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詳解低壓配電系統常見的接地型式

發布日期：2017/2/7 16:17:43    瀏覽次數：

根據《低壓配電設計規范》(GB50054)的定義，低壓配電系統分為三種，即TN、TT、IT三種形式。其中，第一個大寫字母T表示電源變壓器中性點直接接地;I則表示電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地)。第二個大寫字母N表示電氣設備的外殼與系統的接地中性線相連。T表示電氣設備的外殼直接接地，但和電網的接地系統沒有聯系。

TN系統：電源變壓器中性點接地，設備外露部分與中性線相連。是將電氣設備的金屬外殼與工作零線N相接的保護系統，稱作保護接零系統

TT系統：電源變壓器中性點接地，電氣設備外殼采用保護接地。電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統

IT系統：電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地)，而電氣設備外殼電氣設備外殼采用保護接地。

1、TN系統

電力系統的電源變壓器的中性點接地，根據電氣設備外露導電部分與系統連接的不同方式又可分三類：即TN—S系統、TN—C系統、TN—C—S系統。下面分別進行介紹。

1.1TN—C系統

其特點是：電源變壓器中性點接地，保護零線(PE)與工作零線(N)共用。

(1)它是利用中性點接地系統的中性線(零線)作為故障電流的回流導線，當電氣設備相線碰殼，故障電流經零線回到中點，由于短路電流大，因此可采用過電流保護器切斷電源。TN—C系統一般采用零序電流保護;

(2)TN—C系統適用于三相負荷基本平衡場合，如果三相負荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，再加一些負荷設備引起的諧波電流也會注入PEN，從而中性線N帶電，且極有可能高于50V，它不但使設備機殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩定的基準電位;

(3)TN—C系統應將PEN線重復接地，其作用是當接零的設備發生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。

由上可知，TN-C系統存在以下缺陷：

(1)當三相負載不平衡時，在零線上出現不平衡電流，零線對地呈現電壓。當三相負載嚴重不平衡時，觸及零線可能導致觸電事故。

(2)通過漏電保護開關的零線，只能作為工作零線，不能作為電氣設備的保護零線，這是由于漏電開關的工作原理所決定的。

(3)對接有二極漏電保護開關的單相用電設備，如用于TN-C系統中其金屬外殼的保護零線，嚴禁與該電路的工作零線相連接，也不允許接在漏電保護開關前面的PEN線上，但在使用中極易發生誤接。

(4)重復接地裝置的連接線，嚴禁與通過漏電開關的工作零線相連接。TN-S供電系統，將工作零線與保護零線完全分開，從而克服了TN-C供電系統的缺陷，所以現在施工現場已經不再使用TN-C系統。

1.2TN—S系統

整個系統的中性線/工作零線(N)與保護線(PE)是嚴格分開的。

(1)當電氣設備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護器切斷電源;

(2)當N線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位升高，但外殼無電位，PE線也無電位;

(3)TN—S系統PE線首末端應做重復接地，以減少PE線斷線造成的危險。

(4)TN—S系統適用于工業企業、大型民用建筑。

目前單獨使用獨一變壓器供電的或變配電所距施工現場較近的工地基本上都采用了TN—S系統，與逐級漏電保護相配合，確實起到了保障施工用電安全的作用，但TN—S系統必須注意幾個問題：

(1)保護零線PE線絕對不允許斷開，也不許進入漏電開關。否則在接零設備發生帶電部分碰殼或是漏電時，就構不成單相回路，電源就不會自動切斷，就會產生兩個后果：一是使接零設備失去安全保護;二是使后面的其他完好的接零設備外殼帶電，引起大范圍的電氣設備外殼帶電，造成可怕的觸電威脅。因此在《JGJ46-88施工現場臨時用電安全技術規范》規定專用保護線必須在首末端做重復接地。

(2)同一用電系統中的電器設備絕對不允許部分接地、部分接零。否則當保護接地的設備發生漏電時，會使中性點接地線電位升高，造成所有采用保護接零的設備外殼帶電。

(3)保護接零PE線的材料及連接要求：保護零線的截面應不小于工作零線的截面，并使用黃/綠雙色線。與電氣設備連接的保護零線應為截面不少于2.5mm2的絕緣多股銅線。保護零線與電氣設備連接應采用銅鼻子等可靠連接，不得采用鉸接;電氣設備接線柱應鍍鋅或涂防腐油脂，保護零線在配電箱中應通過端子板連接，在其他地方不得有接頭出現。

TN-S供電系統的特點如下。

1)系統正常運行時，專用保護線上不有電流，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。

2)工作零線N只用作單相照明負載回路。

3)干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而PE線有重復接地，但是不經過漏電保護器，所以TN-S系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。

1.3TN—C—S系統

它由兩個接地系統組成，第一部分是TN—C系統，第二部分是TN—S系統，其分界面在N線與PE線的連接點。

(1)當電氣設備發生單相碰殼，同TN—S系統;

(2)當N線斷開，故障同TN—S系統;

(3)TN—C—S系統中PEN應重復接地，而N線不宜重復接地。PE線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電，所以TN—C—S系統提高了操作人員及設備的安全性。施工現場一般當變臺距現場較遠或沒有施工專用變壓器時采取TN—C—S系統。

2、TT供電系統

電源中性點直接接地，電氣設備的外露導電部分用PE線接到接地極(此接地極與中性點接地沒有電氣聯系)

在采用此系統保護時，當一個設備發生漏電故障，設備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護開關的動作，對人和設備有危害。為消除TT系統的缺陷，提高用電安全保障可靠性，根據并聯電阻原理，特提出完善TT系統的技術革新。技術革新內容是：用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線(簡稱PT線)，并聯總配電箱、分配電箱、主要機械設備下埋設的4-5組接地電阻的保護接地線為保護地線，用綠/黃雙色線連接電氣設備金屬外殼。它有下列優點：

1)單相接地的故障點對地電壓較低，故障電流較大，使漏電保護器迅速動作切斷電源，有利于防止觸電事故發生。

2)PT線不與中性線相聯接，線路架設分明、直觀，不會有接錯線的事故隱患;幾個施工單位同時施工的大工地可以分片、分單位設置PT線，有利于安全用電管理和節約導線用量。

3)不用每臺電氣設備下埋設重復接地線，可以節約埋設接地線費用開支，也有利于提高接地線質量并保證接地電阻≤10Ω，用電安全保護更可靠。TT系統在國外被廣泛應用，在國內僅限于局部對接地要求高的電子設備場合，目前在施工現場一般不采用此系統。但如果是公用變壓器，而有其它使用者使用的是TT系統，則施工現場也應采用此系統。

3、IT系統

電力系統的帶電部分與大地間無直接連接(或經電阻接地)，而受電設備的外露導電部分則通過保護線直接接地。

這種系統主要用于10KV及35KV的高壓系統和礦山、井下的某些低壓供電系統，不適合在施工現場應用，故在此不再分析。

建設部新頒發的《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59-99)規定：施工現場專用的中性點直接接地的電力系統中必須采用TN-S接零保護系統。因此，TN-S接零保護系統在施工現場中得到了廣泛的應用，但如果PE線發生斷裂或與電氣設備未做好電氣連接，重復接地阻值達不到安全的要求，也同樣會發生觸電事故，為了提高TN-S接零保護系統的安全性，在此提出等電位聯接概念。所謂等電位聯結，是將電氣設備外露可導電部分與系統外可導電部分(如混凝土中的主筋、各種金屬管道等)通過保護零線(PE線)作實質上的電氣連接，使二者的電位趨于相等。應注意差異，即等電位聯結線正常時無電流通過，只傳遞電位，故障時才有電流通過。

等電位聯結的作用：

(1)總等電位聯結能降低預期接觸電壓;

(2)總等電位聯結能消除裝置外沿PE線傳導故障電壓帶來的電擊危險。因此施工現場也應逐步推廣該技術。當然，無論采取何種接地形式都絕不是萬無一失絕對安全的。施工現場臨時用電必須嚴格按JGJ46-88規范要求進行系統的設置和漏電保護器的使用，嚴格履行施工用電設計、驗收制度，規范管理，才能杜絕事故的發生。