臨時用電TN—S系統(tǒng)

1、淺談建筑施工現(xiàn)場臨時用電的TNS系統(tǒng)王存浩（威海建設(shè)集團股份有限公司）自2005年7月1日起，國家建設(shè)部頒布的施工現(xiàn)場臨時用電技術(shù)規(guī)范（JGJ462005）開始實施?，F(xiàn)行規(guī)范是經(jīng)專家組在原規(guī)范的基礎(chǔ)上，并結(jié)合十幾年的實際經(jīng)驗加以更新的。較原規(guī)范而言，現(xiàn)行規(guī)范在對施工現(xiàn)場臨時用電的保護系統(tǒng)上做出了更細化，深化，具體化的規(guī)定?，F(xiàn)行規(guī)范規(guī)定建筑施工現(xiàn)場臨時用電工程專用電源中性點直接接地的220/380V的低壓系統(tǒng)，必須采用TN-S接零保護系統(tǒng)。下面筆者從以下三個方面對TN-S系統(tǒng)進行說明。（一）TN-S系統(tǒng)的含義在電源中性點直接接地的低壓系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的接地保護系統(tǒng)可以分為兩大類：一類是TT系統(tǒng)，

2、一類是TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)又分為三大類：1TNC系統(tǒng)，2TNS系統(tǒng)，3TN-CS系統(tǒng)?，F(xiàn)行規(guī)范對各個系統(tǒng)做了明確的定義.T變壓器TT電源中性點直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的接地保護系統(tǒng)，其中電氣設(shè)備的接地點獨立于電源中性點接地點。TN電源中性點直接接地時電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過零線接地的接零保護系統(tǒng).TN-C工作零線與保護零線合一設(shè)置的接零保護系統(tǒng)。TN-S工作零線與保護零線分開設(shè)置的接零保護系統(tǒng)。TN-C-S工作零線與保護零線前一部分合一，后一部分分開設(shè)置的接零保護系統(tǒng)。（二）TN-S系統(tǒng)的優(yōu)勢TNS系統(tǒng)保護效果為什么要比其它系統(tǒng)的保護效果更強，它的優(yōu)點何在？我們首先分析一下其保

3、護作用的工作原理，如圖一所示。假設(shè)C相線碰了機殼，由于機殼接了保護零線，所以C相對零線短路，巨大的短路電流會使由于人本身就有較大的電阻，加上人和地保護裝置立刻動作而切斷電源。這時即使有人觸了機殼,面之間有接觸電阻，短路電流根本不會經(jīng)人體、大地、接地體回到零點。這樣漏電電流對人體就不能構(gòu)成觸電危險，也就實現(xiàn)了保護作用。我們再來了解一下TNS系統(tǒng)的優(yōu)點，采用TNS系統(tǒng)接零保護時，所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分都可以十分方便的通過保護零線（PE線）進行接零保護，而且正常情況下PE線是不帶電的，所以外露可導(dǎo)電部分與大地是等電位的。這樣人體觸到這些外露可導(dǎo)電部分時，不會有觸電的感覺。這樣系統(tǒng)起到的保護效果

4、是顯而易見的。為了更深刻地了解TN-S系統(tǒng)，我們從反面來分析一下TT系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)。TT系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)相比存在著一定的缺點和潛在的危險。首先分析一下TT系統(tǒng)，如圖二所示。（圖二）TT系統(tǒng)設(shè)R1R2都等于4歐，假設(shè)有一相線碰殼，則故障電流I通過R1、R2形成回路。I=220V/（4+4）=27.5A大家知道，流過普通熔體的實際電流等于或大于其額定電流的2.5倍時才能保證熔體很快熔斷。流過普通自動開關(guān)的實際電流等于或者大于其額定的電流的1.25倍時才能使自動開關(guān)很快跳閘。所以27.5A的故障電流只能保證額定電流為11A的熔體和額定電流為22A的自動開關(guān)很快的動作。若電氣設(shè)備的

5、功率大，所用的熔絲和自動開關(guān)的額定電流值大于上述數(shù)值，這樣保護裝置就不能及時動作。這時，TT系統(tǒng)的缺點也就顯而易見了。再來分析一下TNC系統(tǒng)。采用TNC系統(tǒng)時，雖然電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分也可以通過N線很方便的接地，但是由于正常情況下，N線上會因為三相負荷不平衡而流過不平衡電流，或因單相設(shè)備的需要而流過工作電流。因而與其相連的外露可導(dǎo)電部分都不同程度的帶電，這樣設(shè)備外殼就會存在一個對地電壓，當(dāng)人觸到這些設(shè)備時就有觸電的危險。而N線中的電流越大，設(shè)備的對地電壓就越大，從而人觸電的危險就越大。TN-S系統(tǒng)都存在著明顯的優(yōu)勢。由此可見不論從保護效果上還是從安全可靠度上,（三）TNS系統(tǒng)在施工現(xiàn)場實際

6、應(yīng)用中出現(xiàn)的問題（1）TT系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)混用（一部分設(shè)備做接零保護，一部分做接地保護）一些工作人員為了省事，在TN-S系統(tǒng)中對一些比較偏遠的設(shè)備直接做接地保護（TT系統(tǒng)），將接零保護和接地保護混用，這樣很容易出事故，見圖三。（圖三）TT系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)混用設(shè)D2的外殼帶電（220V）,則故障電流由圖示方向通過R2R1回到零點。再設(shè)R1=R2=4歐,經(jīng)分析此時中性點的對地電壓由0V升為110V,因為此時的零線和所有接零設(shè)備的金屬外殼相連接，這樣所有做接零保護的設(shè)備金屬外殼就會有一個對地電壓為110V,如果有人觸到D1的外殼時，就會造成觸電。所以在施工現(xiàn)場我們不能為了省事，將接零保護和接地保護混

7、用。（2）TN-S系統(tǒng)中沒有做重復(fù)接地或者接地的組數(shù)不夠，尤其末端接地容易被忽視。下面筆者結(jié)合圖四介紹一下重復(fù)接地的保護原理。E點后的設(shè)備（D2、D3）處于非保護狀態(tài)。再設(shè)D2外殼帶電，由于D3的外殼與D2的外殼是通過PE線相連接的，所以D3的外殼也會帶電，這是非常危險的。重復(fù)接地以后，B點為重復(fù)接地，這時故障電流通過接地體R2、R1回到零點。人體電阻比（R1+R2）大的多，電流就根本不會經(jīng)人體構(gòu)成回路，但這時的保護效果要差。由此可見，PE線的重復(fù)接地不得少于三處，應(yīng)分別設(shè)置于供電系統(tǒng)的首端、中間、末端（見圖六)，而且每處重復(fù)接地的阻值不得大于10歐(3)在N線上做重復(fù)接地。規(guī)范規(guī)定重復(fù)接地必

8、須由PE線上做出，嚴(yán)禁在N線上做出.否則N線中的電流將會分流經(jīng)大地和電源中性點工作接地處形成回路，使PE線對地電位升高而帶電。(4)PE線和N線經(jīng)總漏電保護器分開后，又在系統(tǒng)后面某處有電氣連接。假如一旦出現(xiàn)這種問題，會導(dǎo)致N線中的電流流向PE線，因電器設(shè)備的外殼是與PE線連接的，這樣電器設(shè)備的外殼將出現(xiàn)一個對地電壓。如果這個對地電壓超過安全電壓，就會對人的安全構(gòu)成很大的威脅。(5)系統(tǒng)的N線沒有經(jīng)過漏電保護器。首先我們來看一下漏電保護器的工作原理，如圖五(圖五)漏電保護器的原理圖正常工作時電路中除了工作電流外沒有漏電流通過漏電保護器，此時流過零序互感器的電流大小相等，方向相反，總和等于零，互感

9、器鐵心中感應(yīng)磁通也等于零，二次側(cè)繞組無輸出，自動開關(guān)保持在接通狀態(tài)，漏電保護器處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電時就會有一個故障電流流經(jīng)接地線或保護零線，這樣流過檢測互感器內(nèi)電流量和不為零，互感器鐵芯感應(yīng)出磁通，其二次繞組就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，經(jīng)放大后輸出，使脫扣器動作推動自動開關(guān)跳閘達到漏電保護的作用。我們了解了漏電保護器的工作原理后就不難理解為什么N線作為工作線必須經(jīng)過漏電保護器。假如N線沒有通過漏電保護器，一旦N線中存在電流，漏電保護器就會動作。這樣不僅PE線會失去正常的保護作用，而且還會影響設(shè)備的正常工作。(6)將PE線接入漏電保護器中.一些工作人員由于對漏電保護器的原理不夠了解，將PE線

10、也接入了漏電保護器，通過分析漏電保護器工作原理可知，當(dāng)我們把PE線也接入漏電保護器時，即使設(shè)備發(fā)生了漏電，漏電保護器也不會動作。這樣漏電保護器等于虛設(shè)將失去保護作用。(7)將PE線與N線混用、代用。PE線與N線實際應(yīng)用中應(yīng)該嚴(yán)格區(qū)分開來。PE線是保護零線，只用于連接電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分，在正常情況無電流通過，與大地保持等電位；N線是工作零線，作為電源線用于連接單相設(shè)備或者三相四線制設(shè)備，在工作情況下是有電流通過的，所以要嚴(yán)格區(qū)分開。為了明顯區(qū)分PE線和N線，按國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，PE線一律采用綠/黃雙色線；N線用淺蘭色。(8) PE線的引出位置不當(dāng).下面按規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，合施工現(xiàn)場實際設(shè)置的TNS

11、系統(tǒng)示意圖(圖六)，介紹一(圖六)TN-S接零保護系統(tǒng)對于專用變壓器供電的TNS系統(tǒng)，PE線必須由工作接地線，配電室電源側(cè)零線或總漏電保護器電源側(cè)零線處引出；對于共用變壓器三相四線制供電時的局部TNS系統(tǒng)，PE線必須由電源進線零線重復(fù)接地處或總漏電保護器電源側(cè)零線處引出。(9)在PE線上裝設(shè)熔斷器或者開關(guān).規(guī)范規(guī)定PE線上嚴(yán)禁裝設(shè)熔斷器或者開關(guān)，否則容易出現(xiàn)保護零線斷路，使保護零線失去保護作用。(10)PE線出現(xiàn)中間部位斷接。這個問題在施工現(xiàn)場出現(xiàn)的頻率較高。一旦PE線出現(xiàn)中間斷接，假如系統(tǒng)沒有做重復(fù)接地，那么斷點E往后的設(shè)備處于無保護的狀態(tài)；假如系統(tǒng)做有重復(fù)接地如上面圖四所示，那么短點E往后的設(shè)備處于接地保護狀態(tài)，而E點以前的設(shè)備處于接零保護狀態(tài)，這樣就出現(xiàn)前面所講的接地與接零混用的問題。所以我們必須確