根據現行的國家標準《電壓配電設計規範》,低壓配電系統有三種接地形式,即IT系統、TT系統、TN系統。

(1)第一個字母表示電源端與地的關係;

T-電源端有一點直接接地;

I-電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地。

(2)第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關係:

T-電氣裝置的外露可導電部分直接接地,此接地點在電氣上獨立於電源端的接地點;

N-電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點有直接電氣連接。

一、IT系統

IT系統就是電源中性點不接地、用電設備外露可導電部分直接接地的系統。IT系統可以有中性線。但IEC強烈建議不設置中性線,因為如設置中性線,在IT系統中N線任何一點發生接地故障,該系統將不再是IT系統了。

連接設備外露可導電部分和接地體的導線,就是PE線。如果用在供電距離很長時,供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。在負載發生短路故障或漏電使設備外殼帶電時,漏電電流經大地形成架路,保護設備不一定動作,這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。

IT系統

二、TT系統

TT系統就是電源中性點直接接地、用電設備外露可導電部分也直接接地的系統。通常將電源中性點的接地叫做工作接地,而設備外露可導電部分的接地叫做保護接地。

TT系統中,這兩個接地必須是相互獨立的。設備接地可以是每一設備都有各自獨立的接地裝置,也可以若干設備共用一個接地裝置。TT 系統中負載的所有接地均稱為保護接地。

TT系統

1、TT系統的特點

①共用接地線與工作零線沒有電的聯繫;

②正常運行時,工作零線可以有電流,而專用保護線沒有電流。

2、TT系統的使用:

TT系統由於接地裝置就在設備附近,因此PE線斷線的幾率小,且容易被發現。

TT系統設備在正常運行時外殼不帶電、故障時外殼高電位不會沿PE線傳遞至全系統。因此,TT系統在適用於對電壓敏感的數據處理設備及精密電子設備進行供電;在爆炸與火災危險性場所等有優勢。

TT 系統適用於接地保護占很分散的地方。

3、TT系統的局限性:

1、當電氣設備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電)時,由於有接地保護,可以大大減少觸電的危險性。但是,低壓斷路器(自動開關)不一定能跳閘,造成漏電設備的外殼對地電壓高於安全電壓,屬於危險電壓。

2、當漏電電流比較小時,即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要漏電保護器作保護,困此 TT 系統難以推廣。

3、TT 系統接地裝置耗用鋼材多,而且難以回收、費工時、費料。

三、 TN系統

TN系統即電源中性點直接接地、設備外露可導電部分與電源中性點直接電氣連接的系統。

TN系統主要是靠單相碰殼故障變成單相短路故障(短路電流是 TT 系統的 5.3 倍),並通過短路保護切斷電源來實施電擊防護的。從電擊防護的角度來說,單相短路電流大或過電流保護器動作電流值小,對電擊防護都是有利的。

TN 系統節省材料、工時,在我國和其他許多國家廣泛得到應用。TN 方式供電系統中,根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TN-S系統、TN-C系統、TN-C-S系統三種形式。

(1)TN-C系統

TN-C系統如圖所示,將PE線和N線的功能綜合起來,由一根稱為PEN線的導體同時承擔兩者的功能。在用電設備處,PEN線既連接到負荷中性點上,又連接到設備外露的可導電部分。由於它所固有的技術上的種種弊端,現在已很少採用,尤其是在民用配電中已基本上不允許採用TN-C系統。

TN-C系統具有如下特點:

(1)設備外殼帶電時,接零保護系統能將漏電電流上升為短路電流,實際就是單相對地短路故障,熔絲會熔斷或自動開關跳閘,使故障設備斷電,比較安全。

(2)TN-C方式供電系統只適用於三相負載基本平衡的情況,若三相負載不平衡,工作零線上有不平衡電流,對地有電壓,所以與保護線所連接的電器設備金屬外殼有一定的電壓。

(3)如果工作零線斷線,則保護接零的通電設備外殼帶電。

(4)如果電源的相線接地,則設備的外殼電位升高,使中線上的危險電位蔓延。

(5)TN-C系統幹線上使用漏電斷路器時,工作零線後面的所有重複接地必須拆除,否則漏電開關合不上閘,而且工作零線在任何情況下不能斷線。所以,實用中工作零線只能在漏電斷路器的上側重複接地。

(2)TN-S系統

TN-S系統中性線N與TT系統相同。與TT系統不同的是,用電設備外露可導電部分通過PE線連接到電源中性點,與系統中性點共用接地體,而不是連接到自己專用的接地體,中性線(N線)和保護線(PE線)是分開的。TN-S系統的最大特徵是N線與PE線在系統中性點分開後,不能再有任何電氣連接,這一條件一旦破壞,TN-S系統便不再成立。

TN-S供電系統的特點如下:

(1)系統正常運行時,專用保護線上不有電流,只是工作零線上有不平衡電流。PE 線對地沒有電壓,所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線 PE 上,安全可靠。

(2)工作零線只用作單相照明負載迴路。

(3)專用保護線 PE 不許斷線,也不許進入漏電開關。

(4)幹線上使用漏電保護器,工作零線不得有重複接地,而 PE 線有重複接地,但是不經過漏電保護器,所以 TN-S 系統供電幹線上也可以安裝漏電保護器。

(5)TN-S 方式供電系統安全可靠,適用於工業與民用建築等低壓供電系統。

由於傳統習慣的影響,現在還經常將TN-S系統稱為三相五線制系統,嚴格地講這一稱呼是不正確的。按IEC標準,所謂"×相×線"系統的提法,是另外一種含義,它是指低壓配電系統按導體分類的形式。所謂的"×相"是指電源的相數,而"×線"是指正常工作時通過電流的導體根數,包括相線和中性線,但不包括PE線。按照這一定義,TN-S系統實際上是"三相四線制"系統或"單相二線制"系統。

(3)TN-C-S系統

TN-C-S系統是,TN-C系統和TN-S系統的結合形式,在TN-C-S系統中,從電源出來的那一段採用TN-C系統,因為在這一段中無用電設備,只起電能的傳輸作用,到用電負荷附近某一點處,將EN線分開形成單獨的N線和PE線。從這一點開始,系統相當於TN-S系統。

TN-C-S供電系統的特點如下:

(1) TN-C-S 系統可以降低電動機外殼對地的電壓,然而又不能完全消除這個電壓,這個電壓的大小取決於 負載不平衡的情況及 線路的長度。要求負載不平衡電流不能太大,而且在 PE 線上應作重複接地。

(2)PE 線在任何情況下都不能進入漏電保護器,因為線路末端的漏電保護器動作會使前級漏電保護器跳閘造成大範圍停電。

(3)對 PE 線除了在總箱處必須和 N 線相接以外,其他各分箱處均不得把 N 線和 PE 線相聯, PE 線上不許安裝開關和熔斷器。

實際上,TN-C-S 供電系統是在 TN-C 系統上臨時變通的作法。當三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負載比較平衡時, TN-C-S 系統在施工用電實踐中效果還是可行的。但是,在三相負載不平衡、建築施工工地有專用的電力變壓器時,必須採用 TN-S 方式供電系統。

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