20 TN系統(tǒng)TT系統(tǒng)IT系統(tǒng)區(qū)別應(yīng)用范圍

1、TN系統(tǒng)TT系統(tǒng)IT系統(tǒng)區(qū)別應(yīng)用范圍(2011-11-08 09:09:43) 轉(zhuǎn)載標(biāo)簽： 雜談分類： 電力電子 GB50285-96  電氣裝置安裝工程1KV及以下配線工程施工及驗收規(guī)范  中3.1.9當(dāng)配線采用多相導(dǎo)線時，其相線的顏色應(yīng)易于區(qū)分，相線與零線的顏色應(yīng)不同，同一建筑物、構(gòu)筑物內(nèi)的導(dǎo)線，其顏色選擇應(yīng)統(tǒng)一；保護地線（PE線）應(yīng)采用黃綠顏色相間的絕緣導(dǎo)線；零線宜采用淡蘭色絕緣導(dǎo)線。 TN系統(tǒng)，稱作保護接零。當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶電時，形成相線和零線短路，回路電阻小，電流大，能使熔絲迅速熔斷或保護裝置動作切斷電源。工作原理在TN系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部

2、分均接到保護線上，并與電源的接地點相連，這個接地點通常是配電系統(tǒng)的中性點。TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護導(dǎo)體與該點連接。 TN系統(tǒng)通常是一個中性點接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點相連，當(dāng)發(fā)生碰殼短路時，短路電流即經(jīng)金屬導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路。形成金屬性單相短路，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使保護裝置能可靠動作，將故障切除。 如果將工作零線N重復(fù)接地，碰殼短路時，一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點，會使保護裝置不能可靠動作或拒動，使故障擴大化。 在TN系統(tǒng)中，也就是三相五線制中，因N線與PE線是分開敷設(shè)，并且是相互絕緣的，同時與用電設(shè)

3、備外殼相連接的是PE線而不是N線。因此我們所關(guān)心的最主要的是PE線的電位，而不是N線的電位，所以在TN-S系統(tǒng)中重復(fù)接地不是對N線的重復(fù)接地。如果將PE線和N線共同接地，由于PE線與N線在重復(fù)接地處相接，重復(fù)接地點與配電變壓器工作接地點之間的接線已無PE線和N線的區(qū)別，原由N線承擔(dān)的中性線電流變?yōu)橛蒒線和PE線共同承擔(dān)，并有部分電流通過重復(fù)接地點分流。由于這樣可以認(rèn)為重復(fù)接地點前側(cè)已不存在PE線，只有由原PE線及N線并聯(lián)共同組成的PEN線，原TN-S系統(tǒng)所具有的優(yōu)點將喪失，所以不能將PE線和N線共同接地。 由于上述原因在有關(guān)規(guī)程中明確提出，中性線(即N線)除電源中性點外，不應(yīng)重復(fù)接地。

4、60;分類在TN系統(tǒng)中又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)：IEC標(biāo)準(zhǔn)將TN系統(tǒng)按N線和PE線的不同組合又分為三種類型：1）TN-C系統(tǒng)在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的（C是“合一”一詞法文Combine的第一個字母）。注意，此處的全系統(tǒng)是從電源配電盤出線，處算起。下同。2）TN-S系統(tǒng)在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是分開的（S是“分開”一詞法文Separe的第一個字母）。3）TN-C-S系統(tǒng)在全系統(tǒng)內(nèi)，通常僅在低壓電氣裝置電源進(jìn)線點前N線和PE線是合一的，電源進(jìn)線點后即分為兩根線。有關(guān)TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)常見問題及解答1 . 14 我國在給一排靠墻布置的設(shè)備以TN-C系統(tǒng)

5、配電時，將三根相線架空走線，而PEN線則用不絕緣的扁鋼沿墻腳明敷。這一做法妥否？不妥。這一做法使PE線遠(yuǎn)離相線，降低了過電流防護電器對接地故障的動作靈敏度，而不絕緣的PEN線中的中性線上的對地電位又將產(chǎn)生雜散電流，所以這一布線方式對保護接地是十分不妥的。保護接地的設(shè)置還有許多要求，在下面的問答中將逐一敘述。1 . 15 我國原采用的接零系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、不接地系統(tǒng)、零線等術(shù)語為什么被廢止不用而改用TN-C、TN-S、TN-C-S、TT、IT等接地系統(tǒng)和中性線、PE線、PEN線等術(shù)語？被廢止的術(shù)語是20世紀(jì)50年代采用前蘇聯(lián)電氣規(guī)范時用的術(shù)語。大家知道由于用電技術(shù)的發(fā)展，IEC標(biāo)準(zhǔn)將接地系統(tǒng)科學(xué)細(xì)

6、微地進(jìn)行了劃分，前蘇聯(lián)的“接零系統(tǒng)”僅是IEC標(biāo)準(zhǔn)中TN系統(tǒng)之一的TN-C系統(tǒng)，顯然“接零系統(tǒng)”這一術(shù)語不能說明全部TN系統(tǒng)的內(nèi)涵。又如前蘇聯(lián)規(guī)范內(nèi)的“接地系統(tǒng)”就是IEC標(biāo)的TT系統(tǒng)，但是“接零系統(tǒng)”也需接地，何嘗不是接地系統(tǒng)？這樣在概念上就十分模糊不清。又如“零線”這一術(shù)語前蘇聯(lián)規(guī)范定義為接地的中性線，還要求零線作重復(fù)接地，它實際只是指TN-C系統(tǒng)中的PEN線。由于零線的概念不清，原本不應(yīng)重復(fù)接地的中性線被錯誤地重復(fù)接地，產(chǎn)生雜散電流而導(dǎo)致許多不應(yīng)有的事故。名不正則言不順，由于術(shù)語不嚴(yán)謹(jǐn)導(dǎo)致的技術(shù)錯誤不勝枚舉。為此這些過時的術(shù)語在我國已停止使用，但由于建筑電氣技術(shù)對外交流溝通不夠，我國有些

7、國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的電氣規(guī)范仍在因循舊習(xí)使用這些舊術(shù)語，在執(zhí)行這些規(guī)范時應(yīng)加注意以免被誤導(dǎo)。1 . 16 請說明TN、TT和IT這三種接地系統(tǒng)文字符號的含義。 這些接地系統(tǒng)的文字符號的含義是：第一個字母說明電源的帶電導(dǎo)體與大地的關(guān)系，也即如何處理系統(tǒng)接地：T：電源的一點（通常是中性線上的一點點）與大地直接連接（T是“大地”一詞法文Terre的第一個字母）。I：電源與大地隔離或電源的一點經(jīng)高阻抗（例如l000）與大地連接（I是“隔離”一詞法文Isolation的第一個字母）。第二個字母說明電氣裝置的外露導(dǎo)電部分與大地的關(guān)系，也即如何處理保護接地。T：外露導(dǎo)電部分直接接大地，它與電源的接地?zé)o聯(lián)系。

8、N：外露導(dǎo)電部分通過與接地的電源中性點的連接而接地（N是“中性點”一詞法文Neutre的第一個字母）。 1. 17 在TN系統(tǒng)中又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)，它們之間有何不同？IEC標(biāo)準(zhǔn)將TN系統(tǒng)按N線和PE線的不同組合又分為三種類型：TN-C系統(tǒng)在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的（C是“合一”一詞法文Comhine的第一個字母）。注意，此處的全系統(tǒng)是從電源配電盤出線，處算起。下同。TN-S系統(tǒng)在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是分開的（S是“分開”一詞法文Separe的第一個字母）。TN-C-S系統(tǒng)在全系統(tǒng)內(nèi)，通常僅在低壓電氣裝置電源進(jìn)線點前N線和PE線是合一的，電源進(jìn)線點后即分為兩根線。

9、 1. 18 TN-C系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 18-1可知，TN-C系統(tǒng)內(nèi)的PEN線兼起PE線和N線的作用，可節(jié)省一根導(dǎo)線，比較經(jīng)濟。但從電氣安全著眼，這個系統(tǒng)存在以下問題。  l）如系統(tǒng)為一個單相回路，當(dāng)PEN線中斷時，設(shè)備金屬外殼對地將帶220V的故障電壓，電擊死亡的危險很大，220V電壓傳導(dǎo)路徑如圖1 . 18-2虛線所示。  2）如PEN線穿過剩余電流動作保護器RCD，因接地故障電流產(chǎn)生的磁場在RCD內(nèi)互相抵消而使RCD拒動作，所以在TN-C系統(tǒng)內(nèi)不能裝用RCD防電擊。  3）進(jìn)行電氣維修時需用四極開關(guān)來隔斷中性線上可能出現(xiàn)的故障電壓的傳導(dǎo)。因P

10、EN線含有PE線而不允許被開關(guān)切斷，所以TN-C系統(tǒng)內(nèi)不能裝用四極開關(guān)來保證維修人員的安全，見問答17 . 5。  4）PEN線因通過中性線電流產(chǎn)生電壓降，從而使所接設(shè)備的金屬外殼對地帶電位。此電位可能在爆炸危險場所內(nèi)打火引爆。按IEC標(biāo)準(zhǔn)易爆場所內(nèi)是不允許出現(xiàn)PEN線和采用TN-C系統(tǒng)的。另外，帶電位的與地接觸的設(shè)備金屬外殼可在地內(nèi)產(chǎn)生雜散電流，在一定程度上腐蝕地下金屬結(jié)構(gòu)和管道，為此IEC標(biāo)準(zhǔn)要求PEN線應(yīng)按可能遭受的最高電壓加以絕緣。另外，由于PEN線通過電流，各點對地電位不同，它也不得用于信息技術(shù)系統(tǒng)，以免各信息技術(shù)設(shè)備地電位的不同而引起干擾。由于上述一些不安全因素，除維護管

11、理水平較高的一般場所外，現(xiàn)時TN-C系統(tǒng)已很少采用。1 . 19 TN-S系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 19可知，在整個TN-S系統(tǒng)內(nèi)，PE線和N線被分為兩根線。除非施工安裝有誤，除微量對地泄漏電流外，PE線平時不通過電流，也不帶電位。它只在發(fā)生接地故障時通過故障電流，因此電氣裝置的外露導(dǎo)電部分對地平時幾乎不帶電位，比較安全，但它需在回路的全長多敷用一根導(dǎo)線。  TN-S系統(tǒng)適用于內(nèi)部設(shè)有變電所的建筑物。因為在有變電所的建筑物內(nèi)為TT系統(tǒng)分開設(shè)置在電位上互不影響的系統(tǒng)接地和保護接地是比較麻煩的。即使將變電所中性線的系統(tǒng)接地用絕緣導(dǎo)體引出另打單獨的接地極，但它和與保護接地

12、PE線連通的戶外地下金屬管道間的距離常難滿足要求。而在此建筑物內(nèi)如采用TN-C-S系統(tǒng)時，其前段PEN線上中性線電流產(chǎn)生的電壓降將在建筑物內(nèi)導(dǎo)致電位差而引起不良后果，例如對信息技術(shù)設(shè)備的干擾。因此在設(shè)有變電所的建筑物內(nèi)接地系統(tǒng)的最佳選擇是TN-S系統(tǒng)，特別是在爆炸危險場所，為避免電火花的發(fā)生，更宜采用TN-S系統(tǒng)。 1 . 20 TN-C-S系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 20可知，TN-C-S系統(tǒng)自電源到另一建筑物用戶電氣裝置之間節(jié)省了一根專用的PE線。這一段PEN線上的電壓降使整個電氣裝置對地升高UPEN的電壓，但由于電氣裝置內(nèi)設(shè)有總等電位聯(lián)結(jié)，且在電源進(jìn)線點后PE線即和N線即分開，而P

13、E線并不產(chǎn)生電壓降，整個電氣裝置對地電位都是UPEN，在裝置內(nèi)并沒有出現(xiàn)電位差，因此不會發(fā)生TN-C系統(tǒng)的種種電氣不安全因素。在建筑物電氣裝置內(nèi)，它的安全水平和TN-S系統(tǒng)是相仿的。 就信息技術(shù)設(shè)備的抗干擾而言，因為在采用TN-C-S系統(tǒng)的建筑物內(nèi)同一信息系統(tǒng)內(nèi)的信息技術(shù)設(shè)備的“地”即其金屬外殼，都是連接只通過正常泄漏電流的PE線的，PE線上的電壓降很小，所以TN-C-S系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)一樣都能使各信息技術(shù)設(shè)備取得比較均等的參考電位而減少干擾。但就減少共模電壓干擾而言TN-C-S系統(tǒng)內(nèi)的中性線和PE線是在低壓電源進(jìn)線處才分開，不像TN-S系統(tǒng)在變電所出線處就分開，所以在低壓用戶建筑

14、物內(nèi)TN-C-S系統(tǒng)內(nèi)中性線對PE線的電位差或共模電壓小于TN-S系統(tǒng)。因此對信息技術(shù)設(shè)備的抗共模電壓干擾而言TN-C-S優(yōu)于TN-S系統(tǒng)。綜上所述可知，當(dāng)建筑物以低壓供電如果采用TN系統(tǒng)時宜采用TN-C-S系統(tǒng)而不宜采用TN-S系統(tǒng)。一些發(fā)達(dá)國家就是這樣做的。1 . 21 TT系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 21可知，竹系統(tǒng)的電氣裝置的保護接地各有其自己的接地極。正常時裝置內(nèi)的外露導(dǎo)電部分為地電位，電源側(cè)和各裝置出現(xiàn)的故障電壓不互竄。但發(fā)生接地故障時因故障回路內(nèi)包含兩個接地電阻RA和RB，故障回路阻抗較大，故障電流較小，一般不能用過電流防護兼作接地故障防護。因此為防人身電擊事故必須裝用RC

15、D來快速切斷電源。從圖1 . 21也可知，TT系統(tǒng)的中性線除在電源的一點作系統(tǒng)接地外，為防雜散電流的產(chǎn)生不得在其他處再接地。我國有些供電部門不理解IEC標(biāo)準(zhǔn)，要求用戶在電源進(jìn)線處除圖示RA的保護接地外，還仿照過去的TN-C系統(tǒng)，將TT系統(tǒng)的中性線作重復(fù)接地，認(rèn)為可借TT系統(tǒng)中的接地通路，防范中性線中斷（俗稱“斷零”）引起的三相四線系統(tǒng)中燒壞大量單相用電設(shè)備的事故，殊不知由于大地通路與中性線通路的阻抗值相差懸殊，這一措施在理論上就不成立（這在問答16 . 4中將予說明）。相反，中性線的重復(fù)接地卻可產(chǎn)生雜散電流而引起種種事故，對供電部門這一不當(dāng)要求在電氣裝置的設(shè)計安裝中應(yīng)予注意。TT系統(tǒng)內(nèi)各個電氣

16、設(shè)備或各組電氣設(shè)備可各有自己的接地極和PE線。各PE線之間在電氣上沒有聯(lián)系。這樣在TT系統(tǒng)供電范圍內(nèi)的接地故障電壓就不會像TN系統(tǒng)那樣通過PE線的導(dǎo)   通而傳導(dǎo)蔓延，導(dǎo)致一處發(fā)生接地故障，多處發(fā)生電氣事故，必須在各處設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)或采取其他措施來消除這種傳導(dǎo)電壓導(dǎo)致的事故。因此TT系統(tǒng)較適用于無等電位聯(lián)結(jié)的戶外場所，例如農(nóng)場、施工場地、路燈、庭園燈、戶外臨時用電場所等。1 . 22 IT系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 22可知，IT系統(tǒng)的電源端不做系統(tǒng)接地，在發(fā)生第一次接地故障時由于不具備故障電流返回電源的通路，其故障電流僅為兩非故障相對地電容電流的相量和，其

17、值甚小，因此在保護接地的接地電阻RA上產(chǎn)生的對地故障電壓很低，不致引發(fā)電擊事故。所以發(fā)生第一次接地故障時不需切斷電源而使供電中斷。但它一般不引出中性線，不能提供照明、控制等需用的220V電源，且其故障防護和維護管理較復(fù)雜，加上其他原因，使其應(yīng)用受到限制b它適用于對供電不間斷和防電擊要求很高的場所，在我國規(guī)定礦井下、鋼鐵廠以及醫(yī)院手術(shù)室等場所采用IT系統(tǒng)。發(fā)達(dá)國家電氣安全要求高，諸如玻璃廠、發(fā)電廠的廠用電、鋼鐵廠、化工廠、爆炸危險場所、重要的會議大廳的安全照明、計標(biāo)機中心以及高層建筑的消防應(yīng)急電源、重要的控制回路等都采用IT系統(tǒng)。我國對IT系統(tǒng)不甚了解，還不習(xí)慣采用IT系統(tǒng)，很少應(yīng)用。這從一個側(cè)

18、面說明我國建筑電氣與發(fā)達(dá)國家水平上的差距。 1 . 23巖石山洞內(nèi)對不間斷供電無要求的一般電氣裝置打低阻值的系統(tǒng)接地十分困難，是否可采用IT系統(tǒng)？這是一個適于采用IT系統(tǒng)的一個特例。IT系統(tǒng)本不需作系統(tǒng)接地，這就免除了在巖石洞里打低阻值系統(tǒng)接地的麻煩。由于IT系統(tǒng)的接地故障電流十分小，防電擊的保護接地的接地電阻較大時也能滿足接觸電壓小于50V的要求。既然電氣裝置對不間斷供電無要求，它就可以引出中性線來提供220v用電電壓，不需裝設(shè)昂貴的絕緣監(jiān)測器，在發(fā)生第一次接地故障時就報警來及時排除故障。如果發(fā)生了中性線接地故障而不報警，此，IT系統(tǒng)不過是轉(zhuǎn)變?yōu)榘碩T系統(tǒng)或TN系統(tǒng)來運作。需注意在

19、回路的首端必須安裝額定剩余電流動作值In不大于30mA的RDD，用以在發(fā)生第二次接地故障時切斷電源。附帶說明，有的北歐國家出于同樣的考慮，在地區(qū)公用電網(wǎng)內(nèi)也采用了IT系統(tǒng)。1 . 24 TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)孰優(yōu)孰劣？各種接地系統(tǒng)各有短長，我國國家標(biāo)準(zhǔn)接地規(guī)范不區(qū)分具體情況，規(guī)定：“在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中，電力設(shè)備的外殼宜采用低壓接零保護，即接零”是不妥當(dāng)?shù)?。TN系統(tǒng)有優(yōu)于TT系統(tǒng)之處，例如：(1)TN系統(tǒng)往往可利用保護線路絕緣的過電流防范電器兼作接地故障防護，比較簡單，而TT系統(tǒng)通常需裝設(shè)RCD作接地故障防護，比較復(fù)雜。(2)TN系的PE線自中性線分支引出，發(fā)生對地過電壓時，設(shè)備絕緣承受

20、的應(yīng)電壓（Voltage Stress）較??；而TT系統(tǒng)的PE線引自就地的零電位的接地極，設(shè)備對地絕緣較易受過電壓損害。TN系統(tǒng)有遜于TT系統(tǒng)之處，例如：(l）在同一變壓器供電范圍的TN系統(tǒng)內(nèi)PE線都是連通的，任一處發(fā)生接地故障，其故障電壓可沿PE線傳導(dǎo)至他處而可能引起危害；而在TT系統(tǒng)內(nèi)，可視情況就地設(shè)置電氣上互不聯(lián)系的單獨的接地極和PE線，消除或減少故障電壓的蔓延。因此TN系統(tǒng)必須作等電位聯(lián)結(jié)來消除沿PE線傳導(dǎo)來的故障電壓的危害，因此一般不適用于無等電位聯(lián)結(jié)的戶外場所；而TT系統(tǒng)則可適用于戶外場所。(2）TT系統(tǒng)可就地接地引出PE線，而TN系統(tǒng)則需自電源端引來PE線，因此TN系統(tǒng)設(shè)置PE線

21、的投資往往較大。世上沒有最好的接地系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)具體情況選用合適的接地系統(tǒng)。1.25TN-C-S系統(tǒng)的PEN線在建筑物電源進(jìn)線處應(yīng)先接中性線母排，還是先接PE線母排？ IEC標(biāo)準(zhǔn)要求TN-C-S系統(tǒng)在電源進(jìn)線處（例如總配電箱處）PEN線必須先接PE母排，然后通過一連接板（線）接中性線母排，如圖1 . 25所示。這是因為如果連接板（線）導(dǎo)電不良，中性線電路不通，設(shè)備不工作，故障可及時發(fā)現(xiàn)加以修復(fù)，不致發(fā)生電氣事故。如PEN線先接中性線母排，如果連接板導(dǎo)電不良，則這時整個裝置內(nèi)的設(shè)備都失去PE線的接地，而設(shè)備仍工作正常，存在的不接地隱患將不被發(fā)現(xiàn)，這對人身安全是十分不利的，而人身安全則是頭等重要的。1 . 26“三相五線制”是否就是TN-S系統(tǒng)？否?！叭辔寰€制”是我國建筑電氣技術(shù)中的一個錯誤的名詞。IEC標(biāo)準(zhǔn)對低壓配電系統(tǒng)有兩種獨立的分類體系：一是解答1 . 16中所述的接地系統(tǒng)分類；二是按配電系統(tǒng)中的相數(shù)和帶電導(dǎo)體數(shù)進(jìn)行的分類，它被稱作帶電導(dǎo)體系統(tǒng)分