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什么是TN中性点接地系统?

发表日期:2014-04-22 01:35:07   所属分类:电阻柜技术百科   浏览 1410 次

根据上述符号的含义可知TN系统的电源的一点(中性点)是不经过任何阻抗而直接接地的,电气设备的外露导电部分则是接在保护线上,与配电系统的接地点相连接,这一接地点通常是配电系统的中性点。如果没有中性点(三角形接线)或未能引出中性点,可将带电相一相接地,但该接地线不能用作保护中性线 (PEN)。

根据保护线PE与中性线N是否合并,TN系统又可组合成 TN-C、TN-S 和 TN-C-S 三种类型。

1、TN-C系统

如图1-1所示,在全系统内保护线PE与中性线N是合二为一的,组成保护中性线PEN(以前称为接零保护),这一系统具有接线简单、投资费用少的优点。

这一系统当发生接地短路时,故障电流大,采用过电流保护器或熔断器可快速切断电源,保证人身安全和防止事故的扩大。我国过去长期沿用苏联规程的规定,曾广泛采用这一系统。但从电气安全角度来衡量,这一系统存在以下问题:

(1)对于三相不平衡负荷或单相负荷以及有谐波电流的负荷线路,PEN线流有电流,其所产生的压降会使接PEN线的电气设备金属外壳带电,同时对于具有灵敏度较高的电子设备造成误动作或损坏设备。特别在有爆炸危险环境中,当接地装置接触不良极易产生火花,成为一引爆点,因此我国“爆炸和火灾危险环境电力设计规范”中明确规定不允许采用TN-C系统。

(2)如系统为一单相回路,当PEN线导电不良或断线时,电气设备外壳对地将带有220V的故障电压,电击死亡的危险性 很大。

(3)不能装用触电保安器,因PEN线与相线同时穿过零序电流互感器,发生故障时,零序电流互感器内的磁场强度为零,而使触电保安器拒动。所以TN-C系统内不能装用触电保安器来防接地电弧火灾和电击事故。

2、TN-S系统

如图1-2所示,在TN-S系统内保护线PE和中性线N分开,PE线平时不通过工作电流,它只是在发生接地故障时流过故障电流,其电位正常时为零电位,不存在对电子设备的干扰,也不会发生对地打火现象,比较安全。所以适用于数据处理和精密电子仪器设备供电,也可用于有爆炸危险的环境中。由于该系统需在回路中多增加一根导线,投资略有增加。同吋丁N-S系统仍不能解决相线对地故障引起中性线电压升髙和对地故障电压传递问题。

在设有变电站的建筑物内通常采用TN-S系统。这是因为如采用TT系统,就需要建两个独立接地的系统接地和保护接地, 这在同一建筑内是不易做到的。如采用TN-C-S系统,会因PEN线上产生的电压降而在电气设备金属外壳上产生的对地电位,这不是一个好的选择。因此,设有变电站的建筑物内TN-S系统是最好的选择。

3、TN-C-S系统

如图1-3所示,从PEN线的A点起分为保护线PE和中性线N,形成A点前一部分为TN-C系统,后一部分为TN-S系 统。此后N线与PE线不能再合并。否则会失去已形成的TN-S地绝缘,绝缘导线可采用浅蓝色或涂以浅蓝色 色标,而PE线和PEN线涂以黄绿相间的色标,以防施工中或运行中混淆。

从图1-3可见,在这一系统中,电源线路采用TN-C系统,进入建筑物内改为TN-S系统,从电源到A点 (建筑物内)间节省了一根专用的PE线。这里要说明的是在PEN线上的一段电压降U,在建筑物内设有总等电位联结,由于整个电气设备对地电位都升高AL7,而PE线与N线分开后,PE线并不产生电压降,因此,不会出现电气设备金属外壳对地带有电位的问题。在建筑物内,它的安全水平与TN-S系统是相同的。

TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的做法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时,TNOS效 果是很显著的。

在工矿企业中,线路的前端大部分为固定设备,而具有敏感元器件等信息技术设备大多设置于线路末端,因此引起共模干扰的可能性较小。这正是一些发达国家对低压供电的广泛采用TN-C-S系统的原因。

无论是TN-C系统还是TNhS或TN-OS系统,在同一供电范围内,所有的PEN线、PE线都是连通的,因此在TN系统内PEN线、PE线上的故障电压在各电气设备金属外壳会带上电位,为此需在建筑物内电气设备采取总等电位联结,以防故障电压的传导引起触电事故。

当TN系统内发生永久性故障时,电击的危险性很大,但这时故障电流大,可用熔断器和断路器等防过电流的开关电器来切 断电源。其切断时间需满足t=5s和t=0.4s的要求。如采用熔断器来作点击保护,按GB13539.1-2002标准,接地故障电流Id与熔体额定电流In的倍数不小于表1-1所列值。

在TN系统内接于电气设备金属外壳的PE线系引自电源的 接地中性点,通常此中性点与变压器的金属外壳及髙压避雷器的下桩头(下接线柱)三点是共同接地的,当发生雷击时,几千安雷电波通过避雷器引入接地极(配电变压器接地电阻约4fl)或小电阻电网接地故障,大地电位会瞬时升高,此值低则几千伏, 高则上万伏,中性线、相线和PE线电位同时升高,电气设备的绝缘基本不承受瞬时过电压,电气设备不致遭受损坏。

综合上述原因,各类TN系统不适用于无总等电位联结的户外用电场所,如农业用电、施工现场、居民小区、路灯等场合。

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