低压电力系统中中性点的接线行方式及其重要性(7页).doc

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1、-低压电力系统中中性点的接线行方式及其重要性-第 7 页附上一篇文章：请参考低压电力系统中中性点的接线行方式及其重要性低压电力系统中，变压器的中性点是接地运行的，它涉及技术、经济、安全等多个方面。中性线就是从星形接法的三相绕组的中性点N引出的导线。三相四线制电源对于三相对称负载可以接成三相三线制不需要中性线，可在现实中，由于照明、动力等混合负荷供电，三相负荷往往不能平衡，便不能接成三相三线制，而必需接成三相四线制，且还应尽量使中性线阻抗等于或接近零。在三相四线制线路的干线上，中性线中的电流不能超过额定值的四分之一；正确选择中性线截面，中性线截面不能小于相线截面的二分之一，单相供电线路中，中性线

2、截面应和相线相同；尽量减少线路途中的中性线接头，中性线的连接须牢固可靠，若铜线、铝线相接时，应使用铜铝过渡夹，并加强巡查和维护，发现有接头打火或接触不良时，应及时处理，平时还应经常进行检查，避免中性线接触不良等问题的发生，保证中性线在任何时候都不能断开；不能在中性线上安装开关，更不允许装设熔断器，以确保安全供、用电。这是因为当中性线存在时，负载的相电压对称总是等于电源电压的相电压，这里中性线起着迫使负载相电压对称和不变的作用。因此，当中性线的阻抗等于零时，即使负载不对称，但各相的负载电压仍然是对称的，各相负载的工作彼此独立，互不影响，即使某一相负载出了故障，另外的非故障的负载照常可以正常工作。

3、只是与对称负载不同的地方就是各相电流不再对称，中性线内有电流存在，所以中性线不能去掉。当中性线因故障断开了，这时虽然电压仍然对称，但由于没有中性线，负载的相电压不对称了，造成有的负载的相电压偏高，有的负载相电压偏低，可能使有的负载因电压偏高而损坏，有的负载因电压偏低而不能正常工作。详述如下一、建筑工程供电系统建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制、三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定，称为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。下面内容就对各种供电系统做一个扼要的介绍。TT系统TN-C供电系统T

4、N系统TN-SIT系统TN-C-S(一)工程供电的基本方式根据IEC规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT、TN和IT系统，分述如下。(1)TT方式供电系统TT方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT系统。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图1-1所示。这种供电系统的特点如下。1)当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但

5、是，低压断路器(自动开关)不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。2)当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此TT系统难以推广。3)TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。现在有的建筑单位是采用TT系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量，如图1-2所示。图中点画线框内是施工用电总配电箱，把新增加的专用保护线PE线和工作零线N分开，其特点是：共用接地线与工作零线没有电的联系；正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；TT系统适用于接地保护占很分散的地方。(2

6、)TN方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。它的特点如下。1)一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。2)TN系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比TT系统优点多。TN方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。(3)TN-C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示，如图

7、1-3所示。这种供电系统的特点如下。1)由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。2)如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。3)如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。4)TN-C系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。5)TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。(4)TN-S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-

8、S供电系统，如图1-4所示，TN-S供电系统的特点如下。1)系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。2)工作零线只用作单相照明负载回路。3)专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关。4)干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。5)TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”(电通、水通、路通和地平必须采用TN-S方式供电系统。(5)TN-

9、C-S方式供电系统在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线，如图1-5、1-6所示。这种系统称为TN-C-S供电系统。TN-C-S系统的特点如下。图1-5TN-C-S方式供电系统1-6工地总配电箱分出PE线1)工作零线N与专用保护线PE相联通，如图1-5ND这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。D点至后面PE线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于ND线的负载不平衡的

10、情况及ND这段线路的长度。负载越不平衡，ND线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地，如图1-6所示。2)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。3)对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外，其他各分箱处均不得把N线和PE线相联，PE线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作PE线。通过上述分析，TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN-C-S系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、

11、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用TN-S方式供电系统。(6)IT方式供电系统I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护，如图1-7所示。IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。从

12、图1-8可见，在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。(二)供电线路符号小结1)国际电工委员会(IEC)规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力(电源)系统对地关系。如T表示是中性点直接接地；I表示所有带电部分绝缘。2)第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如T表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系；N表示负载采用接零保护。3)第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如C表示工作零线与保护线是合一的，如TN-C；S表示工作零线与保护线是严格分开的

13、，所以PE线称为专用保护线，如TN-S。一、历史回顾关于TNC接地型式的来由，与建国后到八十年代初国内工厂设计和民用建筑设计的做法问题。1949年，建国前，220/380伏低压配电系统中，我国以上海、天津为代表曾采用接地保护TT系统，但在建国后的工业和民用建筑中则广泛采用接零保护了TN系统。这在当时的保护电器只有初级的熔断器和只有短路保护的自动开关的条件下，TN系统的单相接地短路电流和相同条件下的TT系统相比，要增大五倍以上，单相接地短路电流大，有利于保护装置的快速动作，从而提高了导速切断电源的条件，即提高了安全程度，这不能不说是正确的。在五十年代到八十年代初期，国内有关设计规程，普遍推存“接

14、零保护”TN系统。在工厂设计中，正确环境下的三相负荷平衡的动力设备的用电车间，为了节约有色金属这是当年国家规定的技术政策，甚至有用吊车钢轨或穿线钢管作“零线”的做法。但是别忘了，规程规定除了“工作接地”的要求外，还有必须进行“保护接地”的要求，如配电屏、开关柜、配电箱和用电设备的金属外壳等。即一般情况下，从车间变电所的接地点引出保护接地干线，此接地干线通常是404扁钢沿墙离地面30厘米处明敷，成环形绕厂房一周，多跨厂房中间沿柱暗敷，在柱处明敷，车间内所有用电设备如配电箱、机床的金属外壳用254扁钢与接地干线焊接处连接，所以它实际上是TNS型式。在没有变电所的车间，此保护接地是从电源进户处的重复

15、接地点引出的，TNCS型式。真正的TNC型式在车间照明回路和民用建筑中比较普遍。广大的民用住宅，由于当年的家用电器很少，一般只有照明灯和少量的电风扇、电子管收音机等，它们由于挂高或无金属外壳，触电机会少，而且每户住宅面积不大，用电回路设备容量很小，其单相回路熔断器的熔体电流一般为24安，所以它具有一定的安全和可靠程度。低压配电系统的接地型式与安全问题，在以往多年间，国内外都曾进行过长期的探讨、试验，国际电工委员会1977年通过的建筑电气装置标准总结了世界各国的低压配电系统的接地做法，才正式统一划分为TN、TT、IT三种接地系统，而且根据不同的做法，在TN系统中又有TNS、TNC、TNCS三种型

16、式。在1982年的IEC364441标准中，进一步明确了一些具体做法和保护措施的具体要求。对故障情况下的电击保护间接接触保护总的要求，不论其系统的接地型式如何，必须共性考虑的两条措施：1.用自动切断供电的保护；2.总等电位联结。而且更明确的提出其保护措施；第一要与系统的接地型式相配合；第二要与保护装置的特性相适应。对于允许长时间维护的最大预计接触电压通秒电压极限UL，正常环境下，规定为50伏交流有效值我国老规程为65伏。这些条文我国现行的相关电气规程中，均已采用。这时还应说明一点，TN系统中，接照IEC3643标准的原文“TN电力系统有一个直接接地点”，但这个接地点是一个还是多个呢从我国实际情

17、况看，电力部门的规程中，TN系统都强调中性线重复接地，因此在有关技术要求中，只提“有直接地点”，而不提“一点”或“多点”。二、关于TNC接地型式存在不够安全的问题这方面从八十年代以来论述诸多，概括起来就是：1.配电线路过长，以及保护装置选择不当或其保护性能不完善，单相短路电流不足以使保护装置正确的可靠地切断电源的情况下，电源中心点和接保护中性线PEN线的设备的外壳均会长时间带有危险电位。即使是进户处有重复接地，虽对降低接触电压有一定作用，但仍免不了其危险性。2.架空相线断落接地，如断线处接地电阻阻值大，由短路电流小，不能使保护装置动作，中性线N线电位在50伏以下时，不会危及人身安全，但断线接地

18、点的电位较高，危险的部分是接地点周围。若接地点的电阻值甚小，则接地点电位较低而变压器中心点和N线以及接PEN线的设备外壳均带有危险电位。即使有重复接地或者是TNS型式都消除不了这种危险。唯一的办法是降低变压器中性点的接地电阻值到1欧以下。3.N线断线1）断线后的接PEN线的设备外壳都处于高电位。2）如三相负载不平衡，则其负载侧中性点偏移，各相电压不对称，导致某一相或两相以上所接用设备烧毁。这是经常听到的屡见不鲜的现象。即使断线的负载侧有重复接地，也只能使其危害程度减轻。4.用电的三相负荷不平衡和有三次谐波电流。N线上将有较大的电流，从而使N线和接PEN线的设备外壳呈现较高电位，产生手触电气设备

19、外壳的麻电现象。除此之外，更为值得人们关注的是：从五十年代到八十年代初我国绝大多数民用建筑中，尤其是居民住宅，接地系统以TNC型式单相两线入户的诸多。随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，家用电器多了，用电安全问题突出。例如许多家用电器是以保护接地线的单相三级插头，单相220伏三极插座接地极如何接线曾在各地作过调查：有的不接线，有的将它与N线极相连，也有的接出一根导线接到PEN线上或者接地附近的自然接地体上。这就是导致使用中存在有不安全因素。1.有的用户将某一用电设备例如洗衣机的插座接地极引出导线接地自来水管上，而其他用电设备例如电风扇、电饭锅等的插座把接地极与N极连接在一起，这就出现了TN保护和TT保护共一系统的情况。这是不安全的，也是规程所不允许的。规程规定：“由同一台发电机、同一台变压器或同一段母线供电的低压线路，不宜采用TN、TT两种保护方式”。因为其中有一台用电设备单相接地碰壳，保护装置没有动作，其他设备的外壳都会呈现危险电压。2.住宅中的相线和N线，常有不熟练的人例如户主去修理线路，很容易将相线和N线接错，使接PEN线的设备外壳带电而引起事故。