概述
電力供電系統(tǒng)大致可分為:TN,IT,TT 三種,其中TN系統(tǒng)又分為TN-C,TN-S,TN-C-S三種表現(xiàn)形式
TN 系統(tǒng)
在TN系統(tǒng)中,所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接到保護(hù)線上,并與電源的接地點相連,這個接地點通常是配電系統(tǒng)的中性點。
TN系統(tǒng),稱作保護(hù)接零。當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶電時,形成相線和零線短路,回路電阻小,電流大,能使熔絲迅速熔斷或保護(hù)裝置動作切斷電源。
TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點直接接地,電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)導(dǎo)體與該點連接。
TN系統(tǒng)通常是一個中性點接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點相連,當(dāng)發(fā)生碰殼短路時,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)裝置能可靠動作,將故障切除。
如果將工作零線N重復(fù)接地,碰殼短路時,一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點,會使保護(hù)裝置不能可靠動作或拒動,使故障擴大化。
在TN系統(tǒng)中,也就是三相五線制中,因N線與PE線是分開敷設(shè),并且是相互絕緣的,同時與用電設(shè)備外殼相連接的是PE線而不是N線。因此我們所關(guān)心的最主要的是PE線的電位,而不是N線的電位,所以在TN-S系統(tǒng)中重復(fù)接地不是對N線的重復(fù)接地。如果將PE線和N線共同接地,由于PE線與N線在重復(fù)接地處相接,重復(fù)接地點與配電變壓器工作接地點之間的接線已無PE線和N線的區(qū)別,原由N線承擔(dān)的中性線電流變?yōu)橛蒒線和PE線共同承擔(dān),并有部分電流通過重復(fù)接地點分流。由于這樣可以認(rèn)為重復(fù)接地點前側(cè)已不存在PE線,只有由原PE線及N線并聯(lián)共同組成的PEN線,原TN-S系統(tǒng)所具有的優(yōu)點將喪失,所以不能將PE線和N線共同接地。
由于上述原因在有關(guān)規(guī)程中明確提出,中性線(即N線)除電源中性點外,不應(yīng)重復(fù)接地。
【TN-S 系統(tǒng)】該系統(tǒng)中保護(hù)線和中性線分開,系統(tǒng)造價略貴。除具有TN-C系統(tǒng)的優(yōu)點外,由于正常時PE線不通過負(fù)荷電流,故與PE線相連的電氣設(shè)備金屬外殼在正常運行時不帶電,所以適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器設(shè)備的供電,也可用于爆炸危險環(huán)境中。在民用建筑內(nèi)部、家用電器等都有單獨接地觸點的插頭。采用 TN-S供電既方便又安全。
【TN-C系統(tǒng)】該系統(tǒng)中保護(hù)線與中性線合并為PEN線,具有簡單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點。當(dāng)發(fā)生接地短路故障時,故障電流大,可使電流保護(hù)裝置動作,切斷電源。 該系統(tǒng)對于單相負(fù)荷及三相不平衡負(fù)荷的線路,PEN線總有電流流過,其產(chǎn)生的壓降,將會呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上,對敏感性電子設(shè)備不利。此外,PEN線上微弱的電流在危險的環(huán)境中可能引起爆炸。所以有爆炸危險環(huán)境不能使用TN-C系統(tǒng),。
【TN-C-S系統(tǒng)】該系統(tǒng)PEN線自A點起分開為保護(hù)線(PE)和中性線(N)。分開以后N線應(yīng)對地絕緣。為防止PE線與N線混淆,應(yīng)分別給PE線和PEN線涂上黃綠相間的色標(biāo),N線涂以淺藍(lán)色色標(biāo)。此外,自分開后,PE線不能再與N線再合并。 TN-C-S系統(tǒng)是一個廣泛采用的配電系統(tǒng),無論在工礦企業(yè)還是在民用建筑中,其線路結(jié)構(gòu)簡單,又能保證一定安全水平。
TT系統(tǒng)
在電源中性點直接接地的三相四線系統(tǒng)中,所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的保護(hù)線PE分別直接接地,稱之為TT供電系統(tǒng)。
個符號 T 表示電力系統(tǒng)中性點直接接地;第二個符號 T 表示負(fù)載設(shè)備外露不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接聯(lián)接,而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。在 TT 系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱為保護(hù)接地,如圖 1-1 所示。這種供電系統(tǒng)的特點如下。
1 )當(dāng)電氣設(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,由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險性。但是,低壓斷路器(自動開關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓,屬于危險電壓。
2 )當(dāng)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(hù)器作保護(hù),困此 TT 系統(tǒng)難以推廣。
3 ) TT 系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多,而且難以回收、費工時、費料。 現(xiàn)在有的建筑單位是采用 TT 系統(tǒng),施工單位借用其電源作臨時用電時,應(yīng)用一條專用保護(hù)線,以減少需接地裝置鋼材用量。
把新增加的專用保護(hù)線 PE 線和工作零線 N 分開,其特點是:①共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系;②正常運行時,工作零線可以有電流,而專用保護(hù)線沒有電流;③ TT 系統(tǒng)適用于接地保護(hù)占很分散的地方。
IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)是指在電源中性點不接地系統(tǒng)中,將所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的保護(hù)線PE分別直接接地,稱之為IT供電系統(tǒng)。IT系統(tǒng)一般為三相三線制。
IT 方式供電系統(tǒng) I 表示電源側(cè)沒有工作接地,或經(jīng)過高阻抗接地。每二個字母 T 表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。
TT 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時,供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所,或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方,例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差,電纜易受潮。運用 IT 方式供電系統(tǒng),即使電源中性點不接地,一旦設(shè)備漏電,單相對地漏電流仍小,不會破壞電源電壓的平衡,所以比電源中性點接地的系統(tǒng)還安全。
但是,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(fù)載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時,漏電電流經(jīng)大地形成架路,保護(hù)設(shè)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。這種供電方式在工地上很少見。如果在線路中安裝自復(fù)位斷路器,這樣就大大提高了安全性。現(xiàn)在很多供電系統(tǒng)開始大力應(yīng)用了自復(fù)位斷路器,大大降低了維護(hù)成本,提高其安全性能。