淺談TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)

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. 淺談TT系統(tǒng)TN系統(tǒng) 摘要：本文主要介紹了TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和存在的不足。用電系統(tǒng)中零線斷線所造成的后果及對(duì)零線的要求。同時(shí)還描述了接地保護(hù)和接零保護(hù)在混合使用時(shí)所存在的危險(xiǎn)等。 關(guān)鍵詞： TN系統(tǒng) TT系統(tǒng) 接零保護(hù) 接地保護(hù) 1. TT系統(tǒng) 1) TT系統(tǒng)簡(jiǎn)介 TT系統(tǒng)電源端中性點(diǎn)直接地點(diǎn)，引出N線，屬三相四線制用電系統(tǒng)。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接，俗稱保護(hù)接地。這個(gè)接地點(diǎn)與電源端接地點(diǎn)沒(méi)有關(guān)聯(lián)，該系統(tǒng)由于所有設(shè)備的外殼是經(jīng)各自的PE線分別直接接地的，各自的PE線間無(wú)電磁聯(lián)系，因此也適用于對(duì)數(shù)據(jù)處理，精密檢測(cè)裝置等供電，這樣就杜絕了危險(xiǎn)故障電壓沿PE線傳到其它未發(fā)生故障處，屬于保護(hù)接地中的接地保護(hù)方式。（如圖1所示） 2) TT系統(tǒng)缺點(diǎn)分析 在TT保護(hù)接地系統(tǒng)中，如果人體觸及帶電外殼時(shí)，因人體接觸電阻(平均為2000)遠(yuǎn)大于保護(hù)接地電阻，因此這部分單相短路電流通過(guò)接地裝置引入大地，通過(guò)人體的電流比較小，從而減少了人體觸電的危險(xiǎn)性。但是這種接地保護(hù)系統(tǒng)在某些情況下，也并不能保證安全。 如果設(shè)備有一相碰殼時(shí)（如圖2），人體處在與設(shè)備接地的并聯(lián)位置，規(guī)范要求R0和Rd的電阻不大于4Ω，人體電阻平均為2000Ω，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Rd,所以事故電流大部分通過(guò)接地保護(hù)電阻Rd和工作接地電阻構(gòu)成回路。由歐姆定律可算出人身的電壓，首先計(jì)算出電流Id=U/(Rd+R0)=220/(4+4)=27.5A，中性點(diǎn)接地電阻R0=4Ω，設(shè)備外殼與大地之間的電阻Rd=4Ω，則對(duì)地故障電流Id=27.5A，由此可以計(jì)算出人體接觸漏電設(shè)備時(shí)所承受的電壓Ur=Id*（Rd*Rr/Rd+Rr）=27.5*（2000*4/2000+4）≈110V，這個(gè)數(shù)值對(duì)人體來(lái)說(shuō)還是很危險(xiǎn)的。27.5A的單相接地短路電流不足以使線路中的斷路器動(dòng)作，故障電壓持續(xù)存在，設(shè)備外殼電壓也持續(xù)存在，為了避免人體觸電，那么只能安裝漏電保護(hù)裝置，或者把人體碰殼時(shí)的電壓控制在安全電壓36V以下，則Rd必須小于0.78Ω，要想實(shí)現(xiàn)這樣小的接地電阻是困難的，特別是在土壤電阻率較大的地區(qū)。因此單獨(dú)的采用TT接地保護(hù)系統(tǒng)還是不能保證安全的。 2. TN系統(tǒng) 1) TN系統(tǒng)的分類 TN系統(tǒng)電源中性點(diǎn)直接接地的三相四線制電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點(diǎn)相連，當(dāng)發(fā)生單相碰殼短路時(shí)，短路電流即經(jīng)金屬導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路，形成金屬性單相短路，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作，將故障切除。TN系統(tǒng)又可分為TN-C、TN-S 、TN-C-S三種,主要適用于城鎮(zhèn)公用低壓電力網(wǎng)和廠礦企業(yè)等電力客戶的專用低壓電力網(wǎng)。 2) TN-C系統(tǒng)簡(jiǎn)介 在接零保護(hù)系統(tǒng)中，TN-C系統(tǒng)是保護(hù)線PE與中性線N合并為保護(hù)中性線PEN（如圖3）,屬于接地系統(tǒng)中保護(hù)接零系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流大保護(hù)迅速動(dòng)作切除故障回路，保證安全，廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)。對(duì)于單相負(fù)荷或三相不平衡負(fù)荷以及有諧波電流負(fù)荷的線路，正常PEN線有電流，其所產(chǎn)生的回路壓降呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上，這對(duì)敏感的電子設(shè)備不利。另外，PEN線上的壓降引起的微弱電流在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境也能引起爆炸，不適合爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)合。另外該系統(tǒng)不宜直接使用漏電保護(hù)裝置，需要將供電系統(tǒng)需局部改造為TT制式或整個(gè)系統(tǒng)改造為TN-C-S制式后在TN-S部分安裝漏電保護(hù)器。 3) TN-S系統(tǒng)簡(jiǎn)介 TN-S系統(tǒng)是保護(hù)線PE與中性線N分開(kāi)， 專用保護(hù)線PE 單獨(dú)敷設(shè)，N單獨(dú)作為工作零線，只用作單相照明負(fù)載回路（如圖4）。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線PE上不會(huì)有電流，工作零線上可以有不平衡電流。 由于PE線則不流過(guò)負(fù)荷電流，因此與PE線相連的電氣設(shè)備金屬外殼不帶電位，相比TN-C系統(tǒng)要好。相互之間沒(méi)有干擾，所以適用于安全要求較高的場(chǎng)所，以及對(duì)精密電子儀器設(shè)備的供電，也可用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中。在民用建筑中，要求采用該系統(tǒng)，但由于單獨(dú)敷設(shè)PE線，工程造價(jià)高。 4) TN-C-S系統(tǒng)簡(jiǎn)介 該系統(tǒng)前部分全部為TN-C，后部分分為PE線和N線分開(kāi)，屬于TN-S系統(tǒng)（如圖5）。該系統(tǒng)是在 TN-C 系統(tǒng)上的靈活變通作法。兼具TN-C和TN-S的優(yōu)點(diǎn)。適合工程需要，是廣泛采用的配電系統(tǒng)。在民用建筑中，電源線采用TN-C系統(tǒng)，進(jìn)入建筑物內(nèi)改為TN-S系統(tǒng)。 3. 三相四線制系統(tǒng)零線的要求 無(wú)論是TT系統(tǒng)還是TN系統(tǒng)，在三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，如果零線斷線，就會(huì)造成中性點(diǎn)位移，使得三相電壓不對(duì)稱，三相相位不再互差120（如圖6），引起某相電壓過(guò)高或過(guò)低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)負(fù)荷的正常運(yùn)行，甚至造成用電設(shè)備的損壞。所以在正常使用時(shí)對(duì)零線要做到以下幾點(diǎn)。 （1）零線上不允許接開(kāi)關(guān)或熔斷器，以防當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)或熔斷器熔絲熔斷后，人為造成斷開(kāi)零線。 （2）零線上應(yīng)在多點(diǎn)處進(jìn)行必要的重復(fù)接地，以防某點(diǎn)重復(fù)接地失效后其它重復(fù)接地點(diǎn)，可以有效解決故障設(shè)備與非故障設(shè)備間發(fā)生不等電位，避免非故障設(shè)備外殼帶電問(wèn)題。 （3）零線上不能有接點(diǎn)，以防接點(diǎn)處因接觸電阻增大而發(fā)熱引起燒斷零線。零線截面應(yīng)與相線截面相同或相近，保證足夠的不對(duì)稱下的負(fù)荷載流量 4. 接零保護(hù)和接地保護(hù)混用的后果 同一系統(tǒng)內(nèi)，接零保護(hù)和接地保護(hù)不能混用。否則，當(dāng)采取接地保護(hù)的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，危險(xiǎn)的接地電壓會(huì)通過(guò)大地傳至接零保護(hù)的設(shè)備上，使該設(shè)備外殼電位升高，形成危險(xiǎn)電壓。如圖7所示，設(shè)備A采用的是接零保護(hù)，B采用的是接地保護(hù)且在同一配電系統(tǒng)之中，當(dāng)設(shè)備B發(fā)生碰殼時(shí)，電流通過(guò)Rd和R0形成回路，電流不會(huì)太大線路可能不會(huì)斷開(kāi)，但故障將長(zhǎng)時(shí)間存在。這時(shí)，除了接觸該設(shè)備的人員有觸電的危險(xiǎn)外，由于零線對(duì)地電壓升高達(dá)到Uo=（U/Rd+Ro）*Ro，致使所有與接零設(shè)備接觸的人員都有觸電的危險(xiǎn)。因此，在同一配電系統(tǒng)中不允許接地保護(hù)和接零保護(hù)混用。 5. 結(jié)語(yǔ) 綜上所述，無(wú)論采取何種接地形式都絕不是萬(wàn)無(wú)一失絕對(duì)安全的，在用電過(guò)程中不僅要按照規(guī)范要求進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)置和加裝漏電保護(hù)器外，還要合理調(diào)整和分配單相用電設(shè)備的負(fù)荷及負(fù)荷性質(zhì)，定期檢查N線連接點(diǎn)，保證零線牢固可靠運(yùn)行，并定期測(cè)量中性點(diǎn)接地電阻，嚴(yán)格履行用電要求，規(guī)范管理，這樣才能杜絕事故的發(fā)生。 6. 參考文獻(xiàn)： （1）《供配電技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社，2002. （2）《新電工手冊(cè)》 安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2002. （3）《電工基礎(chǔ) 》 機(jī)械工業(yè)出版社，2000 （4）《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 2008 .