低壓配電系統(tǒng)TN、TT、IT 的比較

低壓配電系統(tǒng)TN、TT、IT的比較

根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50054)的定義，將低壓配電系統(tǒng)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(diǎn)直接接地;I則表示電源變壓器中性點(diǎn)不接地(或通過高阻抗接地)。第二個大寫字母N表示電氣設(shè)備的外殼與系統(tǒng)的接地中性線相連。T表示電氣設(shè)備的外殼直接接地，但和電網(wǎng)的接地系統(tǒng)沒有聯(lián)系;

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

TT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)

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

1、 TN系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的電源變壓器的中性點(diǎn)接地，根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類：即TN—S系統(tǒng)、TN—C系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)。下面分別進(jìn)行介紹。

1.1、TN—C系統(tǒng)

其特點(diǎn)是：電源變壓器中性點(diǎn)接地，保護(hù)零線(PE)與工作零線(N)共用。

(1)它是利用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線(零線)作為故障電流的回流導(dǎo)線，當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，故障電流經(jīng)零線回到中點(diǎn)，由于短路電流大，因此可采用過電流保護(hù)器切斷電源。TN—C系統(tǒng)一般采用零序電流保護(hù);

(2)TN—C系統(tǒng)適用于三相負(fù)荷基本平衡場合，如果三相負(fù)荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，再加一些負(fù)荷設(shè)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(shè)備機(jī)殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位;

(3)TN—C系統(tǒng)應(yīng)將PEN線重復(fù)接地，其作用是當(dāng)接零的設(shè)備發(fā)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(tǒng)存在以下缺陷：

(1)當(dāng)三相負(fù)載不平衡時，在零線上出現(xiàn)不平衡電流，零線對地呈現(xiàn)電壓。當(dāng)三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡時，觸及零線可能導(dǎo)致觸電事故。

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

(3)對接有二極漏電保護(hù)開關(guān)的單相用電設(shè)備，如用于 TN-C系統(tǒng)中其金屬外殼的保護(hù)零線，嚴(yán)禁與該電路的工作零線相連接，也不允許接在漏電保護(hù)開關(guān)前面的 PEN線上，但在使用中極易發(fā)生誤接。

(4)重復(fù)接地裝置的連接線，嚴(yán)禁與通過漏電開關(guān)的工作零線相連接。TN-S供電系統(tǒng)，將工作零線與保護(hù)零線完全分開，從而克服了 TN-C供電系統(tǒng)的缺陷，所以現(xiàn)在施工現(xiàn)場已經(jīng)不再使用TN-C系統(tǒng)。

1.2、 TN—S系統(tǒng)

整個系統(tǒng)的中性線/工作零線(N)與保護(hù)線(PE)是嚴(yán)格分開的。

(1)當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護(hù)器切斷電源;

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

(3)TN—S系統(tǒng)PE線首末端應(yīng)做重復(fù)接地，以減少 PE線斷線造成的危險(xiǎn)。

(4)TN—S系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)、大型民用建筑。

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

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

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

(3)保護(hù)接零 PE線的材料及連接要求：保護(hù)零線的截面應(yīng)不小于工作零線的截面，并使用黃/綠雙色線。與電氣設(shè)備連接的保護(hù)零線應(yīng)為截面不少于 2.5mm 2的絕緣多股銅線。保護(hù)零線與電氣設(shè)備連接應(yīng)采用銅鼻子等可靠連接，不得采用鉸接;電氣設(shè)備接線柱應(yīng)鍍鋅或涂防腐油脂，保護(hù)零線在配電箱中應(yīng)通過端子板連接，在其他地方不得有接頭出現(xiàn)。

TN-S 供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。

1 )系統(tǒng)正常運(yùn)行時，專用保護(hù)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(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線 PE 上，安全可靠。

2 )工作零線 N只用作單相照明負(fù)載回路。

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

1.3、 TN—C—S系統(tǒng)

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

(1)當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼，同TN—S系統(tǒng);

(2)當(dāng)N線斷開，故障同TN—S系統(tǒng);

(3)TN—C—S系統(tǒng)中PEN應(yīng)重復(fù)接地，而N線不宜重復(fù)接地。PE線連接的設(shè)備外殼在正常運(yùn)行時始終不會帶電，所以TN—C—S系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。施工現(xiàn)場一般當(dāng)變臺距現(xiàn)場較遠(yuǎn)或沒有施工專用變壓器時采取TN—C—S系統(tǒng)。

2、 TT供電系統(tǒng)

電源中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分用PE線接到接地極(此接地極與中性點(diǎn)接地沒有電氣聯(lián)系)

在采用此系統(tǒng)保護(hù)時，當(dāng)一個設(shè)備發(fā)生漏電故障，設(shè)備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護(hù)開關(guān)的動作，對人和設(shè)備有危害。為消除 TT系統(tǒng)的缺陷，提高用電安全保障可靠性，根據(jù)并聯(lián)電阻原理，特提出完善 TT系統(tǒng)的技術(shù)革新。技術(shù)革新內(nèi)容是：用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線(簡稱 PT線)，并聯(lián)總配電箱、分配電箱、主要機(jī)械設(shè)備下埋設(shè)的 4-5組接地電阻的保護(hù)接地線為保護(hù)地線，用綠/黃雙色線連接電氣設(shè)備金屬外殼。它有下列優(yōu)點(diǎn)：

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

2)PT線不與中性線相聯(lián)接，線路架設(shè)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(shè)置 PT線，有利于安全用電管理和節(jié)約導(dǎo)線用量。

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

3、IT系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接(或經(jīng)電阻接地)，而受電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分則通過保護(hù)線直接接地。

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

建設(shè)部新頒發(fā)的《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ59-99)規(guī)定：施工現(xiàn)場專用的中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中必須采用 TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)。因此，TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)在施工現(xiàn)場中得到了廣泛的應(yīng)用，但如果 PE線發(fā)生斷裂或與電氣設(shè)備未做好電氣連接，重復(fù)接地阻值達(dá)不到安全的要求，也同樣會發(fā)生觸電事故，為了提高 TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)的安全性，在此提出等電位聯(lián)接概念。所謂等電位聯(lián)結(jié)，是將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與系統(tǒng)外可導(dǎo)電部分(如混凝土中的主筋、各種金屬管道等)通過保護(hù)零線(PE線)作實(shí)質(zhì)上的電氣連接，使二者的電位趨于相等。應(yīng)注意差異，即等電位聯(lián)結(jié)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(lián)結(jié)的作用：

(1)總等電位聯(lián)結(jié)能降低預(yù)期接觸電壓;

(2)總等電位聯(lián)結(jié)能消除裝置外沿 PE線傳導(dǎo)故障電壓帶來的電擊危險(xiǎn)。因此施工現(xiàn)場也應(yīng)逐步推廣該技術(shù)。當(dāng)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(xiàn)場臨時用電必須嚴(yán)格按 JGJ46-88規(guī)范要求進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)置和漏電保護(hù)器的使用，嚴(yán)格履行施工用電設(shè)計(jì)、驗(yàn)收制度，規(guī)范管理，才能杜絕事故的發(fā)生。