對N線重復(fù)接地的異議

對N線重復(fù)接地的異議摘要：從相關(guān)電氣標準的規(guī)定和實際存在的問題角度進行探討，認為N線不應(yīng)重復(fù)接地。同時建議國家電氣標準應(yīng)盡快與IEC標準接軌。

關(guān)鍵字：低壓配電系統(tǒng)N線重復(fù)接地零線斷零1引言在低壓電氣工程中，屢屢出現(xiàn)負荷側(cè)“中性線(即N線)重復(fù)接地”這一提法，且要求各不相同。一些地方的供電局要求將Tr接地系統(tǒng)中的N線重復(fù)接地，當(dāng)?shù)氐牟糠质┕D審查人員并將此作為強制性條文執(zhí)行；還有些地方的施工圖審查中心也規(guī)定TN—s接地系統(tǒng)中的N線應(yīng)重復(fù)接地；更有甚者無論何種接地系統(tǒng)，只要有N線就統(tǒng)統(tǒng)將它重復(fù)接地，見圖1、2、3。當(dāng)詢問為何要N線重復(fù)接地時，所有理由都是因N線就是“零線”，而根據(jù)國家標準“零線”是要重復(fù)接地的。據(jù)說這樣可防止因三相四線回路的“零線”(包括TI"系統(tǒng)的N線和TN系統(tǒng)的PEN線和N線)斷線(在我國常稱為“斷零”)造成三相電壓不平衡，使其中某相設(shè)備燒壞。需要說明的是，前述“N線重復(fù)接地”卻都要求與建筑物內(nèi)電氣裝置外露導(dǎo)電部分的保護接地系統(tǒng)絕緣。對這種混亂的做法，筆者認為有必要進行探討，以辨清是非。否則發(fā)生電氣災(zāi)害時，將無法解釋原因，其結(jié)果是不了了之，不能總結(jié)事故教訓(xùn)。N線仍舊重復(fù)接地，電氣事故繼續(xù)威脅人身和財產(chǎn)安全，也影響設(shè)備的正常運行。2規(guī)范關(guān)于重復(fù)接地的相關(guān)規(guī)定經(jīng)查，零線進行重復(fù)接地的出處是八十年代編制的國家標準《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范》(GBJ65—83)(以下簡稱<地規(guī)>)。為了更好地理解重復(fù)接地相關(guān)內(nèi)容，有必要摘錄一下<地規(guī)>對接地系統(tǒng)的規(guī)定：“中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中。電力設(shè)備外殼與零線連接，稱為低壓接零保護，簡稱接零。電力設(shè)備外殼不與零線連接，而與接地裝置連接，稱為低壓接地保護”。根據(jù)定義，低壓接零保護指'IN系統(tǒng)，而我國一直使用的低壓接零保護實際上是TN—c系統(tǒng)；低壓接地保護系指TT系統(tǒng)。<地規(guī)>對“零線”名詞解釋是這樣的“與變壓器直接接地的中性點連接的導(dǎo)線，或直流回路中的接地中性線，稱為零線”。正是由于這一不準確的定義，以及<地規(guī)>的規(guī)定不夠明確，加以對<地規(guī))理解出現(xiàn)偏差及因循守舊的觀念，使不少人產(chǎn)生了“N線重復(fù)接地”這一錯誤認識。如果仔細理解<地規(guī)>關(guān)于零線重復(fù)接地的相關(guān)條文規(guī)定，就不難看出<地規(guī)>并未要求任何低壓配電系統(tǒng)的N線都作重復(fù)接地，所謂的零線重復(fù)接地其實是前述TN-C系統(tǒng)的重復(fù)接地，理由如下。首先，<地規(guī)>推薦低壓配電系統(tǒng)優(yōu)先采用TN—C系統(tǒng)，其2．0．6條是這樣規(guī)定的：“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。如用電設(shè)備較少、分散，采用接零保護確有困難，且土壤電阻率較低，可采用低壓接地保護”。其次，《地規(guī)》關(guān)于零線重復(fù)接地的規(guī)定也是針對PEN線的。在第4．2．2條中規(guī)定：“中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中，采用接零保護時，零線宜在電源處接地，但移動式電源設(shè)備除外。架空線路的干線和分支線的終端以及沿線每l公里處，零線應(yīng)重復(fù)接地。電纜和架空線在引人車間或大型建筑物處，零線應(yīng)重復(fù)接地(但距接地點不超過50m者除外)。若屋內(nèi)配電屏、控制屏有接地裝置時，也可將零線直接連到接地裝置上。但現(xiàn)時在實際工程中要求所謂“N線重復(fù)接地”均單獨設(shè)置接地極，與電氣裝置外露導(dǎo)電部分的保護接地不相連，這樣就與第4．2．2條中的“零線的重復(fù)接地，應(yīng)充分利用自然接地體”的規(guī)定相抵觸。從圖l、2中看出，’IN-C-S和"IN—S系統(tǒng)的N線重復(fù)接地除想象中的防“斷零”危害外，對防人身電擊等事故沒有什么作用。根據(jù)以上分析，所有符合<地規(guī)>所規(guī)定的零線定義和重復(fù)接地應(yīng)充分利用自然接地體這兩個條件的，也只有TN—C系統(tǒng)中的PEN線，由此可見<地規(guī)>并未規(guī)定N線重復(fù)接地。3接地類型中沒有“N線重復(fù)接地”國家標準<系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求>(GBl4050-1993)(以下簡稱<接地規(guī)>)第4．2．5條和電力行業(yè)標準<交流電氣裝置的接地>(DL／T621—1997)(以下簡稱<電地規(guī)>)第7．2．1條都只規(guī)定PE線或PEN線應(yīng)在建筑物的入口處作重復(fù)接地，并無N線重復(fù)接地。接地按用途分為以下四種類型：工作(系統(tǒng))接地、保護接地、雷電保護接地和防靜電接地。后兩種接地與“N線重復(fù)接地”肯定沒關(guān)系，那么“N線重復(fù)接地”是否屬于前兩種之一呢?工作(系統(tǒng))接地是指電源側(cè)(變壓器部分)接地，自然也沒關(guān)系。只剩下保護接地，而其是電氣裝置外可導(dǎo)電部分的接地，可“N線重復(fù)接地”是要同它絕緣的，兩者不能等同。這時，可以發(fā)現(xiàn)“N線重復(fù)接地”不屬于以上任何一種接地類型，也不可能屬于，因為以上四種接地類型都要求充分利用自然接地體接地。因此，“N線重復(fù)接地”完全是沒有依據(jù)的。出現(xiàn)這種狀況的原因可能是，我國原來低壓配電系統(tǒng)采用TN—c接地型式，PEN線作為零線進行重復(fù)接地。其后一些地方低壓配電系統(tǒng)采用TT接地型式，但觀念卻仍沒有改變，才會出現(xiàn)“N線重復(fù)接地”這一不正確做法。4“N線重復(fù)接地”存在隱患有人認為將N線重復(fù)接地后，強制使N線為零電位，并用大地通路替代中斷的N線作為返回電源的通路，可避免發(fā)生燒毀設(shè)備事故。根據(jù)相量分析和計算可知這是不可能的。因為，N線阻抗以若干毫歐計，而大地通路阻抗卻以若干歐姆計，“斷零”后三相電壓依舊不平衡，只是程度稍輕，并未解決問題，防止“斷零”應(yīng)采用其它技術(shù)措施…。況且現(xiàn)今建筑物林立，寸土寸金，如何使一個用戶的兩個電氣上互不影響的接地極保持一定的距離，即N線重復(fù)接地極必須與所有電氣裝置外露導(dǎo)電部分的保護接地的接地極(如果有)，以及進行了等電位聯(lián)結(jié)的建筑物基礎(chǔ)鋼筋、埋地金屬管道等保持足夠的距離幾乎是不可能的。根據(jù)國外相關(guān)資料記載，兩個接地極之間的間隔距離不應(yīng)小于10m，而只有當(dāng)它們之間的間隔距離大于20m時。兩個接地極的電位才相互不影響?？稍趯嶋H工程中發(fā)現(xiàn)，沿街的店鋪采用Tr系統(tǒng)，不要說一個用戶的N線和PE線的接地極很難分開，即便分開幾米，可又會與其他用戶的接地極幾乎相碰觸，這時的N線重復(fù)接地又有何作用?此外，重復(fù)接地將導(dǎo)致一些事故隱患，下面以TT系統(tǒng)為例進行說明。4．1將無法在變電所安裝總的RCD來發(fā)出接地故障信號變電所應(yīng)對所供TT系統(tǒng)內(nèi)的接地故障作出反應(yīng)發(fā)出信號，以便及時排除故障，避免事故擴大，引起電氣危險。為此應(yīng)在變電所'IT系統(tǒng)出線上安裝作用于信號的RCD，如圖4所示。如果TT系統(tǒng)帶有對地電位的N線重復(fù)接地，人為造成接地故障，其接地電流將使出線上的RCD誤動作，無法起到正常運行應(yīng)有的防范作用。4．2雜散電流造成電解腐蝕N線重復(fù)接地極與建筑物接地極就像電池的兩個電極。大地在它們之間起電解質(zhì)作用，其結(jié)果是產(chǎn)生雜散電流，不僅使地下金屬構(gòu)件、管道電解腐蝕，而且當(dāng)電流大到一定程度將破壞設(shè)備或降低運行性能。4．3雷電反擊假設(shè)建筑物遭受雷擊，使建筑物接地產(chǎn)生高電位，由于N線重復(fù)接地極與PE線接地極絕緣，而兩個接地電位不同，這樣會產(chǎn)生地電位反擊。其結(jié)果有可能使建筑物內(nèi)電氣裝置損壞，甚至威脅人身安全，此問題值得探討。TT型式中的“N線重復(fù)接地”難以保證與電氣裝置外露導(dǎo)電部分的保護接地沒有電氣關(guān)聯(lián)，從而使TT型式隱性地轉(zhuǎn)化為TN—C—S型式。這種由TT型式隱性轉(zhuǎn)化來的TN—C—S型式，往往帶有TN—C—S型式的缺陷而又不具備該型式的優(yōu)點，也不會采用TN-C-S型式的安全防護措施，因此采用N線重復(fù)接地的TT型式安全性無法得到有效保證。據(jù)悉早在十多年前已有資料專門闡述“N線重復(fù)接地”的害處，應(yīng)該引起有關(guān)人員重視，可事實卻非如此。5現(xiàn)行國家標準亟待術(shù)語標準化一般人如認為“N線應(yīng)重復(fù)接地”尚情有可原，但如果標準規(guī)范也這樣規(guī)定，則頗為不妥。因為標準規(guī)范是工程建設(shè)的技術(shù)法則，其錯誤將有可能危及人們的生命財產(chǎn)安全，后果將十分嚴重。如<人民防空地下室設(shè)計規(guī)范>(GB50038—94)，一方面條要求采用TN—C—s系統(tǒng)，另一方面7.5.4條又要求N線重復(fù)接地；又如<建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范=》(GB50303—2002)(以下簡稱<施工規(guī)范>)第9.1.4條規(guī)定“不間斷電源輸出端的中性線(N極)。必須與由接地裝置直接引來的接地干線相連接，做重復(fù)接地”，而該條還是強制性條文內(nèi)容，其權(quán)威性似乎無需置疑。如果配電系統(tǒng)是TN—s型式，如此一來就變成實際的TN—c型式，TN—S型式的優(yōu)點將蕩然無存。所幸的是，上述標準規(guī)范的錯誤已有電氣專家撰文指出，在此不贅述。如果設(shè)計人員不知道前述標準的錯誤或?qū)張D人員、供電局強制要求按諸如此類錯誤的標準規(guī)定執(zhí)行，則將危害全社會，后果不堪設(shè)想。我國不少電氣標準規(guī)范已與IEC標準接軌，將低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線按其功能對術(shù)語和定義作了明確的規(guī)定，以杜絕亂接線的情況，避免一些危險事故的發(fā)生。但現(xiàn)在還有許多電氣設(shè)計、安裝人員和供電局人員，仍然把N線稱為“零線”。有人查問農(nóng)村電工對“N線”的認識，結(jié)果96％以上的被調(diào)查者都認為“N線”就是“不帶電的零線”，術(shù)語的混亂意味著概念的錯誤，勢必造成事故。查我國香港<電力(線路)規(guī)例工作手冊>(1997年版)等發(fā)達地區(qū)和一些國家的規(guī)程標準，都沒有N線重復(fù)接地的規(guī)定。而由德國西門子公司出版，并按IEC標準和德國DIN標準撰寫的<電氣安裝技術(shù)手冊=》中文第二版的307頁第二章“保護措施”對于TN系統(tǒng)，這樣寫著“保護導(dǎo)線和中性線分開敷設(shè)后就不再相互連接且中性線不允許接地”，該書第一版也有相同的規(guī)定。前述術(shù)語問題可以看出我國電氣技術(shù)水平與某些發(fā)達國家比還有差距，甚至標準規(guī)范也存在不應(yīng)有的錯誤，如<施工規(guī)范>通篇使用“接地(PE)”和“接零(PEN)”不正確的名詞。那么TN—S無PEN線是屬于接地還是接零?其實，中國電工技術(shù)學(xué)會工業(yè)與建筑應(yīng)用專業(yè)委員會早在1986年11月7日通過的“關(guān)于低壓電網(wǎng)防觸電設(shè)計問題的建議”中指出：“在涉及防觸電問題的名詞術(shù)語中，今后應(yīng)統(tǒng)一采