的這種接地型式叫做TN-C系統(tǒng)，它的PE線和N線是合一的，叫做PEN線，TN-C接地型式如圖1所。解放初，我國電力行業(yè)和其他行業(yè)一樣，師從前蘇聯(lián)，一直沿用前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，低壓配電系統(tǒng)接地型式同樣采用前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，即TN-C系統(tǒng)。一直到20世紀(jì)70年代末80年代初，我國開始全面與IEC標(biāo)準(zhǔn)（國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）接軌，才逐漸采用TN-S和TN-C-S等接地型式，盡量不用或少用TN-C系統(tǒng)。 TN-C系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以省去一根導(dǎo)線,但它的缺點(diǎn)更不能忽視:一旦設(shè)備外殼帶電,就是單相短路，它的PEN線上始終有電流流過，而且不能使用漏電保護(hù)裝置。2、TN-S系統(tǒng) TN-S接地系統(tǒng)是將工作零線（N線）和專用

10、保護(hù)零線（PE線）嚴(yán)格分開的接地型式。如圖2所示。 TN-S接地系統(tǒng)的PE線和N線在變壓器中性點(diǎn)處是連接在一起并接地（工作接地），PE線要求重復(fù)接地，且與N線要絕緣良好，而且要求PE線不能斷線。它的最大優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，只在N 線中有電流流過，PE線中沒有電流，對(duì)地?zé)o電壓，電氣設(shè)備金屬外殼接到保護(hù)零線（PE）上，安全可靠。3、TN-C-S接地系統(tǒng)的構(gòu)成 在低壓配電系統(tǒng)的前半段采用TN-C接地型式，而從建筑物電源進(jìn)線總開關(guān)柜（總配電箱）處開始，將TN-C接地型式轉(zhuǎn)換為TN-S接地系統(tǒng)，即系統(tǒng)的后半段為TN-S接地系統(tǒng)，從這里開始，到負(fù)荷末端，PE線和N線要絕緣良好，不準(zhǔn)再有電氣連接，并對(duì)PE

11、線作重復(fù)接地。這種配電系統(tǒng)的前半段后半段分別由TN-C和TN-S兩種不同接地型式構(gòu)成的混合接地型式，就是TN-C-S接地系統(tǒng)。如圖3所示。若在建筑物電源進(jìn)線處的總開關(guān)柜（總配電箱）內(nèi)不將PEN線與PE線進(jìn)行連接，又何以構(gòu)成TN-C-S接地系統(tǒng)？ TN-C-S接地系統(tǒng)的特點(diǎn)是供電系統(tǒng)的前半段可以省去一根導(dǎo)線，但PEN線上有電流流過，且不能安裝漏電保護(hù)裝置；而后半段又具有TN-S接地系統(tǒng)的特點(diǎn)，PE線為專用保護(hù)零線，正常情況下無電流流過，能夠安裝漏電保護(hù)裝置，供電系統(tǒng)的安全功能得到了可靠保證。 （二）TN-C-S接地系統(tǒng)的正確接線 對(duì)TN-C-S接地系統(tǒng)的正確接線，國家相關(guān)規(guī)范已作了明確規(guī)定，現(xiàn)敘

12、述如下。 1、國家標(biāo)準(zhǔn)漏電保護(hù)器安裝和運(yùn)行GB 13955-92第6.1.4條,規(guī)定了包括TN-C-S系統(tǒng)在內(nèi)的低壓配電系統(tǒng)各種接地型式的正確接線方式，并附有接線圖。其中要求TN-C-S系統(tǒng)在建筑物電源進(jìn)線配電柜處將PE線和N線作電氣連接。2、國家規(guī)范供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50052-2009，在條文說明的7.0.1條的圖6，畫出了TN-C-S系統(tǒng)的接線圖，如圖4所示。從圖中可見，在將TN-C系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為TN-C-S系時(shí)，PEN線變?yōu)閮筛€：PE、N線。在此處PE、N線是連接在一起的。3、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施電氣分冊(cè)（2009版）第5.5.6條第5項(xiàng)，對(duì)TN-C-S系統(tǒng)的接線作

13、了具體規(guī)定：“將TN-C系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為TN-C-S系統(tǒng),即在電源進(jìn)線處，將PEN線轉(zhuǎn)換為PE線和N線，PEN進(jìn)線先聯(lián)接PE母線，并作接地，再聯(lián)接N母線，同時(shí)N線與PE線分開后不應(yīng)再合并?！辈⒗L制了示例接線圖（圖5.5.6-1 TN-C-S系統(tǒng)接線示例圖），如圖5所示。該圖對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50052-2009的第5.5.6-1圖對(duì)如何在配電箱內(nèi)具體實(shí)施作了更明確地規(guī)定。接線圖有兩個(gè)特點(diǎn)：一是在電源進(jìn)線配電柜(箱)處，PE線和N線必須連接起來；二是電源進(jìn)線的PEN線必須先與PE母線聯(lián)接，并作接地，再將PE母線與N母線連接起來。三、全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施電氣分冊(cè)為什么要求PEN進(jìn)線先聯(lián)接

14、PE母線，并作接地，再聯(lián)接N母線？試分析如下：1、在PEN線先接PE母線，再將PE母線與N母線進(jìn)行連接的情況下，當(dāng)PE母線與N母線之間的連接線接觸不良時(shí)，中性線路（N線）不通，系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行不正常，單相設(shè)備甚至不工作。這時(shí)故障容易被發(fā)現(xiàn)并修復(fù)，不致造成大的危害。2、若PEN線先與N母線連接，再將N母線與PE母線進(jìn)行連接時(shí)，當(dāng)PE母線與N母線之間的連接線接觸不良時(shí)，則整個(gè)系統(tǒng)失去PE線的接零保護(hù)，但系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備仍正常工作，失去PE接零保護(hù)的故障將不被發(fā)現(xiàn)，對(duì)人身安全構(gòu)成極大威脅。而人的生命安全是頭等大事，因此規(guī)范如此規(guī)定是合理的、科學(xué)的。TN-C-S接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)前端可以節(jié)省一根電纜芯線，因此在民用住宅建筑的設(shè)計(jì)和工程實(shí)施中，低壓配電系統(tǒng)中TN-C-S的接地型式得到廣泛應(yīng)用，除重要建筑、工業(yè)建筑和綜合大樓建筑、醫(yī)院、學(xué)校、試驗(yàn)樓（室）、影院及體育場(chǎng)館及施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)