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低壓接地系統(tǒng):TN-C 、TN-S、TN-C-S、TT、IT分別適用哪些場所?

瀏覽: 作者: 來源: 時間:2021-05-14
但當發(fā)生接地故障時,故障電流需通過設備接地電阻和電源接地電阻,回路阻抗較大,故障電流比TN系統(tǒng)小,降低了線路保護裝置的靈敏感,隨著漏電保護器的開發(fā)和應用,克服了TT系統(tǒng)保護電器不靈敏的弱點

電力系統(tǒng)的接地直接關系到用戶的人身和財產(chǎn)安全,以及電氣設備和電子設備的正常運行。如何針對實際情況選擇合適的接地系統(tǒng),確保配電系統(tǒng)及電氣設備的安全使用,是電氣設計人員面臨的首要問題。

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根據(jù)國際電工委員會(IEC)規(guī)定的各種保護接地方式的術語概念,低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同稱為TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。其中tn系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。下面對各種供電系統(tǒng)做扼要的介紹。

一、低壓系統(tǒng)的接地形式

低壓系統(tǒng)接地形式有IT、TT、TN三大類,而TN類又分為TN-C、TN-C-S、TN-S三種形式;

其中字母表示的含義:

(1)字母第一個部分表示配電系統(tǒng)中性點對地的關系

T:電源端中性點一點直接接地;I:電源端中性點與地絕緣或通過高阻抗一點接地。

(2)字母第二部分表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關系

T:外露可導電部分直接接地,與配電系統(tǒng)的接地點無關;

N:外露可導電部分與配電系統(tǒng)的中性點直接做電氣連接(也叫接零系統(tǒng));

(3)“-”號后面的字母是擴充說明

C:保護零線與工作零線用同一根線;

S:保護零線與工作零線徹底分開,各自獨立用兩根線;

C-S:保護零線與工作零線前邊一部分用同一根線,后邊一部分保護零線與工作零線徹底分開,用兩根線。

二、TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng),稱作保護接零。當故障使電氣設備金屬外殼帶電時,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裝置動作切斷電源。在TN系統(tǒng)中又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)。

(1) TN-C系統(tǒng)

在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的。

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(2)TN-S系統(tǒng)

在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是分開的。

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(3)TN-C-S系統(tǒng)

在全系統(tǒng)內(nèi),通常僅在低壓電氣裝置電源進線點前N線和PE線是合一的,電源進線點后即分為兩根線。

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三、TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)就是電源中性點直接接地,用電設備外露可導電部分也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點的接地叫做工作接地,而設備外露可導電部分的接地叫做保護接地。TT系統(tǒng)中,這兩個接地必須是相互獨立的。設備接地可以是每一設備都有各自獨立的接地裝置,也可以若干設備共用一個接地裝置。

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四、IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)就是電源中性點不接地,用電設備外露可導電部分直接接地的系統(tǒng)。IT系統(tǒng)可以有中性線,但IEC強烈建議不設置中性線。因為如果設置中性線,在IT系統(tǒng)中N線任何一點發(fā)生接地故障,該系統(tǒng)將不再是IT系統(tǒng)。

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五、TN、TT、IT系統(tǒng)各適用的環(huán)境和場所

選擇系統(tǒng)接地形式應根據(jù)電氣裝置的特性、運行條件和使用要求及維護能力的大小等綜合考慮低壓配電系統(tǒng)的接地形式。只要符合安裝和運行規(guī)范要求,三種接地形式是等效的,沒有什么優(yōu)先級之分, 同一配電系統(tǒng)可以選用一種接地形式,也可以根據(jù)需要選用兩種或三種接地形式。

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TN-C系統(tǒng)一般用于三相負荷基本平衡的一般企業(yè),住宅用戶絕大部分是單相用戶,難以實現(xiàn)三相負荷的平衡,不應使用TN-C系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)應用較廣(包括通信系統(tǒng))。TT系統(tǒng)也可以用于通信或機房等對用電要求較高的場所。IT系統(tǒng)用于煤礦等對防火有特殊要求的場所。

原理如下:

當系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時,TN系統(tǒng)相當于直接接地,不經(jīng)過電源側(cè)的接地電阻,回路阻抗??;TT系統(tǒng)回路相當于經(jīng)過電源側(cè)接地電阻,回路阻抗較大;IT系統(tǒng)因電源側(cè)不接地或者經(jīng)高阻抗接地,因此回路阻抗最大。

(1)TN-C系統(tǒng)正常工作時,PEN線上有不對稱負荷電流通過,可能有三次諧波電流通過,在PEN線上產(chǎn)生的壓降將呈現(xiàn)在與PEN線相連的用電設備外殼以及線路的金屬導管上。當發(fā)生PEN線斷線、或PEN線連接端子連接不牢、或相地短路故障時,會呈現(xiàn)較高的對地故障電壓,且某一處的故障電壓可沿PEN線竄至其它部位。

當電氣設備外殼和金屬套管上帶上此危險電壓,就可能出現(xiàn)一處或多處對地打火,產(chǎn)生電弧,引燃附近易燃物,造成火災。此系統(tǒng)不很安全,一般用于三相負荷基本平衡的一般企業(yè),住宅用戶絕大部分是單相用戶,難以實現(xiàn)三相負荷的平衡,不應使用TN-C系統(tǒng)。

TN-S系統(tǒng)正常工作,PE線上沒有不平衡電流通過,與PE線相連的設備外殼不帶電位,只是在接地故障時才帶電位,因而上述故障危險可大為減少。此系統(tǒng)應用較廣(包括通信系統(tǒng)),但應確保接地保護裝置動作的可靠性,E連接端子應連接牢固。

(2)TT系統(tǒng)設備金屬外殼用單獨接地極接地,與電源的接地無直接聯(lián)系,設備外殼是地電位,不會產(chǎn)生火花或電弧,因此較為安全。

另外,當電源側(cè)或者電氣裝置發(fā)生接地故障是,其故障電壓不會像TN系統(tǒng)沿著PE或PEN線在電氣裝置中傳導和互竄,優(yōu)于TN系統(tǒng)。

但當發(fā)生接地故障時,故障電流需通過設備接地電阻和電源接地電阻,回路阻抗較大,故障電流比TN系統(tǒng)小,降低了線路保護裝置的靈敏感,隨著漏電保護器的開發(fā)和應用,克服了TT系統(tǒng)保護電器不靈敏的弱點。

補充一點:

TN系統(tǒng)內(nèi)PE線系引自電源的中性點,當發(fā)生雷擊引起的瞬態(tài)沖擊過電壓或者電網(wǎng)故障引起的工頻過電壓時,相線和PE線電位同時升高,電氣裝置絕緣承受對地過電壓幅度較?。欢鳷T系統(tǒng)中PE線直接引自大地,是大地的零電位,電氣裝置絕緣承受對地過電壓很大,容易發(fā)生擊穿等事故,應當采取措施防范。

(3)IT系統(tǒng)中電源中性點對地絕緣或經(jīng)消弧線圈接地。當發(fā)生接地故障時,故障電流為非故障相的對地電容電流,故障電壓不超過50V,不會產(chǎn)生電火花或電弧,一般場所不要求立即切除故障回路,只需發(fā)出報警信號,并在規(guī)定時間內(nèi)消除故障,就能保證了供電的可靠性。

因此IT系統(tǒng)用于煤礦等對防火有特殊要求的場所,但IT系統(tǒng)不宜配出中性線,另外對電源及用電設備耐壓要求也較高。不能提供照明、控制等需要的220V電源,需要設置380/220V降壓變壓器來提供220V電源,使得線路結(jié)構(gòu)復雜化。

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