低壓配電系統TN、TT、IT 的比較

低壓配電系統TN、TT、IT的比較

根據現行的國家標準《低壓配電設計規范》(GB50054)的定義，將低壓配電系統分為三種，即TN、TT、IT三種形式。其中，第一個(gè)大寫(xiě)字母T表示電源變壓器中性點(diǎn)直接接地;I則表示電源變壓器中性點(diǎn)不接地(或通過(guò)高阻抗接地)。第二個(gè)大寫(xiě)字母N表示電氣設備的外殼與系統的接地中性線(xiàn)相連。T表示電氣設備的外殼直接接地，但和電網(wǎng)的接地系統沒(méi)有聯(lián)系;

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

TT系統：電源變壓器中性點(diǎn)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，稱(chēng)為保護接地系統

IT系統：電源變壓器中性點(diǎn)不接地(或通過(guò)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

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

1.1、TN—C系統

其特點(diǎn)是：電源變壓器中性點(diǎn)接地，保護零線(xiàn)(PE)與工作零線(xiàn)(N)共用。

(1)它是利用中性點(diǎn)接地系統的中性線(xiàn)(零線(xiàn))作為故障電流的回流導線(xiàn)，當電氣設備相線(xiàn)碰殼，故障電流經(jīng)零線(xiàn)回到中點(diǎn)，由于短路電流大，因此可采用過(guò)電流保護器切斷電源。TN—C系統一般采用零序電流保護;

(2)TN—C系統適用于三相負荷基本平衡場(chǎng)合，如果三相負荷不平衡，則PEN線(xiàn)中有不平衡電流，再加一些負荷設備引起的諧波電流也會(huì )注入PEN，從而中性線(xiàn)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(wú)法取得穩定的基準電位;

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

由上可知，TN-C系統存在以下缺陷：

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

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

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

(4)重復接地裝置的連接線(xiàn)，嚴禁與通過(guò)漏電開(kāi)關(guān)的工作零線(xiàn)相連接。TN-S供電系統，將工作零線(xiàn)與保護零線(xiàn)完全分開(kāi)，從而克服了 TN-C供電系統的缺陷，所以現在施工現場(chǎng)已經(jīng)不再使用TN-C系統。

1.2、 TN—S系統

整個(gè)系統的中性線(xiàn)/工作零線(xiàn)(N)與保護線(xiàn)(PE)是嚴格分開(kāi)的。

(1)當電氣設備相線(xiàn)碰殼，直接短路，可采用過(guò)電流保護器切斷電源;

(2)當N線(xiàn)斷開(kāi)，如三相負荷不平衡，中性點(diǎn)電位升高，但外殼無(wú)電位，PE線(xiàn)也無(wú)電位;

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

(4)TN—S系統適用于工業(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場(chǎng)較近的工地基本上都采用了TN—S系統，與逐級漏電保護相配合，確實(shí)起到了保障施工用電安全的作用，但TN—S系統必須注意幾個(gè)問(wèn)題：

(1)保護零線(xiàn) PE線(xiàn)絕對不允許斷開(kāi)，也不許進(jìn)入漏電開(kāi)關(guān)。否則在接零設備發(fā)生帶電部分碰殼或是漏電時(shí)，就構不成單相回路，電源就不會(huì )自動(dòng)切斷，就會(huì )產(chǎn)生兩個(gè)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施工現場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規范》規定專(zhuān)用保護線(xiàn)必須在首末端做重復接地。

(2)同一用電系統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(shí)，會(huì )使中性點(diǎn)接地線(xiàn)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(xiàn)的材料及連接要求：保護零線(xiàn)的截面應不小于工作零線(xiàn)的截面，并使用黃/綠雙色線(xiàn)。與電氣設備連接的保護零線(xiàn)應為截面不少于 2.5mm 2的絕緣多股銅線(xiàn)。保護零線(xiàn)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(xiàn)柱應鍍鋅或涂防腐油脂，保護零線(xiàn)在配電箱中應通過(guò)端子板連接，在其他地方不得有接頭出現。

TN-S 供電系統的特點(diǎn)如下。

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

2 )工作零線(xiàn) N只用作單相照明負載回路。

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

1.3、 TN—C—S系統

它由兩個(gè)接地系統組成，第一部分是TN—C系統，第二部分是TN—S系統，其分界面在N線(xiàn)與PE線(xiàn)的連接點(diǎn)。

(1)當電氣設備發(fā)生單相碰殼，同TN—S系統;

(2)當N線(xiàn)斷開(kāi)，故障同TN—S系統;

(3)TN—C—S系統中PEN應重復接地，而N線(xiàn)不宜重復接地。PE線(xiàn)連接的設備外殼在正常運行時(shí)始終不會(huì )帶電，所以TN—C—S系統提高了操作人員及設備的安全性。施工現場(chǎng)一般當變臺距現場(chǎng)較遠或沒(méi)有施工專(zhuān)用變壓器時(shí)采取TN—C—S系統。

2、 TT供電系統

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

在采用此系統保護時(shí)，當一個(gè)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(kāi)關(guān)的動(dòng)作，對人和設備有危害。為消除 TT系統的缺陷，提高用電安全保障可靠性，根據并聯(lián)電阻原理，特提出完善 TT系統的技術(shù)革新。技術(shù)革新內容是：用不小于工作零線(xiàn)截面的綠/黃雙色線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng) PT線(xiàn))，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(xiàn)為保護地線(xiàn)，用綠/黃雙色線(xiàn)連接電氣設備金屬外殼。它有下列優(yōu)點(diǎn)：

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

2)PT線(xiàn)不與中性線(xiàn)相聯(lián)接，線(xiàn)路架設分明、直觀(guān)，不會(huì )有接錯線(xiàn)的事故隱患;幾個(gè)施工單位同時(shí)施工的大工地可以分片、分單位設置 PT線(xiàn)，有利于安全用電管理和節約導線(xiàn)用量。

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

3、IT系統

電力系統的帶電部分與大地間無(wú)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(guò)保護線(xiàn)直接接地。

這種系統主要用于 10KV及 35KV的高壓系統和礦山、井下的某些低壓供電系統，不適合在施工現場(chǎng)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)規定：施工現場(chǎng)專(zhuān)用的中性點(diǎn)直接接地的電力系統中必須采用 TN-S接零保護系統。因此，TN-S接零保護系統在施工現場(chǎng)中得到了廣泛的應用，但如果 PE線(xiàn)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(huì )發(fā)生觸電事故，為了提高 TN-S接零保護系統的安全性，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外可導電部分(如混凝土中的主筋、各種金屬管道等)通過(guò)保護零線(xiàn)(PE線(xiàn))作實(shí)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(xiàn)正常時(shí)無(wú)電流通過(guò)，只傳遞電位，故障時(shí)才有電流通過(guò)。

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(xiàn)傳導故障電壓帶來(lái)的電擊危險。因此施工現場(chǎng)也應逐步推廣該技術(shù)。當然，無(wú)論采取何種接地形式都絕不是萬(wàn)無(wú)一失絕對安全的。施工現場(chǎng)臨時(shí)用電必須嚴格按 JGJ46-88規范要求進(jìn)行系統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，規范管理，才能杜絕事故的發(fā)生。