低壓配電系統(tǒng)的幾種接地形式TT、TN、IT

1、 1 引言低壓配電系統(tǒng)接地是十分重要的，它與采取什么樣的電擊防護(hù)措施，選用什么樣的保護(hù)裝置，這些防護(hù)措施怎樣實(shí)施，都與配電系統(tǒng)接地有關(guān)系。如果選擇不當(dāng)，不但不能實(shí)現(xiàn)所要求的保護(hù)，反而會(huì)降低供電系統(tǒng)的可靠性。在我國的電網(wǎng)中TN、TT、IT并存使用，但同時(shí)也存在著許多不足和缺陷，給人身安全帶來一定的威脅。為了提高低壓配電系統(tǒng)安全用電水平，人們發(fā)現(xiàn)漏電保護(hù)裝置(RCD)的應(yīng)用在很大程度上彌補(bǔ)了這些缺陷，從而防止觸電和火災(zāi)事故的發(fā)生，大幅度提高安全用電水平。為此本文先分析配電系統(tǒng)接地的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，然后介紹在不同的配電系統(tǒng)接地下正確安裝使用漏電保護(hù)裝置的必要性，使漏電保護(hù)裝置在不同的配電系統(tǒng)接地中

2、能夠有效和正確安裝使用。  2 配電系統(tǒng)接地形式 接地形式分為TN、TT、IT三大類，系統(tǒng)特性以符號(hào)表示，字母含義為：第一個(gè)字母表示電源與地的關(guān)系?！癟”表示在某一點(diǎn)上牢固接地;“I”表示所有帶電零件與地絕緣或某一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。第二個(gè)字母表示電氣設(shè)備外殼與地的關(guān)系?！癟”表示外殼牢固的接地，且與電源接地?zé)o關(guān)，“N”表示外殼牢固地接到系統(tǒng)接地點(diǎn)。其后的字母表示電網(wǎng)中中性線與保護(hù)線的組合方式?！癈”表示中線與保護(hù)線是合一的(PEN線);“S”表示中性線與保護(hù)線是分開的。 2.1 TN系統(tǒng) TN系統(tǒng)的電源端有一個(gè)直接接地點(diǎn)，并引出N線，屬三相四線制系統(tǒng)。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼通過保護(hù)線與該點(diǎn)直

3、接連接，俗稱保護(hù)接零。按照系統(tǒng)中中性線與保護(hù)線的不同組合方式，又分為如下三種形式。 (1) TNC系統(tǒng) 整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合一的，稱為TNC系統(tǒng)，如圖1。由于投資較少，又節(jié)約導(dǎo)電材料，因此在過去我國應(yīng)用比較普遍。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或只有單相用電設(shè)備時(shí)，PEN線上有正常負(fù)荷電流流過，有時(shí)還要通過三次諧波電流，其在PEN線上產(chǎn)生的壓降呈現(xiàn)在用電設(shè)備外殼上，使其帶電位，對(duì)地呈現(xiàn)電壓。正常工作時(shí)，這種電壓視情況為幾伏到幾十伏，低于安全電壓50V，但當(dāng)發(fā)生PEN線斷或相對(duì)地短路故障時(shí)，使PEN線電位升高，其對(duì)地電壓大于安全電壓，使觸電危險(xiǎn)加大。同時(shí)，同一系統(tǒng)內(nèi)PEN線是相通的，故障電壓會(huì)沿PEN線

4、傳至其它未發(fā)生故障處，可能會(huì)引起新的電氣故障，另外由于該系統(tǒng)全部用PEN線作設(shè)備接地，它無法實(shí)現(xiàn)電氣隔離，不能保證電氣檢修人身安全，在國際上基本不被采用，名存實(shí)亡。 (2) TNS系統(tǒng) 整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是分開產(chǎn)的，稱為TNS系統(tǒng)，如圖2。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于PE線在正常情況下不通過負(fù)荷電流，它只在發(fā)生接地故障時(shí)才帶電位，因此不會(huì)對(duì)接地PE線上其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，所以這種系統(tǒng)適用于數(shù)據(jù)處理，精密檢測(cè)裝置等使用。在N線斷線也并不影響PE線上設(shè)備的防止間接觸電安全，這種系統(tǒng)多作于環(huán)境條件較差，對(duì)安全可靠性要求較高及設(shè)備對(duì)電磁干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。但是這種系統(tǒng)不能解決對(duì)地故障電壓蔓延和相對(duì)地短路

5、引起中性點(diǎn)電位升高等問題。  (3) TNCS系統(tǒng) 系統(tǒng)中的中性線與保護(hù)線先是合一的，然后又分開稱為TNCS系統(tǒng)，如圖3。PEN分為PE線和N線后，不能再與PE線合并或互換，否則它們是TNC系統(tǒng)。這種系統(tǒng)兼有TNC系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)的特點(diǎn)，電源線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又保證一定安全水平，常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差或有數(shù)據(jù)處理等設(shè)備的場(chǎng)所，因PE線帶有前端PEN線上某種程度電壓，這樣設(shè)備外殼就帶上電壓，人體接觸后有電擊的可能。 2.2 TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)的電源端有一個(gè)直接接地點(diǎn)，也引出N線，屬三相四線制系統(tǒng)。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接，俗稱保護(hù)接地。如圖4，這個(gè)接地點(diǎn)與電源端接地點(diǎn)是

6、沒有關(guān)連的，該系統(tǒng)由于所有設(shè)備的外殼是經(jīng)各自的PE線分別直接接地的，各自的PE線間無電磁聯(lián)系，因此也適用于對(duì)數(shù)據(jù)處理，精密檢測(cè)裝置等供電，這樣就杜絕了危險(xiǎn)故障電壓沿PE線傳到其它未發(fā)生故障處。而TN系統(tǒng)由于PE(PEN)線相通的，查找接地故障的原因、地點(diǎn)比較難，因此TT系統(tǒng)被供電部門規(guī)定為給城市公用低電網(wǎng)向用戶供電的接地系統(tǒng)，但是這種接地保護(hù)系統(tǒng)在某些情況下，也并不能保證安全，當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣損壞或發(fā)生相對(duì)地短路故障時(shí)，將使設(shè)備的外殼帶電。如果人體觸及帶電外殼時(shí)，因人體接觸電阻(平均為2000)遠(yuǎn)大于保護(hù)接地電阻，因此這部分單相短路電流通過接地裝置引入大地，通過人體的電流比較小，從而減少了人

7、體觸電的危險(xiǎn)性。若中性點(diǎn)接地電阻RN=4，設(shè)備外殼與大地之間的電阻RD=4，則故障電流ID=27.5A而一般情況下RD很難做到4，假若RD=711,，則ID=14.720A，由于這么小的單相接地短路電流不足以使線路中的斷路器動(dòng)作，故障電壓持續(xù)存在，設(shè)備外殼電壓也持續(xù)存在，要想把ED控制在50以下，則RD必須小于1.2。要想使用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)這樣小的接地電阻是困難的。由此只能選用漏電保護(hù)裝置，并可降低接觸電阻Rd的要求。  2.3 IT系統(tǒng) IT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗(約1000)接地且通常不引出N線，為三相三線制系統(tǒng)，習(xí)慣稱為不接地系統(tǒng)。系統(tǒng)中的用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接，

8、如圖5。用電設(shè)備外殼經(jīng)各自的PE線直接接地，PE線間無電磁聯(lián)系，適用于數(shù)據(jù)處理精密檢測(cè)裝置供電。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，所有三相用電設(shè)備仍可暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，另兩相對(duì)地電壓將由相電壓升高到線電壓。當(dāng)接地電流大于發(fā)生電弧的最小燃弧電流時(shí)，會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成火災(zāi)等危險(xiǎn)，人觸及會(huì)造成人身事故。因此對(duì)IT系統(tǒng)來說，應(yīng)裝絕緣監(jiān)察裝置，以此來達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的。   3 漏電保護(hù)裝置在不同的接地形式下的安裝使用 對(duì)TN系統(tǒng)中裝漏電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)使設(shè)備的外殼與保護(hù)中性線(即PEN線)的連接必須在漏電保護(hù)裝置的電源側(cè)，若保護(hù)線PE接在漏電保護(hù)的負(fù)載側(cè)，則因漏電故障電流的整個(gè)回路均穿過漏電保護(hù)裝置而

9、檢測(cè)不出來，漏電保護(hù)裝置不動(dòng)作，同時(shí)漏電保護(hù)裝置的負(fù)載側(cè)不能設(shè)置重復(fù)接地，如有重復(fù)接地，會(huì)使在無故障情況下發(fā)生誤動(dòng)作。 TNC系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)裝置前，N線PE線要分開，這就變成TNCS系統(tǒng)。 TNCS系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)裝置時(shí)，必須將相線和N線一同穿過漏電保護(hù)裝置的零序電流互感器，這就應(yīng)選用2極或4極漏電保護(hù)裝置。對(duì)TT系統(tǒng)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置時(shí)，要認(rèn)真檢查線路上重復(fù)接地設(shè)施。在漏電保護(hù)裝置的負(fù)載側(cè)不能設(shè)置重復(fù)接地，否則將造成漏電保護(hù)裝置的誤動(dòng)和失效。在分級(jí)保護(hù)方案中尤應(yīng)注意這一問題。因?yàn)橹貜?fù)接地對(duì)末端漏電保護(hù)裝置來說為電源側(cè)，但對(duì)前一級(jí)的漏電保護(hù)則為負(fù)載側(cè)。對(duì)IT系統(tǒng)，因系統(tǒng)對(duì)地是絕緣的，電氣設(shè)備發(fā)漏電故障時(shí)其外殼對(duì)地電壓很小，達(dá)不到危險(xiǎn)電壓，故不必裝漏電保護(hù)裝置。供電的基本方式的使用范圍：3.1TN-S:適宜大中公共建筑中的配電系統(tǒng)。3.2TN-C:適宜三相負(fù)荷平衡以及未裝設(shè)剩余電流保護(hù)器的配電系統(tǒng)。3.3TN-C-S:適宜小區(qū)居民住宅樓的配電系統(tǒng)。3.4TT:是地區(qū)供電部門規(guī)定采用的配電