TNCTNS和TNCS三種系統(tǒng)

1、有關(guān)TN-G TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)常見問題及解答1 . 14我國在給一排靠墻布置的設(shè)備以 TN-C系統(tǒng)配電時(shí)，將三根相線架空走線，而 PEN 線則用不絕緣的扁鋼沿墻腳明敷。這一做法妥否？不妥。這一做法使PE線遠(yuǎn)離相線，降低了過電流防護(hù)電器對接地故障的動(dòng)作靈敏度，而不 絕緣的PENtfe中的中性線上的對地電位又將產(chǎn)生雜散電流，所以這一布線方式對保護(hù)接地 是十分不妥的。保護(hù)接地的設(shè)置還有許多要求，在下面的問答中將逐一敘述。1 . 15我國原采用的接零系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、不接地系統(tǒng)、零線等術(shù)語為什么被廢止不用而 改用TN-C TN-S、TN-C-S、TT、IT等接地系統(tǒng)和中l(wèi)性線、PE線、PE

2、N等術(shù)語？被廢止的術(shù)語是20世紀(jì)50年代采用前蘇聯(lián)電氣規(guī)范時(shí)用的術(shù)語。大家知道由于用電技術(shù) 的發(fā)展，IEC標(biāo)準(zhǔn)將接地系統(tǒng)科學(xué)細(xì)微地進(jìn)行了劃分，前蘇聯(lián)的“接零系統(tǒng)”僅是 IEC標(biāo) 準(zhǔn)中TN系統(tǒng)之一的TN-C系統(tǒng)，顯然“接零系統(tǒng)”這一術(shù)語不能說明全部 TN系統(tǒng)的內(nèi)涵。 又如前蘇聯(lián)規(guī)范內(nèi)的“接地系統(tǒng)”就是IEC標(biāo)的TT系統(tǒng)，但是“接零系統(tǒng)”也需接地，何 嘗不是接地系統(tǒng)？這樣在概念上就十分模糊不清。又如“零線”這一術(shù)語前蘇聯(lián)規(guī)范定義為接地的中性線，還要求零線作重復(fù)接地，它實(shí)際只是指TN-C系統(tǒng)中的PENtfe。由于零線的概念不清，原本不應(yīng)重復(fù)接地的中性線被錯(cuò)誤地重復(fù)接地，產(chǎn)生雜散電流而導(dǎo)致許多不 應(yīng)有

3、的事故。名不正則言不順，由于術(shù)語不嚴(yán)謹(jǐn)導(dǎo)致的技術(shù)錯(cuò)誤不勝枚舉。為此這些過時(shí) 的術(shù)語在我國已停止使用，但由于建筑電氣技術(shù)對外交流溝通不夠，我國有些國家標(biāo)準(zhǔn)和 部頒標(biāo)準(zhǔn)的電氣規(guī)范仍在因循舊習(xí)使用這些舊術(shù)語，在執(zhí)行這些規(guī)范時(shí)應(yīng)加注意以免被誤 導(dǎo)。1 . 16請說明TN TT和IT這三種接地系統(tǒng)文字符號(hào)的含義。這些接地系統(tǒng)的文字符號(hào)的含義 是：？ 第一個(gè)字母說明電源的帶電導(dǎo)體與大地的關(guān)系，也即如何處理系統(tǒng)接地:T:電源的一點(diǎn)（通常是中性線上白一點(diǎn)點(diǎn)）與大地直接連接（T是“大地” 一詞法文Terre的第一個(gè)字母）。I :電源與大地隔離或電源的一點(diǎn)經(jīng)高阻抗（例如 1000 Q）與大地連接（I是“隔離” 一

4、詞 法文Isolation 的第一個(gè)字母）。第二個(gè)字母說明電氣裝置的外露導(dǎo)電部分與大地的關(guān)系，也即如何處理保護(hù)接地。T：外露導(dǎo)電部分直接接大地，它與電源的接地?zé)o聯(lián)系。N:外露導(dǎo)電部分通過與接地的電源中性點(diǎn)的連接而接地（ N是“中性點(diǎn)” 一詞法文Neutr e的第一個(gè)字母）。1 . 17 在TN系統(tǒng)中又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)，它們之間有何不同？IEC標(biāo)準(zhǔn)將IN系統(tǒng)按N線和PE線的不同組合又分為三種類型：TN-C系統(tǒng)一在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的（C是“合一” 一詞法文Comhine的第一個(gè)字 母）。注意，此處的全系統(tǒng)是從電源配電盤出線，處算起。下同。TN-S系統(tǒng)一在全系統(tǒng)

5、內(nèi)N線和PE線是分開的（S是“分開” 一詞法文Separe的第一個(gè)字 母）。TN-C-S系統(tǒng)一在全系統(tǒng)內(nèi)，通常僅在低壓電氣裝置電源進(jìn)線點(diǎn)前N線和PE線是合一的，電源進(jìn)線點(diǎn)后即分為兩根線。1 . 18 TN-C 系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 .18-1可知，TN-C系統(tǒng)內(nèi)的PENB兼起PE線和N線的作用，可節(jié)省一根導(dǎo)線，比 較經(jīng)濟(jì)。但從電氣安全著眼，這個(gè)系統(tǒng)存在以下問題。（l ）如系統(tǒng)為一個(gè)單相回路，當(dāng) PENB中斷時(shí)，設(shè)備金屬外殼對地將帶 220V的故障電壓, 電擊死亡的危險(xiǎn)很大，220V電壓傳導(dǎo)路徑如圖1 .18-2 虛線所示。(2)如PENa穿過剩余電流動(dòng)作保護(hù)器 RCD因接地故障電流產(chǎn)生

6、的磁場在 RCg互相抵消而使RCD巨動(dòng)作，所以在TN-C系統(tǒng)內(nèi)不能裝用RCM電擊。(3)進(jìn)行電氣維修時(shí)需用四極開關(guān)來隔斷中性線上可能出現(xiàn)的故障電壓的傳導(dǎo)。因PENII含有PE線而不允許被開關(guān)切斷，所以TN-C系統(tǒng)內(nèi)不能裝用四極開關(guān)來保證維修人員的安 全，見問答17.5。(4)PEN線因通過中性線電流產(chǎn)生電壓降，從而使所接設(shè)備的金屬外殼對地帶電位。此電位 可能在爆炸危險(xiǎn)場所內(nèi)打火引爆。按IEC標(biāo)準(zhǔn)易爆場所內(nèi)是不允許出現(xiàn) PEN線和采用TN-C 系統(tǒng)的。另外，帶電位的與地接觸的設(shè)備金屬外殼可在地內(nèi)產(chǎn)生雜散電流，在一定程度上 腐蝕地下金屬結(jié)構(gòu)和管道，為此IEC標(biāo)準(zhǔn)要求PENfe應(yīng)按可能遭受的最高電壓

7、加以絕緣。另外，由于PEN通過電流，各點(diǎn)對地電位不同，它也不得用于信息技術(shù)系統(tǒng)，以免各信 息技術(shù)設(shè)備地電位的不同而引起干擾。由于上述一些不安全因素，除維護(hù)管理水平較高的一般場所外，現(xiàn)時(shí)TN-C系統(tǒng)已很少采用。1 . 19 TN-S 系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 .19可知，在整個(gè)TN-S系統(tǒng)內(nèi)，PE線和N線被分為兩根線。除非施工安裝有誤， 除微量對地泄漏電流外，PE線平時(shí)不通過電流，也不帶電位。它只在發(fā)生接地故障時(shí)通過 故障電流，因此電氣裝置的外露導(dǎo)電部分對地平時(shí)幾乎不帶電位，比較安全，但它需在回 路的全長多敷用一根導(dǎo)線。TN-S系統(tǒng)適用于內(nèi)部設(shè)有變電所的建筑物。因?yàn)樵谟凶冸娝慕ㄖ飪?nèi)為TT

8、系統(tǒng)分開設(shè)置在電位上互不影響的系統(tǒng)接地和保護(hù)接地是比較麻煩的。即使將變電所中性線的系統(tǒng)接 地用絕緣導(dǎo)體引出另打單獨(dú)的接地極， 但它和與保護(hù)接地PE線連通的戶外地下金屬管道問 的距離常難滿足要求。而在此建筑物內(nèi)如采用 TN-C-S系統(tǒng)時(shí).，其前段PENa上中性線電 流產(chǎn)生的電壓降將在建筑物內(nèi)導(dǎo)致電位差而引起不良后果，例如對信息技術(shù)設(shè)備的干擾。 因此在設(shè)有變電所的建筑物內(nèi)接地系統(tǒng)的最佳選擇是TN-S系統(tǒng)，特別是在爆炸危險(xiǎn)場所，為避免電火花的發(fā)生，更宜采用 TN-S系統(tǒng)。1 . 20 TN-C-S 系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 20可知，TN-C-S系統(tǒng)自電源到另一建筑物用戶電氣裝置之間節(jié)省了一

9、根專用的PE線。這一段PENJI上的電壓降使整個(gè)電氣裝置對地升高 UPEN勺電壓，但由于電氣裝置 內(nèi)設(shè)有總等電位聯(lián)結(jié)，且在電源進(jìn)線點(diǎn)后PE線即和N線即分開，而PE線并不產(chǎn)生電壓降， 整個(gè)電氣裝置對地電位都是 UPEN在裝置內(nèi)并沒有出現(xiàn)電位差，因此不會(huì)發(fā)生TN-C系統(tǒng) 的種種電氣不安全因素。在建筑物電氣裝置內(nèi)，它的安全水平和TN-S系統(tǒng)是相仿的。就信息技術(shù)設(shè)備的抗干擾而言，因?yàn)樵诓捎肨N-C-S系統(tǒng)的建筑物內(nèi)同一信息系統(tǒng)內(nèi)的信息 技術(shù)設(shè)備的“地”即其金屬外殼，都是連接只通過正常泄漏電流的PE線的，PE線上的電壓降很小，所以TN-C-S系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)一樣都能使各信息技術(shù)設(shè)備取得比較均等的參考

10、電位而減少干擾。但就減少共模電壓干擾而言 TN-C-S系統(tǒng)內(nèi)的中性線和PE線是在低壓電 源進(jìn)線處才分開，不像TN-S系統(tǒng)在變電所出線處就分開，所以在低壓用戶建筑物內(nèi)TN-C-S系統(tǒng)內(nèi)中性線對PE線的電位差或共模電壓小于TN-S系統(tǒng)。因此對信息技術(shù)設(shè)備的抗共 模電壓干擾而言TN-C-S優(yōu)于TN-S系統(tǒng)。綜上所述可知，當(dāng)建筑物以低壓供電如果采用TN系統(tǒng)時(shí)宜采用TN-C-S系統(tǒng)而不宜采用TN-S系統(tǒng)。一些發(fā)達(dá)國家就是這樣做的。1 . 21 TT 系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 21可知，竹系統(tǒng)的電氣裝置的保護(hù)接地各有其自己的接地極。正常時(shí)裝置內(nèi)的外露導(dǎo)電部分為地電位，電源側(cè)和各裝置出現(xiàn)的故障電壓不

11、互竄。但發(fā)生接地故障時(shí)因故障 回路內(nèi)包含兩個(gè)接地電阻 RA和RR故障回路阻抗較大，故障電流較小，一般不能用過電 流防護(hù)兼作接地故障防護(hù)。因此為防人身電擊事故必須裝用RC球快速切斷電源。從圖1 . 21也可知，TT系統(tǒng)的中性線除在電源的一點(diǎn)作系統(tǒng)接地外，為防雜散電流的產(chǎn) 生不得在其他處再接地。我國有些供電部門不理解IEC標(biāo)準(zhǔn)，要求用戶在電源進(jìn)線處除圖示RA的保護(hù)接地外，還仿照過去的TN-C系統(tǒng)，將TT系統(tǒng)的中性線作重復(fù)接地，認(rèn)為可借 TT系統(tǒng)中的接地通路，防范中性線中斷（俗稱“斷零”）引起的三相四線系統(tǒng)中燒壞大量單相用電設(shè)備的事故，殊不知由于大地通路與中性線通路的阻抗值相差懸殊，這一措施在理論上

12、就不成立（這在問答16.4中將予說明）。相反，中性線的重復(fù)接地卻可產(chǎn)生雜散 電流而引起種種事故，對供電部門這一不當(dāng)要求在電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝中應(yīng)予注意。TT系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)電氣設(shè)備或各組電氣設(shè)備可各有自己的接地極和PE線。各PE線之間在電氣上沒有聯(lián)系。這樣在TT系統(tǒng)供電范圍內(nèi)的接地故障電壓就不會(huì)像 TN系統(tǒng)那樣通過PE線的導(dǎo)通而傳導(dǎo)蔓延，導(dǎo)致一處發(fā)生接地故障，多處發(fā)生電氣事故，必須在各處設(shè)置等電位聯(lián)結(jié) 或采取其他措施來消除這種傳導(dǎo)電壓導(dǎo)致的事故。因此TT系統(tǒng)較適用于無等電位聯(lián)結(jié)的戶外場所，例如農(nóng)場、施工場地、路燈、庭園燈、戶外臨時(shí)用電場所等。1 . 22 IT 系統(tǒng)較適用于哪些場所？從圖1 . 22可

13、知，IT系統(tǒng)的電源端不做系統(tǒng)接地，在發(fā)生第一次接地故障時(shí)由于不具備 故障電流返回電源的通路，其故障電流僅為兩非故障相對地電容電流的相量和，其值甚小，因此在保護(hù)接地的接地電阻RA上產(chǎn)生的對地故障電壓很低，不致引發(fā)電擊事故。所以發(fā)生 第一次接地故障時(shí)不需切斷電源而使供電中斷。但它一般不引出中性線，不能提供照明、 控制等需用的220V電源，且其故障防護(hù)和維護(hù)管理較復(fù)雜，加上其他原因，使其應(yīng)用受到 限制b它適用于對供電不間斷和防電擊要求很高的場所，在我國規(guī)定礦井下、鋼鐵廠以及 醫(yī)院手術(shù)室等場所采用IT系統(tǒng)。發(fā)達(dá)國家電氣安全要求高，諸如玻璃廠、發(fā)電廠的廠用電、 鋼鐵廠、化工廠、爆炸危險(xiǎn)場所、重要的會(huì)議大

14、廳的安全照明、計(jì)標(biāo)機(jī)中心以及高層建筑 的消防應(yīng)急電源、重要的控制回路等都采用 IT系統(tǒng)。我國對IT系統(tǒng)不甚了解，還不習(xí)慣 采用IT系統(tǒng)，很少應(yīng)用。這從一個(gè)側(cè)面說明我國建筑電氣與發(fā)達(dá)國家水平上的差距。1 . 23巖石山洞內(nèi)對不間斷供電無要求的一股電氣裝置打低阻值的系統(tǒng)接地十分困難，是否可采用IT系統(tǒng)？這是一個(gè)適于采用IT系統(tǒng)的一個(gè)特例。IT系統(tǒng)本不需作系統(tǒng)接地，這就免除了在巖石洞 里打低阻值系統(tǒng)接地的麻煩。由于IT系統(tǒng)的接地故障電流十分小，防電擊的保護(hù)接地的接 地電阻較大時(shí)也能滿足接觸電壓小于 50V的要求。既然電氣裝置對不間斷供電無要求，它 就可以引出中性線來提供220V用電電壓，不需裝設(shè)昂貴

15、的絕緣監(jiān)測器，在發(fā)生第一次接地 故障時(shí)就報(bào)警來及時(shí)排除故障。如果發(fā)生了中性線接地故障而不報(bào)警，止匕， IT系統(tǒng)不過是轉(zhuǎn)變?yōu)榘碩T系統(tǒng)或TN系統(tǒng)來運(yùn)作。需注意在回路的首端必須安裝額定剩余電流動(dòng)作值 n不大于30mAi勺R(shí)DD用以在發(fā)生第二次接地故障時(shí)切斷電源。附帶說明，有的北歐國 家出于同樣的考慮，在地區(qū)公用電網(wǎng)內(nèi)也采用了IT系統(tǒng)。1 . 24 TN 系統(tǒng)和TT系統(tǒng)孰優(yōu)孰劣？各種接地系統(tǒng)各有短長，我國國家標(biāo)準(zhǔn)接地規(guī)范不區(qū)分具體情況，規(guī)定：”在中性點(diǎn)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(hù)，即接零”是不妥當(dāng)?shù)摹N系統(tǒng)有優(yōu)于竹系統(tǒng)之處，例如：(1)TN系統(tǒng)往往可利用保護(hù)線路絕緣的

16、過電流防范電器兼作接地故障防護(hù)，比較簡單，而TT系統(tǒng)通常需裝設(shè)RCD乍接地故障防護(hù)，比較復(fù)雜。(2)TN系的PE線自中性線分支引出，發(fā)生對地過電壓時(shí)，設(shè)備絕緣承受的應(yīng)電壓( Voltag e Stress )較??；而TT系統(tǒng)的PE線引自就地的零電位的接地極，設(shè)備對地絕緣較易受過 電壓損害。TN系統(tǒng)有遜于TT系統(tǒng)之處，例如：(l )在同一變壓器供電范圍的TN系統(tǒng)內(nèi)PE線都是連通的，任一處發(fā)生接地故障，其故障 電壓可沿PE線傳導(dǎo)至他處而可能引起危害；而在 TT系統(tǒng)內(nèi)，可視情況就地設(shè)置電氣上互 不聯(lián)系的單獨(dú)的接地極和 PE線，消除或減少故障電壓的蔓延。因此 TN系統(tǒng)必須作等電位 聯(lián)結(jié)來消除沿PE線傳

17、導(dǎo)來的故障電壓的危害，因此一般不適用于無等電位聯(lián)結(jié)的戶外場 所；而TT系統(tǒng)則可適用于戶外場所。2 2) TT系統(tǒng)可就地接地引出PE線，而TN系統(tǒng)則需自電源端引來PE線，因此TN系統(tǒng)設(shè)置 PE線的投資往往較大。世上沒有最好的接地系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)具體情況選用合適的接地系統(tǒng)。1.25TN-C-S系統(tǒng)的PENJI在建筑物電源進(jìn)線處應(yīng)先接中性線母排，還是先接PE線母排？IEC標(biāo)準(zhǔn)要求TN-C-S系統(tǒng)在電源進(jìn)線處(例如總配電箱處)PEN線必須先接PE母排，然后 通過一連接板(線)接中性線母排，如圖 1 . 25所示。這是因?yàn)槿绻B接板(線)導(dǎo)電不PE良，中性線電路不通，設(shè)備不工作，故障可及時(shí)發(fā)現(xiàn)加以修復(fù)，不致

18、發(fā)生電氣事故。如N線先接中性線母排，如果連接板導(dǎo)電不良，則這時(shí)整個(gè)裝置內(nèi)的設(shè)備都失去 PE線的接地， 而設(shè)備仍工作正常，存在的不接地隱患將不被發(fā)現(xiàn)，這對人身安全是十分不利的，而人身 安全則是頭等重要的。1 . 26 “三相五線制”是否就是 TN-S系統(tǒng)？否?！叭辔寰€制”是我國建筑電氣技術(shù)中的一個(gè)錯(cuò)誤的名詞。IEC標(biāo)準(zhǔn)對低壓配電系統(tǒng)有兩種獨(dú)立的分類體系：一是解答1 .16中所述的接地系統(tǒng)分類；二是按配電系統(tǒng)中的相 數(shù)和帶電導(dǎo)體數(shù)進(jìn)行的分類，它被稱作帶電導(dǎo)體系統(tǒng)分類。所謂帶電導(dǎo)體是指正常工作時(shí) 通過負(fù)載電流的相線和中性線，而不是指不帶負(fù)載電流的PE線。圖1 . 26所示為常見的幾種帶電導(dǎo)體系統(tǒng)。以我國通用的220/380V配電系統(tǒng)為例，圖1 . 26(a )為220V單相兩線系統(tǒng)，例如給一 套住宅