低压配电系统接地方式的分类
电源侧的接地称为系统接地,负载侧的接地称为保护接地。国际电工委员会(IEC )标准规定的低压配电系统接地有IT 系统、TT 系统、TN 系统三种方式。
1、IT 系统
电源端带电部分对地绝缘或经高阻抗接地,用电设备金属外壳直接接地。IT 系统示意图见下图: IT 系统适用于环境条件不良、易发生一相接地或火灾爆炸的场所,如煤矿、化工厂、纺织厂等,也可用于农村地区。但不能装断零保护装置,因正常工作时中性线电位不固定,也不应设置零线重复接地。
2、TT 系统
TT 系统的示意图见下图。该系统电源中性点直接接地,用电设备金属外壳用保护接地线接至与电源端接地点无关的接地级,简称保护接地或接地制。
当配电系统中有较大量单相220V 用电设备,而线路敷设环境易造成一相接地或零线断裂,从而引起零电位升高时,电气设备外壳不宜接零而采用TT 系统。TT 系统适用于城镇、农村居住区、工业企业和分散的民用建筑等场所。当负荷端和线路首端昀装有漏电开关,且干线末端装有断零保护时,则可成为功能完善的系统。
3、TN 系统
TN 系统的电源端中性点直接接地,用电设备金属外壳用保护零线与该中心点连接,这种方式简称保护接零或接零制。按照中必线(工作零线)与保护线(保护零线)的组合事况TN 系统又分以下三种形式:
(1) TN -C 系统。在该系统中,工作零线和保护零线共用(简称PEN ),此系统习惯称为
三相四线制系统。系统示意图如下:
(2) TN -S 系统。在该系统中,工作零线N 和保护零线PE 从电源端中性点开始完全分开,
此系统习惯称为三相五线制系统。示意图见下图:
(3) TN -C -S 系统。在该系统中,工作零线同保护零线是部分共用的,此系统即为局部
三相五线制系统。系统示意图见图5.10-5.
设计应注意以下几点:
①TN -C 系统适用于设有单相220V ,携带式、移动式用电设备,而单相220V 固定式用电设备也较少,但不必接零的工业企业。
TN -S 系统适用于工业企业,高层建筑及大型民用建筑。
TN -C —S 系统适用于工业企业。当负荷端装有漏电开头干线末端装有断零保护时,也可用于新建住宅小区。
②TN -C 、TN —S、TN -C -S 系统在正常运行时,零线电位有时可达50V 以上;TN -C 系统外壳电位等于工作零线电位,TN -S 系统外壳电位为零,TN -C -S 系统外壳电位不为零,等于工作零干线电位。
③当电气设备一相碰壳时,TN 系统的短路电流较大。碰壳处外壳电位≥110V ,只要设计合理,时间是较短的。如果人体偶然触及带电部分时的危险性大。TN -C 系统,当相间短路保护装置灵敏度不够时,由于设备外壳接工作零线N ,而设备对地不绝缘,正常工作时,漏电开关通过剩余电流无法工作,所以不能装漏电开关,只能采用零序过流保护;TN -S 系统,由于设备外壳接保护零线PE ,正常工作时,漏电开关无剩余电流,所以在相间短路保护装置灵敏度不够时,可装设漏电开关来保护单相碰壳短路;TN -C -S 系统,PE 、N 共用干线段不能采用漏电保护,PE 、N 分开的线段可用漏电保护,用电设备可用漏电保护。
④当线路一相接地时,TN -C 系统接地短路电流较小,通常不足以使线路相间短路保护及零序保护装置动作,从而使变压器零位及全部接零设备外壳长期带电,接地点电阻愈小愈危险。变电所接地装置应采用环形均压圈。干线首端不能装设漏电保护,无法切除线路一相接地故障是TN -C 系统的一大缺点;TN -S 系统,除具有与TN -C 系统相同的特点外,可在各级线路首端装设漏电保护开关来切除故障线路;TN -C -S 系统,除与TN -C 系统有相同的特点外,部分线路可装设漏电保护。
⑤当工作零线断开时,TN -C 系统断零点后由于三相负荷不对称,零位偏移,220V 单相设备可能烧毁,且用电设备外壳接零,使外壳带电,危及人身安全。单相回路中零线断裂,全部220V 电压将加到设备外壳上。由于断零而引起设备外壳电位升高,漏电保护均不起作用;TN -S 系统三相回路零干线断开会烧毁设备,但外壳不带电,人身无危险。单相回路中零线断开,对人身和设备安全均无危害;TN -C -S 系统PEN 线断开,人身有危险,N 线断开时人身无危险,但工作零干线断开均能造成设备的烧毁。
⑥关于重复接地问题,TN -C 系统应将零线重复接地,无论在线路一相接地、零线断开或一相碰壳等故障情况下,还是各相负荷严重不对称的正常运行条件下,均能降低零线和电气设备外壳电位,但并不能消除触电的危险;TN -C 系统的工作零碎线不宜重复接地,但必要时保护零线可以重
复接地。因为工作零线重复接地对保护人身安全作用不大,对断零后保护安全作用也不明显。工作零线接地后,干线首端便不能采用漏电保护。保护零线重复接地,可降低碰壳短路时外壳的电位;TN -C -S 系统中的PEN 线应重复接地,N 线不宜重复接地。
⑦在TN 系统中,装设断零保护装置,其作用是:TN -C 与TN -C -S 系统中可起多重保护作用,能防止因零线断开而使用电设备外壳带电,并烧毁单相220V 用电设备;能防止因线路一相接地而引起用电设备外壳长期带电;能防止正常运行时,由于负荷不对称和三次谐波的存在以及零线选择不合理,引起零线压降过大和变压器零位偏移,而使零线和接零设备外壳产生高电位;当用电设备一相碰壳,而短路保护灵敏度不够时,能起后备保护作用,防止大片用电设备外壳长期带电。对于TN -S 系统,能防止因工作零线断开而烧毁单相220V 用电设备;当线路一相接地,而引起用电设备带电时,能起后备保护作用;能防止正常运行时工作零线电位过高。
⑧在上述IT 系统、TT 系统、TN 系统中,应推荐使用TN -S 系统,继续使用TN -C -S 系统,停止推广使用TN -C 系统。
低压配电系统接地方式的分类
电源侧的接地称为系统接地,负载侧的接地称为保护接地。国际电工委员会(IEC )标准规定的低压配电系统接地有IT 系统、TT 系统、TN 系统三种方式。
1、IT 系统
电源端带电部分对地绝缘或经高阻抗接地,用电设备金属外壳直接接地。IT 系统示意图见下图: IT 系统适用于环境条件不良、易发生一相接地或火灾爆炸的场所,如煤矿、化工厂、纺织厂等,也可用于农村地区。但不能装断零保护装置,因正常工作时中性线电位不固定,也不应设置零线重复接地。
2、TT 系统
TT 系统的示意图见下图。该系统电源中性点直接接地,用电设备金属外壳用保护接地线接至与电源端接地点无关的接地级,简称保护接地或接地制。
当配电系统中有较大量单相220V 用电设备,而线路敷设环境易造成一相接地或零线断裂,从而引起零电位升高时,电气设备外壳不宜接零而采用TT 系统。TT 系统适用于城镇、农村居住区、工业企业和分散的民用建筑等场所。当负荷端和线路首端昀装有漏电开关,且干线末端装有断零保护时,则可成为功能完善的系统。
3、TN 系统
TN 系统的电源端中性点直接接地,用电设备金属外壳用保护零线与该中心点连接,这种方式简称保护接零或接零制。按照中必线(工作零线)与保护线(保护零线)的组合事况TN 系统又分以下三种形式:
(1) TN -C 系统。在该系统中,工作零线和保护零线共用(简称PEN ),此系统习惯称为
三相四线制系统。系统示意图如下:
(2) TN -S 系统。在该系统中,工作零线N 和保护零线PE 从电源端中性点开始完全分开,
此系统习惯称为三相五线制系统。示意图见下图:
(3) TN -C -S 系统。在该系统中,工作零线同保护零线是部分共用的,此系统即为局部
三相五线制系统。系统示意图见图5.10-5.
设计应注意以下几点:
①TN -C 系统适用于设有单相220V ,携带式、移动式用电设备,而单相220V 固定式用电设备也较少,但不必接零的工业企业。
TN -S 系统适用于工业企业,高层建筑及大型民用建筑。
TN -C —S 系统适用于工业企业。当负荷端装有漏电开头干线末端装有断零保护时,也可用于新建住宅小区。
②TN -C 、TN —S、TN -C -S 系统在正常运行时,零线电位有时可达50V 以上;TN -C 系统外壳电位等于工作零线电位,TN -S 系统外壳电位为零,TN -C -S 系统外壳电位不为零,等于工作零干线电位。
③当电气设备一相碰壳时,TN 系统的短路电流较大。碰壳处外壳电位≥110V ,只要设计合理,时间是较短的。如果人体偶然触及带电部分时的危险性大。TN -C 系统,当相间短路保护装置灵敏度不够时,由于设备外壳接工作零线N ,而设备对地不绝缘,正常工作时,漏电开关通过剩余电流无法工作,所以不能装漏电开关,只能采用零序过流保护;TN -S 系统,由于设备外壳接保护零线PE ,正常工作时,漏电开关无剩余电流,所以在相间短路保护装置灵敏度不够时,可装设漏电开关来保护单相碰壳短路;TN -C -S 系统,PE 、N 共用干线段不能采用漏电保护,PE 、N 分开的线段可用漏电保护,用电设备可用漏电保护。
④当线路一相接地时,TN -C 系统接地短路电流较小,通常不足以使线路相间短路保护及零序保护装置动作,从而使变压器零位及全部接零设备外壳长期带电,接地点电阻愈小愈危险。变电所接地装置应采用环形均压圈。干线首端不能装设漏电保护,无法切除线路一相接地故障是TN -C 系统的一大缺点;TN -S 系统,除具有与TN -C 系统相同的特点外,可在各级线路首端装设漏电保护开关来切除故障线路;TN -C -S 系统,除与TN -C 系统有相同的特点外,部分线路可装设漏电保护。
⑤当工作零线断开时,TN -C 系统断零点后由于三相负荷不对称,零位偏移,220V 单相设备可能烧毁,且用电设备外壳接零,使外壳带电,危及人身安全。单相回路中零线断裂,全部220V 电压将加到设备外壳上。由于断零而引起设备外壳电位升高,漏电保护均不起作用;TN -S 系统三相回路零干线断开会烧毁设备,但外壳不带电,人身无危险。单相回路中零线断开,对人身和设备安全均无危害;TN -C -S 系统PEN 线断开,人身有危险,N 线断开时人身无危险,但工作零干线断开均能造成设备的烧毁。
⑥关于重复接地问题,TN -C 系统应将零线重复接地,无论在线路一相接地、零线断开或一相碰壳等故障情况下,还是各相负荷严重不对称的正常运行条件下,均能降低零线和电气设备外壳电位,但并不能消除触电的危险;TN -C 系统的工作零碎线不宜重复接地,但必要时保护零线可以重
复接地。因为工作零线重复接地对保护人身安全作用不大,对断零后保护安全作用也不明显。工作零线接地后,干线首端便不能采用漏电保护。保护零线重复接地,可降低碰壳短路时外壳的电位;TN -C -S 系统中的PEN 线应重复接地,N 线不宜重复接地。
⑦在TN 系统中,装设断零保护装置,其作用是:TN -C 与TN -C -S 系统中可起多重保护作用,能防止因零线断开而使用电设备外壳带电,并烧毁单相220V 用电设备;能防止因线路一相接地而引起用电设备外壳长期带电;能防止正常运行时,由于负荷不对称和三次谐波的存在以及零线选择不合理,引起零线压降过大和变压器零位偏移,而使零线和接零设备外壳产生高电位;当用电设备一相碰壳,而短路保护灵敏度不够时,能起后备保护作用,防止大片用电设备外壳长期带电。对于TN -S 系统,能防止因工作零线断开而烧毁单相220V 用电设备;当线路一相接地,而引起用电设备带电时,能起后备保护作用;能防止正常运行时工作零线电位过高。
⑧在上述IT 系统、TT 系统、TN 系统中,应推荐使用TN -S 系统,继续使用TN -C -S 系统,停止推广使用TN -C 系统。