電氣安全工程課程課件一七

電氣安全工程

(3.3)

1第三節(jié)TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)即保護(hù)接零系統(tǒng),它是將電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬部分與配電網(wǎng)保護(hù)零線(保護(hù)導(dǎo)體)的緊密連接起來，用以防止觸電事故的安全措施。23.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別1、TN系統(tǒng)的安全原理保護(hù)接零原理圖及等效電路如下圖所示33.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別

原理：當(dāng)某相帶電部分碰連設(shè)備外殼(即外露導(dǎo)電部分)時(shí)，通過設(shè)備外殼形成該相對(duì)零線的單相短路，短路電流

ISS能促使線路上的短路保護(hù)元件迅速動(dòng)作，從而把故障部分設(shè)備斷開電源，消除電擊危險(xiǎn)。43.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別

外露可導(dǎo)電部分：電氣設(shè)備能被觸及的導(dǎo)電部分。它在正常時(shí)不帶電，但在故障情況下可能帶電。

注：在故障情況下，通過外露可導(dǎo)電部分才能帶電的電氣設(shè)備的可導(dǎo)電部分不被認(rèn)為是外露可導(dǎo)電部分。

外部可導(dǎo)電部分：不是電氣裝置組成部分易引入電位（通常是地電位）的可導(dǎo)電部分。53.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別2、類別（1）配電系統(tǒng)接地型式文字代號(hào)的意義第一個(gè)字母：表示電源系統(tǒng)的對(duì)地關(guān)系T—中性點(diǎn)直接接地I—中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過阻抗接地63.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別第二個(gè)字母：表示電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地關(guān)系T—外露可導(dǎo)電部分直接接地，而與電源系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無關(guān)。N—外露可導(dǎo)電部分與電源系統(tǒng)的接地點(diǎn)有直接電氣連接。73.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別第二個(gè)以后的字母：表示TN系統(tǒng)中和保護(hù)導(dǎo)線的組合關(guān)系S—保護(hù)零線和工作零線分開（PE線、N線）C—保護(hù)零線和工作零線合一（PEN線）83.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別（2）TN系統(tǒng)類別TN-C系統(tǒng)的干線部分保護(hù)零線是與工作零線完全共用的；TN-S系統(tǒng)的保護(hù)零線是與工作零線完全分開的；TN-C-S系統(tǒng)干線部分的前一部分保護(hù)零線是與工作零線共用的。共用部分導(dǎo)線的93.3.1TN系統(tǒng)的安全原理及類別10

TN系統(tǒng)速斷和限壓的要求在接零系統(tǒng)中，單相短電流越大，保護(hù)元件動(dòng)作越快；反之，動(dòng)作越慢。單相短路電流決定于配電網(wǎng)電壓和相零線回路阻抗。穩(wěn)態(tài)單相短路電流ISS按下式計(jì)算:=11

TN系統(tǒng)速斷和限壓的要求1、TN系統(tǒng)速斷要求對(duì)于不同的電氣設(shè)備，其過流保護(hù)裝置的速斷要求也是不同的：（1）對(duì)于相線對(duì)地電壓220V的TN系統(tǒng)，手持式電氣設(shè)備和移動(dòng)式電氣設(shè)備末端線路或插座回路的短路保護(hù)元件應(yīng)保證相零短路持續(xù)時(shí)間不過0.4s；（2）低壓配電線路或固定式電氣設(shè)備的末端線路應(yīng)保證短路持續(xù)時(shí)間不超過5s。12

TN系統(tǒng)速斷和限壓的要求2、TN系統(tǒng)限壓要求保護(hù)接零不僅起到電流速斷保護(hù)作用，而且還能降低漏電設(shè)備對(duì)地電壓。由接零等值電路可以求出保護(hù)裝置動(dòng)作前漏電設(shè)備對(duì)地電壓為：

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TN系統(tǒng)速斷和限壓的要求如線路截面較小，保護(hù)零線與相線緊鄰敷設(shè)。由于電抗比較小，其范圍也比較容易確定，對(duì)地電壓可按下式簡(jiǎn)化計(jì)算:Kc——計(jì)算系數(shù)，0.6～114

TN系統(tǒng)速斷和限壓的要求如令，則上式可簡(jiǎn)化為：UE=KC如導(dǎo)體材質(zhì)相同，則

m即為相線截面與保護(hù)線截面之比。對(duì)于電纜和絕緣導(dǎo)線，m≈1～3。與不接地配電網(wǎng)不同，在這里欲將漏電設(shè)備對(duì)地電壓限制在某一安全范圍內(nèi)是困難的。

153.3.3保護(hù)接零的應(yīng)用范圍

保護(hù)接零用于中性點(diǎn)直接接地的220/380V三相四線配電網(wǎng)。要求接零和不要求接零的設(shè)備和部位與保護(hù)接地的要求大致相同。163.3.3保護(hù)接零的應(yīng)用范圍TN-S系統(tǒng)可用于有爆炸危險(xiǎn)、火災(zāi)危險(xiǎn)性較大或安全要求較高的場(chǎng)所，宜用于獨(dú)立附設(shè)變電站的車間。TN-C-S系統(tǒng)宜用于廠內(nèi)設(shè)有總變電站，廠內(nèi)低壓配電的場(chǎng)所及民用樓房。TN-C系統(tǒng)可用于無爆炸危險(xiǎn)、火災(zāi)危險(xiǎn)性不大、用電設(shè)備較少、用電線路簡(jiǎn)單且安全條件較好的場(chǎng)所。173.3.3保護(hù)接零的應(yīng)用范圍在接地的三相四線配電網(wǎng)中，應(yīng)當(dāng)采取接零保護(hù)。但在現(xiàn)實(shí)中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)如下圖所示的接零系統(tǒng)中個(gè)別設(shè)備只接地、不接零的情況，即在

TN系統(tǒng)中個(gè)別設(shè)備構(gòu)成TT系統(tǒng)的情況。

183.3.3保護(hù)接零的應(yīng)用范圍

在這種情況下，當(dāng)接地的設(shè)備漏電時(shí)，該設(shè)備和保護(hù)零線(包括所有接零設(shè)備)對(duì)地電壓分別為：UE=URE/（RN＋RE）UN=U－UE=URN/（RN＋RE）193.3.3保護(hù)接零的應(yīng)用范圍

這時(shí)的故障電流不太大，不一定能促使短路保護(hù)元件動(dòng)作而切斷電源，危險(xiǎn)狀態(tài)將在大范圍內(nèi)持續(xù)存在。因此,除非接地的設(shè)備或區(qū)段裝有快速切斷故障的保護(hù)裝置,否則，不得在TN系統(tǒng)中混用TT方式。203.三3.三4三重復(fù)三接地重復(fù)三接地三：零三線上三除工三作接三地以三外的三其他三點(diǎn)的三再次三接地三。它三是提三高TN系統(tǒng)三安全三性能三的重三要措三施。213.三3.三4三重復(fù)三接地1、三重復(fù)三接地三的作三用(1三)三減輕三零線三斷開三或接三觸不三良時(shí)三電擊三的危三險(xiǎn)性①一三相碰三殼故三障若零三線斷三開點(diǎn)三之后三發(fā)生三一相三碰殼三故障三，如三下圖三所示三。223.三3.三4三重復(fù)三接地233.三3.三4三重復(fù)三接地A、無重復(fù)三接地此時(shí)三在零三線斷三開點(diǎn)三之后三的所三有接三零設(shè)三備外三殼上三都將三出現(xiàn)三的對(duì)三地電三壓為三：UE=RpU/三(Rp+RN)≈三U三(三Rp》RN)人體三幾乎三承受三全部三相電三壓，三而且IE較小三，不三會(huì)引三起速三斷裝三置動(dòng)三作，三切斷三電源三，這三是非三常危三險(xiǎn)的三。243.三3.三4三重復(fù)三接地B、有重復(fù)三接地Rs在斷開點(diǎn)前方，三各接三零設(shè)備外三殼的對(duì)地三電壓：UNE=RNU/三(RS+RN)。在斷開點(diǎn)三后方三，各三接零設(shè)備外三殼的對(duì)地三電壓：USE=RSU/三(RS+RN)。它們?nèi)夹∪谙嗳妷喝?，減三輕了三電擊三的危三險(xiǎn)程三度，三而且IE較大三。但三同樣三會(huì)造三成零三線斷三開點(diǎn)三之后三的所三有接三零設(shè)三備外三殼上三都將三出現(xiàn)三的對(duì)三地電三壓。253.三3.三4三重復(fù)三接地②三相三負(fù)荷三不平三衡在保三護(hù)零三線斷三線的三情況三下，即使三沒有三設(shè)備三漏電，而是三三相三負(fù)荷三不平三衡，也會(huì)三給人三身安全造成三很大三的威三脅。263.三3.三4三重復(fù)三接地273.三3.三4三重復(fù)三接地我國(guó)三設(shè)計(jì)三規(guī)范三規(guī)定三：在中三性點(diǎn)直接三接地三的配三電系三統(tǒng)中，單相22三0V用電三設(shè)備三應(yīng)均三勻地三分配三在三三相線三路，由負(fù)三荷不三平衡三引起的中三性線三電流三一般三不得三超過三變壓三器額三定電三流的25三%。283.三3.三4三重復(fù)三接地如上三圖所三示，三設(shè)三三相線三路上三只有三一相三接有三單相三設(shè)備三。A、零線三完好，由三于零三線阻三抗很三小，零線三上只產(chǎn)生三很小三的電三壓降，對(duì)人三身沒三有傷三害。B、零線三斷開三，且三無重復(fù)三接地，由三于人三體阻三抗較三大，三大部三分電三壓降三在人三體上三，是三危險(xiǎn)三的。C、零線三斷開三，有重復(fù)三接地，則三設(shè)備三外殼三上的三對(duì)地三電壓三會(huì)大三大降三低，三電擊三的危三險(xiǎn)性三也會(huì)三大大三降低三。293.三3.三4三重復(fù)三接地【例三】如圖上所示，假定三該相三負(fù)荷三為1kW三，則其三電阻RL=三48三.4三Ω，再假三定RN=三4Ω三，R三s三=1三0Ω三，三Rp=1三50三0Ω三。無Rs三：UE=RPU/三（RN+RP+RL）=三21三3V有Rs三：UE=（三RS∥RP）U三/三（RN+三RS∥RP+RL）=三35三V303.三3.三4三重復(fù)三接地在零三線斷三線情三況下，重復(fù)三接地三一般三只能三減輕三零線三斷線三時(shí)觸三電的三危險(xiǎn)，而不三能完三全消三除觸三電的三危險(xiǎn)。減輕三零線三斷線的措三施：三采用TN三-S三、T三N-三C-三S系統(tǒng)三。313.三3.三4三重復(fù)三接地（2三）降三低漏三電設(shè)備三的對(duì)三地電三壓323.三3.三4三重復(fù)三接地當(dāng)發(fā)三生碰三殼短三路時(shí)三，線三路保三護(hù)元三件應(yīng)三能迅三速動(dòng)三作，三切斷三電源三。但三若保三護(hù)系三統(tǒng)失三靈，三則危三險(xiǎn)狀三態(tài)將三延續(xù)三下來三。即使三保護(hù)三接零三系統(tǒng)三沒有三失靈，在從三發(fā)生三碰殼三短路三起，到保三護(hù)元三件動(dòng)三作完三畢止三的一三段時(shí)三間內(nèi)，設(shè)備外殼是帶三電的三。333.三3.三4三重復(fù)三接地①無Rs三：式中：ZPE——中性三點(diǎn)至三故障三點(diǎn)間零線三阻抗ZL——中性三點(diǎn)至三故障三點(diǎn)間三相線三阻抗顯然三，零三線阻三抗越三大，三設(shè)備三對(duì)地三電壓三也越三高。三這個(gè)三電壓三通常三高于三安全三電壓三。應(yīng)三當(dāng)指三出，三企圖三用降三低零三線阻三抗的三辦法三來獲三得設(shè)三備上三的安三全電三壓是三不現(xiàn)三實(shí)的三，也三是很三不經(jīng)三濟(jì)的三。343.三3.三4三重復(fù)三接地②有Rs三：加上三重復(fù)三接地Rs三，則觸三電危三險(xiǎn)可三以減三輕。三這時(shí)三，短三路電三流大三部分三通過三零線三成回三路，三導(dǎo)致三漏電三設(shè)備三對(duì)地三電壓三降低三，但三中性三點(diǎn)對(duì)三地電三壓升三高。353.三3.三4三重復(fù)三接地注意三：迅速三切斷三電源三仍是三保護(hù)三接零三的基三本保三護(hù)方三式，三若做三不到三這一三點(diǎn)，三即使三有重三復(fù)接三地，三往往三也只三能減三輕危三險(xiǎn)，三而難三以消三除危三險(xiǎn)，三而且三危險(xiǎn)三范圍三還有三所擴(kuò)三大。363.三3.三4三重復(fù)三接地(3三)三縮短三漏電三故障三持續(xù)三時(shí)間三。因?yàn)槿貜?fù)三接地三和工三作接三地構(gòu)三成零三線的三并聯(lián)三分支三，所三以當(dāng)三發(fā)生三短路三時(shí)能三增大三單相三短路三電流三，而三且線三路越三長(zhǎng)，三效果三越顯三著，三這就三加速三了線三路保三護(hù)裝三置的三動(dòng)作三，縮三短了三漏電三故障三持續(xù)三時(shí)間三。(4三)三改善三架空三線路三的防三雷性三能。架空三線路三零線三上的三重復(fù)三接地三對(duì)雷三電流三有分三流作三用，三有利三于限三制雷三電過三電壓三。373.三3.三4三重復(fù)三接地2．三重三復(fù)接三地的三要求（1三）重三復(fù)接三地可三以從三零線三上重三復(fù)接三地，三也可三以從三接零三設(shè)備三的金三屬外三殼上三接地三；（2三）電纜三或架三空線三路引三入車三間或三大型三建筑三物處三、配三電線三路的三最遠(yuǎn)三端及三每1km處、三高低三壓線三路同三桿架三設(shè)時(shí)，共同三敷段三的兩三端應(yīng)三做重三復(fù)接三地；383.三3.三4三重復(fù)三接地2．三重三復(fù)接三地的三要求（3三）以三金屬三外皮三作零三線的三低壓三電纜應(yīng)重三復(fù)接三地；（4三）戶三外架三空線三路上三的重復(fù)三接地宜采三用集三中埋三設(shè)的三接地三體；（5三）車三間內(nèi)宜采三用環(huán)三形重三復(fù)接三地或三網(wǎng)絡(luò)三重復(fù)三接地；393.三3.三4三重復(fù)三接地2．三重三復(fù)接三地的三要求（6三）配電三系統(tǒng)三可多三處重三復(fù)接三地，并盡三量均三勻分三布；（7三）每一三重復(fù)三接地三的接三地電三阻不三得超三過10Ω；在變?nèi)龎浩魅蛪喝ぷ魅拥厝慕尤仉娙柙嗜S超三過10Ω的場(chǎng)三合，每一三重復(fù)三接地三的接三地電三阻允三許不三超過30Ω，但不三得少三于三三處。403.三3.三5三速斷三保護(hù)三元件1、TN系統(tǒng)三可采三用的三保護(hù)三元件（1三）快三速型三漏電三保護(hù)三（剩三余電三流保三護(hù)）三裝置三，但TN三-C系統(tǒng)三中不三得使三用漏三電保三護(hù)裝三置；（2三）過三電流三保護(hù)三器，三如熔三斷器三和低三壓斷三路器三的電三磁式三過電三流脫三扣器三等。413.三3.三5三速斷三保護(hù)三元件2、三保護(hù)三元件三動(dòng)作三的選三擇動(dòng)作三電流三選得三過大三，起三不到三短路三保護(hù)三的作三用，三選得三過小三，容三易引三起誤三動(dòng)作三，影三響正三常工三作。在不三影響三正常三工作三的前三提下三，保三護(hù)元三件的三動(dòng)作三電流三越小三越好三。423.三3.三5三速斷三保護(hù)三元件采用三熔斷三器作三為短三路保三護(hù)元三件，三當(dāng)要三求故三障持三續(xù)時(shí)三間不三超