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TN&TT


TN-S 系统重复接地分析: 现实生活中部分电气施工人员对 TN-S 系统中重复接地的有关问题及要求不 甚了解,在实际施工中出现一些问题。集中表现为:就 TN-S 系统的重复接地问 题中是对 N 线重复接地,还是对 PE 重复接地莫衷一是,提法不明确。 对于 TN-S 系统,重复接地就是对 PE 线的重复接地,分析如下: 1、如不进行重复接地,当 PE 断线时,系统处于既不接零也不接地的无保护 状态。而对其进行复重接地以后,当 PE 正常时,系统处于接零保护状态;当 PE 断线时,如果断线处在重复接地前侧,系统则处在接地保护状态。进行了重复接 地的 TN-S 系统具有一个非常有趣的双重保护功能,即 PE 断线后由 TN-S 转变成 TT 系统的保护方式(PE 断线在重复接地前侧)。 2、 当相线断线与大地发生短路时, 由于故障电流的存在造成 PE 线电位升高, 当断线点与大地间电阻较小时,PE 线的电位很有可能远远超过安全电压。这种 危险电压沿 PE 线传至灯杆设备等外壳乃至危及人身安全。 而进行重复接地以后, 由于重复接地电阻与电源工作接地电阻并联后的等效电阻小于电源工作接地电 阻,使得相线断线接地处的接地电阻分担的电压增加,从而有效降低 PE 线对地 电压,减少触电危险。 3、PE 线的重复接地可以降低当相线碰壳短路时的设备外壳对地的电压,相 线碰壳时,外壳对地电压即等于故障点 P 与变压器中性点间的电压。假设相线与 PE 线规格一致,设备外壳对地电压则为 110V。而 PE 线重复接地后,从故障点 P 起,PE 线阻抗与重复接地电阻 RE 同工作接地电阻 RA 串联后的电阻相并联。在 一般情况下,由于重复接地电阻 RE 同工作接地电阻 RA 串联后的电阻远大于 PE 线本身的阻抗,因而从 P 至变压器中性点的等效阻抗,仍接近于从 P 至变压器中 性点的 PE 线本身的阻抗。如果相线与 PE 线规格一致,则 P 与变压器中性点间的 电压 UPO 仍约为 110V,而此时设备外壳对地电压 UP 仅为故障 P 点与变压器中性 点间的电压 UPO 的一部分,可表示为:UP=UPO×RERA+RE。假设重复接地电阻 RE 为 10 剑?ぷ鹘拥氐缱鑂 A 为 4 剑?騏 P=78.6V。 如果只是对 N 线重复接地,它不具有上述第 1 项与第 3 项作用,只具有上述 第 2 项的作用。对于 TN-S 系统,其用电设备外壳是与 PE 线相接的,而不是 N 线。因此,我们所关心的更主要的是 PE 线的电位,而不是 N 线的电位,TN-S 系 统的重复接地不是对 N 线的重复接地。

如果将 PE 线和 N 线共同接地,由于 PE 线与 N 线在重复接地处相接,重复接 地前侧(接近于变压器中性点一侧)的 PE 线与 N 线已无区别,原由 N 线承担的全 部中性线电流变为由 N 线和 PE 线共同承担(一小部分通过重复接地分流)。可以 认为,这时重复接地前侧已不存在 PE 线,只有由原 PE 线及 N 线并联共同组成的 PEN 线,原 TN-S 系统实际上已变成了 TN-C-S 系统,原 TN-S 系统所具有的优点 将丧失,故不能将 PE 线和 N 线共同接地。 在工程实践中,对于 TN-S 系统,很少将 N 线和 PE 线分别重复接地。其原因 主要为: 1、将 N 线和 PE 线分别重复接地仅比 PE 线单独重复接地。其原因主要为: 多一项作用,即可以降低当 N 线断线时产生的中性点电位的偏移作用,有利于用 电设备的安全,但是这种作用并不一定十分明显,并且一旦工作零线重复接地, 其前侧便不能采用漏电保护。 2、如果要将 N 线和 PE 线分别重复接地,为保证 PE 线电位稳定,避免受 N 线电位的影响,N 线的重复接地必须与 PE 线的重复接地及灯杆基础钢筋保持足 够的距离,最好为 20m 以上,而在路灯实际施工中很难做到这一点。
一、几种接地的定义: 工作接地的定义: 由于电气系统的需要, 在电源中性点与接地装置作金属连接称为工作 接地 。 重复接地的定义:在工作接地以外,在专用保护线 PE 上一处或多处再次与接地装置相 连接称为重复接地。 保护接地的定义: 保护接地将用电设备与带电体相绝缘的金属外壳和接地装置作金属连 接称为保护接地。 保护接零的定义: TN 供电系统中受电设备的外露可导电部分通过保护线 PE 线与电源 在 中性点连接,而与接地点无直接联系。 二、为什么要实行重复接地? 在中性点直接接地的低压配电系统中, 为了确保线路运行安全可靠, 防止零线断线所造 成的危害,系统中除了系统(工作)接地外,还必须在引出零线的其他地点进行必要的重复 接地。 三、GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》对重复接地的要求 第 4.2.2 条 中性点直接接地的低压电力网中, 采用接零保护时, 零线宜在电源处接地, 但移动式电源设备除外。 架空线路的干线和分支线的终端以及沿线每1公里处, 零线应重复

接地。电缆和架空线在引入车 间或大型建筑物处,零线应重复接地(但距接地点不超过 50 米者除外),若屋内配电 屏、控制屏有接地装置时,也可将零线直接连到接地装置上。 低压线路零线每一重复接地装置的接地电阻不应大于 10 欧。在电力设备接地装置的接 地电阻允许达到 10 欧的电力网中, 每一重复接地装置的接地电阻不应超过 30 欧, 但重复接 地不应少于三处。零线的重复接地, 应充分利用自然接地体。 四、接地电阻的检测 用接地电阻测试仪,具体操作方法可参照说明书。 五、GB3811-2008 对接地的要求 原 GB3811-1983 规定起重机大车轨道可以作为接地回路, 新标准要求起重机供电电源采 用 3Ф+PE 供电系统,大车轨道不得作为接地回路。 低压配电系统按保护接地的形式不同可分为:IT 系统、TT 系统和 TN 系统。其中 IT 系统和 TT 系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地);TN 系统的设 备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。 国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下: 第一个字母表示电力系统的对地关系: T--一点直接接地; I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。 第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系: T--外露可导电部分对地直接电气连接,与电力系统的任何接地点无关; N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中, 接地点通常就是中性 点)。 后面还有字母时,这些字母表示中性线与保护线的组合: S--中性线和保护线是分开的; O--中性线和保护线是合一的。 (1)IT 系统: IT 系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地,而用电设备的金属外壳直接接地。即: 过去称三相三线制供电系统的保护接地。 其工作原理是:若设备外壳没有接地,在发生单相碰壳故障时,设备外壳带上了相电压,若 此时人触摸外壳, 就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回 路。而设备的金属外壳有了保护接地后,由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大,在发生 单相碰壳时,大部分的接地电流被接地装置分流,流经人体的电流很小,从而对人身安全起 了保护作用。 IT 系统适用于环境条件不良,易发生单相接地故障的场所,以及易燃、易爆的场所。

(2)TT 系统: TT 系统的电源中性点直接接地;用电设备的金属外壳亦直接接地,且与电源中性点的接地 无关。即:过去称三相四线制供电系统中的保护接地。 其工作原理是: 当发生单相碰壳故障时, 接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所 构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳,则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻, 大部分的接地电流被接地装置分流,从而对人身起保护作用。 TT 系统在确保安全用电方面还存在有不足之处,主要表现在: ①当设备发生单相碰壳故障时,接地电流并不很大,往往不能使保护装置动作,这将导致线 路长期带故障运行。 ②当 TT 系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时,因漏电电流往往不大(仅为毫安 级),不可能使线路的保护装置动作,这也导致漏电设备的外壳长期带电,增加了人身触电 的危险。 因此,TT 系统必须加装剩余电流动作保护器,方能成为较完善的保护系统。目前,TT 系统 广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。 (3)TN 系统: 在变压器或发电机中性点直接接地的 380/220V 三相四线低压电网中,将正常运行时不带电 的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。 即: 过去称三相四线 制供电系统中的保护接零。 当电气设备发生单相碰壳时, 故障电流经设备的金属外壳形成相线对保护线的单相短路。 这 将产生较大的短路电流,令线路上的保护装置立即动作,将故障部分迅速切除,从而保证人 身安全和其他设备或线路的正常运行。 TN 系统的电源中性点直接接地,并有中性线引出。按其保护线形式,TN 系统又分为:TN-C 系统、TN-S 系统和 TN-C-S 系统等三种。 ①TN-C 系统(三相四线制),该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的,该线又称为保护中 性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线,但在三相负载不平衡或保护中性线断开时会使 所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。 在一般情况下, 如保护装置和导线截面选择适当, TN-C 系统是能够满足要求的。

②TN-S 系统(三相五线制),该系统的 N 线和 PE 线是分开的。它的优点是 PE 线在正常情况 下没有电流通过,因此不会对接在 PE 线上的其他设备产生电磁干扰。此外,由于 N 线与 PE 线分开,N 线断开也不会影响 PE 线的保护作用。但 TN-S 系统耗用的导电材料较多,投资较 大。

这种系统多用于对安全可靠性要求较高、 设备对电磁抗干扰要求较严、 或环境条件较差的场 所使用。对新建的大型民用建筑、住宅小区,特别推荐使用 TN-S 系统。 ③TN-C-S 系统(三相四线与三相五线混合系统),系统中有一部分中性线和保护是合一的;

而且一部分是分开的。 它兼有 TN-C 系统和 TN-S 系统的特点, 常用于配电系统末端环境较差 或有对电磁抗干扰要求较严的场所。

在 TN-C、TN-S 和 TN-S-C 系统中,为确保 PE 线或 PEN 线安全可靠,除在电源中性点进行工 作接地外,对 PE 线和 PEN 线还必须进行必要的重复接地。PE 线 PEN 线上不允许装设熔断器 和开关。 在同一供电系统中,不能同时采用 TT 系统和 TN 系统保护。 在中性点直接接地的系统中, 零线在变压器处是接地的。 在低压供电线路的干线和支线的终 端以及沿线,或引入车间时,零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接,称为重复 接地。零线重复接地是 GBJ65-83《工业与民用电力装置接地设计规范》中的要求。这就相 当于金属外壳既接地又接零, 其中好处在于降低漏电设备外壳上的对地电压, 还有在零线干 线断线时平衡系统中负载压降的作用。这就是零线重复接地,电阻值不大于 10 欧姆。

那么除了“零线重复接地的接地电阻”之外所有的接地电阻都称为“零线非重复接地的接 地电阻”, 这是制定老检规的人制造出来的说法。 零线非重复接地的接地电阻包括起重机轨 道的接地电阻等都不大于 4 欧姆。 工程施工用电的基本供电系统分为(三相三线制 380V)和三相四线制(380/220V)等,这 样分类欠严密。国际电工委员会( IEC )统一规定分为: 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。下面将各种供电系统进行介绍。

(一)工程供电的基本方式

根据 IEC 规定,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 表示负载设备金属外壳和 正常不带电的金属部分与大地直接联接, 而与系统如何接地无关。 TT 系统中负载的所有 在 接地均称为保护接地。

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 系统不宜在 380/220V 供电系统中应用。

3) TT 系统接地装置耗用钢材多,而且难以回收、费工时、费料。

现在有的施工单位是采用 TT 系统, 施工单位专门安装一组接地装置, 引出一条专用接地保 护线,以减少需接地装置钢材用量。

把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开,其特点是:a.共用接地线与工作零线没 有电的联系;b.正常运行时,工作零线可以有电流,而专用保护线没有电流;c. TT 系统适 用于用电设备容量小且很分散的场合。

( 2 ) TN 方式供电系统

这种供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金

属部分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(220V)短路电流,这个电 流很大,是 TT 系统的很多倍,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。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,在线路上产生一定的电位差,所以与 保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。

2)如果工作零线断线,则保护接零的漏电设备外壳带电(对地 220V!)。

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,漏电保护器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开。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(无 220V 负载)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-S 供电系统, TN-S 供电系统的特点如下。

1)系统正常运行时,专用保护线上没有电流,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作工作零线。

4)干线上使用漏电保护器,漏电保护器下不得有重复接地,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。在工程施工前 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-C-S 方式供电系统

在施工临时用电中,如果前部分是(没有 220V 负载的)

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。 这种系统称为 TN-C-S 供电系统。TN-C-S 系统的特点如下。

1)工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通,总开关箱后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。 总开关箱后面 PE 线上没有电流, 即该段导线上没有电 压降,因此, TN-C-S 系统可以降低电气设备外壳对地的电压,然而又不能完全消除这个电 压,这个电压的大小取决于 N 线的负载不平衡电流的大小及 N 线在总开关箱前线路的长 度。负载不平衡电流越大, N 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。

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, 规范规定: 有接零保护的零线不得串接任何开关和熔断器。

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,且联接必须牢靠。

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、 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。第二个字母

T 表示负载侧电气设备进行接地保护。

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,例如连续生产装置、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。 TN-C TN-S TN-C-S 以上系统都是零线重复接地系统 TT 系统则是零线重复非接地系统 看各系统图就知道了 楼上有位同志说的对,我说说我的看法,现场检验时怎么看: 1、先检查电源线有没有地线上吊机,察看此电源线的第四条线是否确实为地线,如有,则 是 TN 系统 2、观察路轨有无双黄色接地线或接地镀锌扁钢打入地下,一般在路轨压板位置附近可以看 到的, 沿着路轨察看, 如有,则是零线重复接地, 如没有看到,我只能说为零线非重复接地。 3、判断是否重复接地不是关键所在,关键点是吊机的接地电阻是否小于 4 欧, 如大于 4 欧,则检测重复接地的接地极是否小于 10 欧,必要时需多打几个接地极,保证良 好接地,直到吊机的接地电阻小于 4 欧。 4、现在没有几个单位能把起重机的接地保护做到位,所以还有赖特检所得兄弟们在检验时 多留心下, 毕竟接地保护对人生安全有保障作用。 不是施工方便忽略了, 大家都不管了的事。


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