低壓配電系統(tǒng)TN、TT、IT 的比較

低壓配電系統(tǒng)TN、TT、IT的比較

根據(jù)現(xiàn)行的國家標準《低壓配電設計規(guī)范》(GB50054)的定義，將低壓配電系統(tǒng)分為三種，即TN、TT、IT三種形式。其中，第一個大寫字母T表示電源變壓器中性點直接接地;I則表示電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地)。第二個大寫字母N表示電氣設備的外殼與系統(tǒng)的接地中性線相連。T表示電氣設備的外殼直接接地，但和電網(wǎng)的接地系統(tǒng)沒有聯(lián)系;

TN系統(tǒng)：電源變壓器中性點接地，設備外露部分與中性線相連。是將電氣設備的金屬外殼與工作零線 N相接的保護系統(tǒng)，稱作保護接零系統(tǒng)

TT系統(tǒng)：電源變壓器中性點接地，電氣設備外殼采用保護接地。電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統(tǒng)，稱為保護接地系統(tǒng)

IT系統(tǒng)：電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地)，而電氣設備外殼電氣設備外殼采用保護接地。

1、 TN系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的電源變壓器的中性點接地，根據(jù)電氣設備外露導電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類：即TN—S系統(tǒng)、TN—C系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)。下面分別進行介紹。

1.1、TN—C系統(tǒng)

其特點是：電源變壓器中性點接地，保護零線(PE)與工作零線(N)共用。

(1)它是利用中性點接地系統(tǒng)的中性線(零線)作為故障電流的回流導線，當電氣設備相線碰殼，故障電流經(jīng)零線回到中點，由于短路電流大，因此可采用過電流保護器切斷電源。TN—C系統(tǒng)一般采用零序電流保護;

(2)TN—C系統(tǒng)適用于三相負荷基本平衡場合，如果三相負荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，再加一些負荷設備引起的諧波電流也會注入PEN，從而中性線N帶電，且極有可能高于50V，它不但使設備機殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩(wěn)定的基準電位;

(3)TN—C系統(tǒng)應將PEN線重復接地，其作用是當接零的設備發(fā)生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。

由上可知，TN-C系統(tǒng)存在以下缺陷：

(1)當三相負載不平衡時，在零線上出現(xiàn)不平衡電流，零線對地呈現(xiàn)電壓。當三相負載嚴重不平衡時，觸及零線可能導致觸電事故。

(2)通過漏電保護開關的零線，只能作為工作零線，不能作為電氣設備的保護零線，這是由于漏電開關的工作原理所決定的。

(3)對接有二極漏電保護開關的單相用電設備，如用于 TN-C系統(tǒng)中其金屬外殼的保護零線，嚴禁與該電路的工作零線相連接，也不允許接在漏電保護開關前面的 PEN線上，但在使用中極易發(fā)生誤接。

(4)重復接地裝置的連接線，嚴禁與通過漏電開關的工作零線相連接。TN-S供電系統(tǒng)，將工作零線與保護零線完全分開，從而克服了 TN-C供電系統(tǒng)的缺陷，所以現(xiàn)在施工現(xiàn)場已經(jīng)不再使用TN-C系統(tǒng)。

1.2、 TN—S系統(tǒng)

整個系統(tǒng)的中性線/工作零線(N)與保護線(PE)是嚴格分開的。

(1)當電氣設備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護器切斷電源;

(2)當N線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位升高，但外殼無電位，PE線也無電位;

(3)TN—S系統(tǒng)PE線首末端應做重復接地，以減少 PE線斷線造成的危險。

(4)TN—S系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)、大型民用建筑。

目前單獨使用獨一變壓器供電的或變配電所距施工現(xiàn)場較近的工地基本上都采用了TN—S系統(tǒng)，與逐級漏電保護相配合，確實起到了保障施工用電安全的作用，但TN—S系統(tǒng)必須注意幾個問題：

(1)保護零線 PE線絕對不允許斷開，也不許進入漏電開關。否則在接零設備發(fā)生帶電部分碰殼或是漏電時，就構不成單相回路，電源就不會自動切斷，就會產(chǎn)生兩個后果：一是使接零設備失去安全保護;二是使后面的其他完好的接零設備外殼帶電，引起大范圍的電氣設備外殼帶電，造成可怕的觸電威脅。因此在《JGJ46-88施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》規(guī)定專用保護線必須在首末端做重復接地。

(2)同一用電系統(tǒng)中的電器設備絕對不允許部分接地、部分接零。否則當保護接地的設備發(fā)生漏電時，會使中性點接地線電位升高，造成所有采用保護接零的設備外殼帶電。

(3)保護接零 PE線的材料及連接要求：保護零線的截面應不小于工作零線的截面，并使用黃/綠雙色線。與電氣設備連接的保護零線應為截面不少于 2.5mm 2的絕緣多股銅線。保護零線與電氣設備連接應采用銅鼻子等可靠連接，不得采用鉸接;電氣設備接線柱應鍍鋅或涂防腐油脂，保護零線在配電箱中應通過端子板連接，在其他地方不得有接頭出現(xiàn)。

TN-S 供電系統(tǒng)的特點如下。

1 )系統(tǒng)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 N只用作單相照明負載回路。

3)干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而 PE 線有重復接地，但是不經(jīng)過漏電保護器，所以 TN-S 系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護器。

1.3、 TN—C—S系統(tǒng)

它由兩個接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN—C系統(tǒng)，第二部分是TN—S系統(tǒng)，其分界面在N線與PE線的連接點。

(1)當電氣設備發(fā)生單相碰殼，同TN—S系統(tǒng);

(2)當N線斷開，故障同TN—S系統(tǒng);

(3)TN—C—S系統(tǒng)中PEN應重復接地，而N線不宜重復接地。PE線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電，所以TN—C—S系統(tǒng)提高了操作人員及設備的安全性。施工現(xiàn)場一般當變臺距現(xiàn)場較遠或沒有施工專用變壓器時采取TN—C—S系統(tǒng)。

2、 TT供電系統(tǒng)

電源中性點直接接地，電氣設備的外露導電部分用PE線接到接地極(此接地極與中性點接地沒有電氣聯(lián)系)

在采用此系統(tǒng)保護時，當一個設備發(fā)生漏電故障，設備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護開關的動作，對人和設備有危害。為消除 TT系統(tǒng)的缺陷，提高用電安全保障可靠性，根據(jù)并聯(lián)電阻原理，特提出完善 TT系統(tǒng)的技術革新。技術革新內(nèi)容是：用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線(簡稱 PT線)，并聯(lián)總配電箱、分配電箱、主要機械設備下埋設的 4-5組接地電阻的保護接地線為保護地線，用綠/黃雙色線連接電氣設備金屬外殼。它有下列優(yōu)點：

1)單相接地的故障點對地電壓較低，故障電流較大，使漏電保護器迅速動作切斷電源，有利于防止觸電事故發(fā)生。

2)PT線不與中性線相聯(lián)接，線路架設分明、直觀，不會有接錯線的事故隱患;幾個施工單位同時施工的大工地可以分片、分單位設置 PT線，有利于安全用電管理和節(jié)約導線用量。

3)不用每臺電氣設備下埋設重復接地線，可以節(jié)約埋設接地線費用開支，也有利于提高接地線質(zhì)量并保證接地電阻≤10Ω，用電安全保護更可靠。TT系統(tǒng)在國外被廣泛應用，在國內(nèi)僅限于局部對接地要求高的電子設備場合，目前在施工現(xiàn)場一般不采用此系統(tǒng)。但如果是公用變壓器，而有其它使用者使用的是 TT系統(tǒng)，則施工現(xiàn)場也應采用此系統(tǒng)。

3、IT系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接(或經(jīng)電阻接地)，而受電設備的外露導電部分則通過保護線直接接地。

這種系統(tǒng)主要用于 10KV及 35KV的高壓系統(tǒng)和礦山、井下的某些低壓供電系統(tǒng)，不適合在施工現(xiàn)場應用，故在此不再分析。

建設部新頒發(fā)的《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59-99)規(guī)定：施工現(xiàn)場專用的中性點直接接地的電力系統(tǒng)中必須采用 TN-S接零保護系統(tǒng)。因此，TN-S接零保護系統(tǒng)在施工現(xiàn)場中得到了廣泛的應用，但如果 PE線發(fā)生斷裂或與電氣設備未做好電氣連接，重復接地阻值達不到安全的要求，也同樣會發(fā)生觸電事故，為了提高 TN-S接零保護系統(tǒng)的安全性，在此提出等電位聯(lián)接概念。所謂等電位聯(lián)結，是將電氣設備外露可導電部分與系統(tǒng)外可導電部分(如混凝土中的主筋、各種金屬管道等)通過保護零線(PE線)作實質(zhì)上的電氣連接，使二者的電位趨于相等。應注意差異，即等電位聯(lián)結線正常時無電流通過，只傳遞電位，故障時才有電流通過。

等電位聯(lián)結的作用：

(1)總等電位聯(lián)結能降低預期接觸電壓;

(2)總等電位聯(lián)結能消除裝置外沿 PE線傳導故障電壓帶來的電擊危險。因此施工現(xiàn)場也應逐步推廣該技術。當然，無論采取何種接地形式都絕不是萬無一失絕對安全的。施工現(xiàn)場臨時用電必須嚴格按 JGJ46-88規(guī)范要求進行系統(tǒng)的設置和漏電保護器的使用，嚴格履行施工用電設計、驗收制度，規(guī)范管理，才能杜絕事故的發(fā)生。