低壓電工IT、TT、TN系統

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一低壓電工相關知識02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefenses01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems03電氣四防Electricalfourdefenses02安全電壓Safetyvoltage01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltageconspectus概論低壓配電接地系統分為IT系統、TT系統、TN系統三種形式，而這三種接地方式非常容易混淆。今天就來說說這三種系統的原理、特點和適用范圍，希望能對廣大的電氣人有所幫助。一、定義根據現行的國家標準《低壓配電設計規(guī)范》（GB50054），低壓配電系統有三種接地形式，即IT系統、TT系統、TN系統。（1）第一個字母表示電源端與地的關系T-電源變壓器中性點直接接地。I-電源變壓器中性點不接地，或通過高阻抗接地。（2）第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關系T-電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。N-電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點有直接電氣連接。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageITsystemsIT系統IT系統就是電源中性點不接地，用電設備外露可導電部分直接接地的系統。IT系統可以有中性線，但IEC強烈建議不設置中性線。因為如果設置中性線，在IT系統中N線任何一點發(fā)生接地故障，該系統將不再是IT系統。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageITsystemsIT系統IT系統特點：IT系統發(fā)生第一次接地故障時，僅為非故障相對地的電容電流，其值很小，外露導電部分對地電壓不超過50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續(xù)性；－發(fā)生接地故障時，對地電壓升高1.73倍；－220V負載需配降壓變壓器，或由系統外電源專供；－安裝絕緣監(jiān)察器。使用場所：供電連續(xù)性要求較高，如應急電源、醫(yī)院手術室等。IT方式供電系統在供電距離不是很長時，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴格地連續(xù)供電的地方，例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術室、地下礦井等處。地下礦井內供電條件比較差，電纜易受潮。運用IT方式供電系統，即使電源中性點不接地，一旦設備漏電，單相對地漏電流仍小，不會破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點接地的系統還安全。但是，如果用在供電距離很長的情況下，供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。在負載發(fā)生短路故障或漏電使設備外殼帶電時，漏電電流經大地形成架路，保護設備不一定動作，這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTTsystemsTT系統TT系統就是電源中性點直接接地，用電設備外露可導電部分也直接接地的系統。通常將電源中性點的接地叫做工作接地，而設備外露可導電部分的接地叫做保護接地。TT系統中，這兩個接地必須是相互獨立的。設備接地可以是每一設備都有各自獨立的接地裝置，也可以若干設備共用一個接地裝置。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTTsystemsTT系統TT系統的主要優(yōu)點是：（1）能抑制高壓線與低壓線搭連或配變高低壓繞組間絕緣擊穿時，低壓電網出現的過電壓。（2）對低壓電網的雷擊過電壓有一定的泄漏能力。（3）與低壓電器外殼不接地相比，在電器發(fā)生碰殼事故時，可降低外殼的對地電壓，因而可減輕人身觸電危害程度。（4）由于單相接地時接地電流比較大，可使保護裝置（漏電保護器）可靠動作，及時切除故障。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTTsystemsTT系統TT系統的主要缺點是：（1）低、高壓線路雷擊時，配變可能發(fā)生正、逆變換過電壓。（2）低壓電器外殼接地的保護效果不及IT系統。（3）當電氣設備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電）時，由于有接地保護，可以大大減少觸電的危險性。但是，低壓斷路器（自動開關）不一定能跳閘，造成漏電設備的外殼對地電壓高于安全電壓，屬于危險電壓。（4）當漏電電流比較小時，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護器作保護，因此TT系統難以推廣。（5）TT系統接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費工時、費料。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTTsystemsTT系統TT系統的應用：TT系統由于接地裝置就在設備附近，因此PE線斷線的幾率小，且容易被發(fā)現。TT系統設備在正常運行時外殼不帶電，故障時外殼高電位不會沿PE線傳遞至全系統。因此，TT系統適用于對電壓敏感的數據處理設備及精密電子設備進行供電，在存在爆炸與火災隱患等危險性場所應用有優(yōu)勢。TT系統能大幅降低漏電設備上的故障電壓，但一般不能降低到安全范圍內。因此，采用TT系統必須裝設漏電保護裝置或過電流保護裝置，并優(yōu)先采用前者。TT系統主要用于低壓用戶，即用于未裝備配電變壓器，從外面引進低壓電源的小型用戶。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN系統TN系統即電源中性點直接接地，設備外露可導電部分與電源中性點直接電氣連接的系統。在TN系統中，所有電氣設備的外露可導電部分均接到保護線上，并與電源的接地點相連，這個接地點通常是配電系統的中性點。TN系統的電力系統有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分通過保護導體與該點連接。TN系統通常是一個中性點接地的三相電網系統。其特點是電氣設備的外露可導電部分直接與系統接地點相連，當發(fā)生碰殼短路時，短路電流即經金屬導線構成閉合回路。形成金屬性單相短路，從而產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重復接地，碰殼短路時，一部分電流就可能分流于重復接地點，會使保護裝置不能可靠動作或拒動，使故障擴大化。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN系統即電源中性點直接接地，設備外露可導電部分與電源中性點直接電氣連接的系統。在TN系統中，所有電氣設備的外露可導電部分均接到保護線上，并與電源的接地點相連，這個接地點通常是配電系統的中性點。TN系統的電力系統有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分通過保護導體與該點連接。TN系統通常是一個中性點接地的三相電網系統。其特點是電氣設備的外露可導電部分直接與系統接地點相連，當發(fā)生碰殼短路時，短路電流即經金屬導線構成閉合回路。形成金屬性單相短路，從而產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重復接地，碰殼短路時，一部分電流就可能分流于重復接地點，會使保護裝置不能可靠動作或拒動，使故障擴大化。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統在TN系統中，也就是三相五線制中，因N線與PE線是分開敷設，并且是相互絕緣的，同時與用電設備外殼相連接的是PE線而不是N線。因此我們所關心的最主要的是PE線的電位，而不是N線的電位，所以在中重復接地不是對N線的重復接地。如果將PE線和N線共同接地，由于PE線與N線在重復接地處相接，重復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線承擔的中性線電流變?yōu)橛蒒線和PE線共同承擔，并有部分電流通過重復接地點分流。由于這樣可以認為重復接地點前側已不存在PE線，只有由原PE線及N線并聯共同組成的PEN線，原TN-S系統所具有的優(yōu)點將喪失，所以不能將PE線和N線共同接地。TN系統中，根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TN-S系統、TN-C系統、TN-C-S系統三種形式。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN-C系統在TN-C系統中，將PE線和N線的功能綜合起來，由一根稱為PEN線的導體同時承擔兩者的功能。在用電設備處，PEN線既連接到負荷中性點上，又連接到設備外露的可導電部分。由于它所固有的技術上的種種弊端，現在已很少采用，尤其是在民用配電中，已基本上不允許采用TN-C系統。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN-C系統TN-C系統的特點：（a）設備外殼帶電時，接零保護系統能將漏電電流上升為短路電流，實際就是單相對地短路故障，熔絲會熔斷或自動開關跳閘，使故障設備斷電，比較安全。（b）TN-C系統只適用于三相負載基本平衡的情況，若三相負載不平衡，工作零線上有不平衡電流，對地有電壓，所以與保護線所連接的電氣設備金屬外殼有一定的電壓。（c）如果工作零線斷線，則保護接零的通電設備外殼帶電。（d）如果電源的相線接地，則設備的外殼電位升高，使中線上的危險電位蔓延。（e）TN-C系統干線上使用漏電斷路器時，工作零線后面的所有重負接地必須拆除，否則漏電開關合不上閘，而且工作零線后面的所有重復接地必須拆除，否則漏電開關合不上閘，而且工作零線在任何情況下不能斷線。所以，實用中工作零線只能在漏電斷路器的上側重復接地。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN-S系統TN-S系統中性線N與TT系統相同。與TT系統不同的是，用電設備外露可導電部分通過PE線連接到電源中性點，與系統中性點共用接地體，而不是連接到自己專用的接地體，中性線（N線）和保護線（PE線）是分開的。TN-S系統的最大特征是N線與PE線在系統中性點分開后，不能再有任何電氣連接，這一條件一旦破壞，TN-S系統便不再成立。TN-S系統便不再成立。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN-S系統的特點：（a）系統正常運行時，專用保護線上沒有電流，只是工作零線上有不平衡電流。PE線對地沒有電壓，所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線PE上，安全可靠。（b）工作零線只用作單相照明負載回路。（c）專用保護線PE不許斷線，也不許進入漏電開關。（d）干線上使用漏電保護器，所以TN-S系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。（e）TN-S方式供電系統安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN-C-S系統TN-C-S系統是TN-C系統和TN-S系統的結合形式，在TN-C-S系統中，從電源出來的那一段采用TN-C系統。因為在這一段中無用電設備，只起電能的傳輸作用，到用電負荷附近某一點處，將EN線分開形成單獨的N線和PE線。從這一點開始，系統相當于TN-S系統。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓SafetyvoltageTNsystemsTN系統TN-C-S系統的特點:（a）TN-C-S系統可以降低電動機外殼對地的電壓，然而又不能完全消除這個電壓。這個電壓的大小取決于負載不平衡的情況及線路的長度。要求負載不平衡電流不能太大，而且在PE線上應作重復接地。（b）PE線在任何情況下都不能進入漏電保護器，因為線路末端的漏電保護器動作會使前級漏電保護器跳閘造成大范圍停電。（c）對PE線除了在總箱處必須和N線連接以外，其他各分箱處均不得把N線和PE線相連接，PE線上不許安裝開關和熔斷器。實際上，TN-C-S系統是在TN-C系統上變通的作法。當三相電力變壓器工作接地情況良好，三相負載比較平衡時，TN-C-S系統在施工用電實踐中效果還是不錯的。但是，在三相負載不平衡，建筑施工工地有專用的電力變壓器時，必須采用TN-S方式供電系統。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefensesconspectus概論安全電壓是指不致使人直接致死或致殘的電壓，一般環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸的“安全特低電壓”是36V。行業(yè)規(guī)定安全電壓為不高于36V，持續(xù)接觸安全電壓為24V，安全電流為10mA，電擊對人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時間長短。電流強度越大，致命危險越大；持續(xù)時間越長，死亡的可能性越大。能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流，交流為1mA，直流為5mA；人觸電后能自己擺脫的最大電流稱為擺脫電流，交流為10mA，直流為50mA；在較短的時間內危及生命的電流稱為致命電流，如100mA的電流通過人體1s，可足以使人致命，因此致命電流為50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防ElectricalfourdefensesBasicintroduction基本介紹安全電壓，是指不致使人直接致死或致殘的電壓。一般環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸的“安全特低電壓”是36V。（也可能是24V、12VAC/DC，36V最常見）以工頻電流為例，當1毫安左右的電流通過人體時，會產生麻刺等不舒服的感覺。10~30毫安的電流通過人體，會產生麻痹、劇痛、痙攣、血壓升高、呼吸困難等癥狀，但通常不致有生命危險；電流達到50毫安以上，就會引起心室顫動而有生命危險；100毫安以上的電流，足以致人于死地。（以上限制在36VAC/DC以上的電壓值）01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefensesstandard標準所謂安全電壓，是指為了防止觸電事故而由特定電源供電所采用的電壓系列。安全電壓應滿足以下三個條件：1、標稱電壓不超過交流50V、直流120V；2、由安全隔離變壓器供電；3、安全電壓電路與供電電路及大地隔離。我國規(guī)定的安全電壓額定值的等級為42、36、24、12、6伏。當電氣設備采用的電壓超過安全電壓時，必須按規(guī)定采取防止直接接觸帶電體的保護措施。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefensesrelationship關系電流通過人體的持續(xù)時間是影響電擊傷害程度的重要因素。人體通過電流時間越長，人體電阻就會下降，流過的電流就會越大，后果就越嚴重。另一方面，人的心臟每收縮、擴張一次，中間約有0.1秒的間歇，這0.1秒對電流最敏感。如果電流在這一瞬間通過心臟，即使電流很?。泓c幾毫安）也會引起心臟震顫；如果電流不在這一瞬間通過心臟，即使電流較大，也不會引起心臟麻痹。由此可知，如果電流持續(xù)時間超過0.1秒，則必然與心臟最敏感的間隙相重合而造成很大的危險。電流的路徑通過心臟會導致神經失常、心跳停止、血液循環(huán)中斷，危險性最大。其中電流的流經從左手到右腳的路徑是最危險的。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefensesrelationship關系傷害程度與電流種類的關系電流頻率在40Hz~60Hz對人體的傷害最大。傷害程度與人體狀況的關系電流對人體的作用，女性較男性敏感；小孩遭受電擊較成人危險；人體的皮膚干濕等情況對電擊傷害程度也有一定的影響。皮膚干燥時電阻大通過電流??；皮膚潮濕時電阻小，通過的電流就大，危害也大。凡患有心臟病，神經系統疾病或結核病的病人電擊傷害程度比健康人嚴重。傷害程度與人體電阻的關系在一定的電壓作用下，通過人體電流的大小就與人體電阻有關系。人體電阻因人而異，與人的體質、皮膚的潮濕程度、觸電電壓的高低、年齡、性別以至工種職業(yè)有關系，通常為1000~2000Ω，當角質外層破壞時，則降到800~1000Ω。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefensesrelationship關系根據歐姆定律(I=U/R)可以得知流經人體電流的大小與外加電壓和人體電阻有關。人體電阻除人的自身電阻外，還應附加上人體以外的衣服、鞋、褲等電阻，雖然人體電阻一般可達2kΩ，但是，影響人體電阻的因素很多，如皮膚潮濕出汗、帶有導電性粉塵、加大與帶電體的接觸面積和壓力以及衣服、鞋、襪的潮濕油污等情況，均能使人體電阻降低，所以通常流經人體電流的大小是無法事先計算出來的。因此，為確定安全條件，往往不采用安全電流，而是采用安全電壓來進行估算：一般情況下，也就是干燥而觸電危險性較大的環(huán)境下，安全電壓規(guī)定為24V，對于潮濕而觸電危險性較大的環(huán)境(如金屬容器、管道內施焊檢修)，安全電壓規(guī)定為12V，這樣，觸電時通過人體的電流，可被限制在較小范圍內，可在一定的程度上保障人身安全。01IT、TT、TN系統IT,TT,TNsystems02安全電壓Safetyvoltage03電氣四防Electricalfourdefensesrelationship關系關于安全電壓的相關規(guī)定根據生產和作業(yè)場所的特點，采用相應等級的安全電壓，是防止發(fā)生觸電傷亡事故的根本性措施。國家標準《安全電壓》（GB3805—83）規(guī)定我國安全電壓額定值的等級為42V、36V、24V、12V和6V，應根據作業(yè)場所、操作員條件、使用方式、供電方式、線路狀況等因素選用。例如特別危險環(huán)境中使用的手持電動工具應采用42V特低電壓；有電擊危險環(huán)境中使用的手持照明燈和局部照明燈應采用36V或24V特低電壓；金屬容器內、特別潮濕處等特別危險環(huán)境中使用的手持照明燈就采用12V特低電壓；水下作業(yè)等場所應采用6V特低電壓。安全電壓值的規(guī)定，各國有所不同，我國根據具體環(huán)境條件的不同，安全電壓值規(guī)定為：在無高度觸電危險的建筑物中為65V。在有高度觸電危險的建筑物中為36V。在有特別觸電危險的建筑物中為12V。03電氣四防Electricalfourdefenses02安全電壓Safetyvoltage04其他otherconspectus概論防火防雨雪防汛防小動物侵入及保持良好通風03電氣四防Electricalfou