淺談低壓配電系統(tǒng)的保護方式及其在建筑工程中的應(yīng)用

1、淺談低壓配電系統(tǒng)的保護方式及其在建筑工程中的應(yīng)用（中山市眾聯(lián)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 鄒 藝）摘  要：低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接地保護與接零保護，是為了防止發(fā)生人身觸電事故、保障電氣設(shè)備正常運行所采取的重要技術(shù)措施。在實際工作中，必須搞清兩者之間的不同點和各自的工作特性，才能對低壓配電網(wǎng)絡(luò)采取正確的接地保護或接零保護方法。關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng) 保護方式 供電方式 接地在日常生活中，我們通常將低壓380/220V配電系統(tǒng)稱之為三相三線制、三相四線制和三相五線制等，實際上這些術(shù)語的表達(dá)是不嚴(yán)格的。應(yīng)該按照國際電工委員會（IEC）的統(tǒng)一規(guī)定，將低壓配電系統(tǒng)按其保護方式的不同分為三類：即IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)

2、、TN系統(tǒng)。其中TN系統(tǒng)又分為TNC、TNS、TNCS系統(tǒng)。一、IT方式供電系統(tǒng) 在IT方式供電系統(tǒng)中，電源側(cè)中性點不直接接地（或經(jīng)足夠大的阻抗接地），負(fù)荷側(cè)電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地，如圖1所示。IT方式供電系統(tǒng)一般用于不允許停電的場所，或者是對連續(xù)供電要求比較嚴(yán)格的場所。即使在供電條件比較差，電纜易受潮的情況下，采用IT方式供電系統(tǒng)，一旦發(fā)生設(shè)備漏電時，單相對地漏電電流很小，也不破壞電源電壓的平衡，系統(tǒng)的安全性比電源中性點直接接地的系統(tǒng)要好，在規(guī)定允許運行的時間內(nèi)（一般為2小時）不會影響系統(tǒng)的正常供電。 IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時，其供電的可靠性高、安全性好。但如果用在供電距

3、離很長時，供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。從圖2可見：在負(fù)載發(fā)生短路或漏電使設(shè)備外殼帶電時，漏電電流經(jīng)大地形成回路，而使得流過安裝在線路中的保護設(shè)備的漏電電流很小，不能使保護設(shè)備有效動作，這是很危險的。因此這種供電方式適用于供電距離不太長時才比較安全。建筑工程中一般不采用這種供電方式。 二、TT方式供電系統(tǒng) 在TT方式供電系統(tǒng)中，電源側(cè)中性點直接接地，負(fù)荷側(cè)電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地（稱為保護接地），如圖3所示。 TT方式供電系統(tǒng)的特點如下：1、當(dāng)負(fù)載設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電）時，由于系統(tǒng)中裝有漏電保護裝置，可以大大減少人體觸電的危險性。但是，假如漏電保護裝置

4、不能跳閘，就有可能使漏電設(shè)備外殼的對地電壓高于安全電壓，成為危險電壓； 2、當(dāng)漏電電流較小熔斷器也不一定能熔斷時，還需要裝設(shè)漏電斷路器進行保護，比較復(fù)雜。建筑工程中一般不采用這種供電方式。 三、TN方式供電系統(tǒng)TN方式供電系統(tǒng)的電源中性點直接接地，負(fù)載設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與工作零線相接，稱為保護接零系統(tǒng)。根據(jù)其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TNC和TNS兩種。 1、TNC方式供電系統(tǒng) TNC方式供電系統(tǒng)（如圖4所示）的特點如下： （1）一旦發(fā)生負(fù)載設(shè)備金屬外殼帶電，該方式供電系統(tǒng)能將漏電流上升為短路電流，這個電流很大，相當(dāng)于單相接地短路故障電流，系統(tǒng)中裝設(shè)的熔斷器熔絲就會熔斷，自動開關(guān)就會

5、立即動作而跳閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全；（2）該方式供電系統(tǒng)與TT方式供電系統(tǒng)相比，能節(jié)省材料和施工工時；（3）如果三相負(fù)載不平衡，工作零線上就會有不平衡電流流過，所以與保護線所連接的電氣設(shè)備金屬外殼有一定的對地電壓； （4）如果工作零線斷線，該方式供電系統(tǒng)中保護接零的漏電設(shè)備外殼帶電；（5）如果電源相線發(fā)生接地故障，則保護接零的設(shè)備外殼電位升高，使中線上的危險電位進一步升高；（6）該方式供電系統(tǒng)干線上使用漏電斷路器時，漏電斷路器出線側(cè)的工作零線上的所有重復(fù)接地都必須拆除，否則漏電開關(guān)將合不上閘，而且必須保證工作零線在任何情況下不得斷線。所以，在實用中工作零線只能在漏電斷路器的進線側(cè)有重復(fù)接

6、地。 （7）TNC方式供電系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡的情況。 2、TNS 方式供電系統(tǒng)TNS方式供電系統(tǒng)（如圖5所示）的特點如下： （1）系統(tǒng)正常運行時，專用保護線PE上沒有電流，只是工作零線上有不平行電流。PE線對地沒有電壓，即使是相線和中線發(fā)生短路，或中線電位偏移所引起的對地電位也傳不到PE線上，有利于防止發(fā)生人身間接觸電以及電火花引起火災(zāi)甚至引起爆炸。負(fù)載電氣設(shè)備金屬外殼接在專用的保護線PE上，安全可靠。 （2）工作零線N只用作照明等單相負(fù)載的回線，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時，工作零線對地有電壓，尤其是當(dāng)工作零線出現(xiàn)高電位時，有可能導(dǎo)致檢修人員觸電的危險。所以，進戶線處總開關(guān)和末級線路保護開關(guān)

7、需要采用四極或雙極開關(guān)切斷工作零線，這就相應(yīng)的增加了開關(guān)的投資成本。（3）專用保護線PE不許斷線，也不許進入漏電開關(guān)。（4）干線上使用漏電斷路器時，工作零線不得重復(fù)接地，而PE線要有重復(fù)接地，但不經(jīng)過漏電斷路器。所以TNS方式供電系統(tǒng)干線上也可以安裝漏電保護器。建筑工程以及建筑施工臨時供電應(yīng)該采用TNS方式供電系統(tǒng)。四、TN-C-S方式供電系統(tǒng)TN-C-S方式供電系統(tǒng)（如圖6所示）的特點如下： 該系統(tǒng)中D點之前的部分，工作零線N和保護線PE共用。自D點（一般是總配電箱進線處起，工作零線N和保護線PE嚴(yán)格分開。 D點之前這段PEN線（以下稱其為ND線段）不平衡電流比較大時，電氣設(shè)備的接零保護受零

8、線電位的影響。D點以后的PE線上沒有電流，即PE線上沒有電壓降。因此，TN-C-S系統(tǒng)可以降低用電設(shè)備金屬外殼的對地電壓，然而又不能完全消除這個電壓，這個電壓的大小取決于ND線段的負(fù)載不平衡的情況及ND線段的長度。如果ND線段的負(fù)載越不平衡，ND線段又很長時，則設(shè)備外殼對地電壓偏移就越大。所以要求負(fù)載不平衡電流不能太大，而且在D點以后的PE線上應(yīng)作重復(fù)接地。 在任何情況下，PE線都不得進入漏電斷路器，否則一旦短路器跳閘PE線也被切斷，這是不允許的。PE線在任何情況下都不得斷線。 PE線和N線自D點分開后，不得再將兩者合并或連接。PE線上不許安裝開關(guān)和斷路器，也不得用大地兼作PE線。 假如D點之

9、前的負(fù)載不平衡，則D點之前的PEN線上就有三相不平衡電流通過，產(chǎn)生波動的電壓降而對敏感的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，要想減少和避免這種干擾，應(yīng)該采用TN-C系統(tǒng)。 采用TN-C-S系統(tǒng)供電，從變配電所出線時工作零線N和保護線PE是共用一根PEN線的，節(jié)省了一根導(dǎo)線，而且在用戶進戶處和末級配電線路不需要為斷開N線而設(shè)置四極和雙極開關(guān)。因此，一次性投資比TN-S系統(tǒng)節(jié)省。 對于以單相負(fù)荷為主的供電，其出線應(yīng)采用等截面四芯線，如此PEN線的截面比TN-S系統(tǒng)的PE線截面大，所以減少了接地故障時回路的阻抗，故增大了單相接地短路電流，有利于提高接地故障保護電氣跳閘動作的可靠性。 TN-C-S系統(tǒng)在D點（一般是總配電箱進線處）必須作等電位連結(jié)，并作重復(fù)接地。將PEN線、N線和PE線在D點同時接到總等電位連接端子上，這樣就可以有效的消除PEN線和N線上的電位，避免人體觸電的危險。 PE線上平時沒有電流，避免了因?qū)Φ仉娢环烹姰a(chǎn)生的火花而引起火災(zāi)甚至爆炸的事故。因此，TN-C-S系統(tǒng)可以有條件的適用于易燃易爆場所。當(dāng)配電變壓器工作接地情況良好、三相用電負(fù)