低压接地系统:TN-C 、TN-S等适用场所有哪些?

电力系统的接地直接关系到用户的人身和财产安全,以及电气设备和电子设备的正常运行。如何针对实际情况选择合适的接地系统,确保配电系统及电气设备的安全使用,是电气设计人员面临的首要问O d ? n题。

根据国际电工委员会(IEC)规定的各种保护接地方式的术语概念,低压Z + d b m J x R配电系统按接地方式的不同称为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-Cb % 0 _-S系统。下面对各种供电系统m U c N S j # s做扼要的介绍。

一、低压系统的接地形式

低压系统接地形式有IT、TT、TN三大类,而TN类又分为TN-C、O j `TN-C-S、TN-S三种形式。

其中字母表示的含义p : u

(1)字母第一个部分表示配电系统中性点对地的关系

T:电源端中性点一8 - 9 1 @ Q - I点直接接地;I:电源端中性点与地绝缘或通过高阻抗一点接地。 

(2)字母第二部分表示电气装置的外露可导电部分与地的关系

T:外露可导电部分直接接地,与配电系统的接地点无关;

N:外露可导电部分与配电系统的中性点直接做电气连接(也叫接零系统);0 ] M ? c } ~ X . 

(3)“-”号后面的字母是扩充说明

C:保护零线与工作零线用同一根线;

S:保护零线与工作零线彻底分开,各自独立用两根线;

C-SC b J U D s K:保护零线与工作零线前边j l q $ P一部分用同一根线,后边一部分保护零线与工作零线彻底分h , Y ~ k r开,用两根线。

二、TN系统

TN系统,称作保护接零。当故障使电气设备金属外壳带电时,形成相线和零线短路,g A ; M f o回路电阻小,电流大,能使熔丝迅速熔断或保护装4 z M # +置动作切断电源。在TN系统中又分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种系统。

(1) TN-C系统

在全系统内N线和PE线是合一的。

低压接地系统:TN-C 、TN-S等适用场所有哪些?

(2)TNo t \ G N-S系统

在全系统内N线和PE线是分开的。

低压接地系统:TN-C 、TN-S等适用场所有哪些?

(3)TN-C-S系统

在全系统5 O 7 4 i + k内,通常仅在低压电气装置电源进线R { L K Q点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即分为两根线。

低压接地系统:TN-C 、TN-S等适用场所有哪些?

三、TT系统

TT系统就是电源中性点直接接地,用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。通常将电源中性点的接地叫做工作接地,而设备外露可导电部分的接地叫做保护接地。TT系统中,这两个接地必须是相互独立的。设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置,也可以若干设备共用一个接地装置。

低压接地系统:TN-C 、TN-S等适用场所有哪些?

四、IT系统

IT系统就是电源中性点不接地,用电S . , 6 P d M设备外露可导电部分直接接地的系统。IT系统可以有中性线,但IEC强烈建议不设置中性线。因为如果设置中性线,在IT系统中N线任何一点发生接地故障,该系统将不再是IT系统。

低压接地系统:TN-C 、TN-S等适用场所有哪些?

五、TN、TT、IT` . / u ! g ? #系统各适用的环境和场所

选择系统接地形式应根据电气装置0 { ! : ^ ! D的特性、运行条件N % 7 f H Z e u和使用要求及维护能力的大小等综合考虑低压配电系统的接地形式。只要符合安装和运行规范要求,三\ D 5 F 2种接地形式是等效的,没有什么优先级之分, 同一配电系统可以选用一种接地形式,也可以? 3 2 N $ p R Z W根据需要选用两种或三种接地形式。

TN-C系统一般用于三相负荷基本平衡的一般企业,住宅用户绝大部分是单相用户,难以实现三相负荷的平衡,不应使用TN-C系统。TN-S系统应用较广(包括通信系统)I % \ M T V。TT系统也可以用于通信或机房等对用电要求较高的场所。IT系统用于煤矿等对防火有特殊要求的场所。

原理如下:

当系统发生单相短路故障时,TN系统相当于直接0 C ) U q O ; s {接地,不经过电源侧的接地电阻,回路阻抗小;TT系统回路相当于经过电源侧接地电阻,回路阻抗较大;IT系统因电源侧不接地或者经高阻抗接地,因此回路阻抗最大。

(1)TN-C系统正常工作时,PEN线上有不对称负荷电流通过,可能有三次谐波电流o S l $ U 2 O通过,在PEN线上产生的压降将呈现在与PEN线相连的用电设备外壳以及线路w N ; 9 8 , * M h的金属导管上。当发生PEN线断线、或PEN线连接P p p n | b Y k端子连接不牢v \ r 1、或相地短路故障时` I E t,会呈现较高的对地故障电压,且某一处的故障电压可沿PEN线窜至其它部位。

当电气设备外壳和金属套管上带上此危险电压,就可能出现一处或多处对地打火,产生电弧,引燃附j h )d x 1 K \ 9易燃物,造成火灾。此系统不很安全,一般用于三相负荷基本平衡的一般企业,住宅用户绝大部分是单相用户,难以实现三相负荷的平衡,不应使用TN-C系统。

TN-S系统正常工作,PE线上没有不平衡电流通过,与PE线相连的设备外壳不带电位,只是在接地故障时才带电位,因而上述E y x 3 p故障危险可大为减少。此系统应用较, m | ( 5 Y 1 c广(包括通信系统),但应确保接地保护装置动作的可靠性,E连接端子应连接牢固。

(2)TT系统设备金属外壳用单独接地极接地,与电源的接地无@ g V 7 I 6 y B 9直接联系,设备外壳是地电位,不会产生火花或电弧,因此较为安全。

另外,_ i J D ~ Q I e当电源侧或者电气装置发生接地故障是,其故障电压不会像TN系统沿着PE或PEN线在电气装置中传导和互窜,优于TN系统。

但当发生接地故障时,故障电流需通过设备接地电阻和电源接地电阻,回路阻抗较大,故障电流比TN系统小,降低了线路保护装置的灵敏感,随着漏电保护器的开发和应用,克服了TT系统保护电器不灵敏的弱点。

补充一点:TN系统内PE线系引自电源的中性点,当发生雷击引起的瞬态冲击过电压或者电网故障引起的工频过电压c d ( E q时,相线和PE线电位同时升高,电气装置绝缘承受对地过电压幅度较小;而TT系统中PE线直接引自大地,是大地的零电位,电气装置绝缘承受对地过电压很大,容易发生击穿等事故,应当采取措施防范。

(3)IT系统中电源中性点对地绝缘或经消弧线圈接地Q * b {。当发生接地故障时,故障电流为非故障相的对地电容电流,故S C f障电压不超过50V,不会产生电火花或电弧,一般场所不要求立即切除故障回路,只需发出报警信号,并在规定时间D J 0 K G L + I内消除故障,就能保证Q v 4 f } q ^了供电的可靠性。

因此IT系统用于煤矿等对防火有特殊要求的场所,但IT系统不宜配出中性线,另外对电源及用电设备耐压要求也较高。不能提供照明、控制等需要的220V电源,需要设置380/220V降压变压器来提供220V电源,使得线路结构复杂i N n .化。? 4 6

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