全面解析IEC 60364三种接地系统的概念、特点及应用

根据IEC 60364规定的各种保护方式、术语概念,低压配电系统按接地方式的不同分为三类,即 TT 、 TN 和 IT 系统。

1.TT系统TT grounding system

TT供电系统:是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称TT系统。其中,第一个符号“T”表示电力系统中性点直接接地;第二个符号“T”表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关。

系统原理:TT系统配电线路内由同一接地故障保护电路的外露可导电部分,应用PE线连接,并应接至共用的接地极上。当有多级保护时,各级宜有各自独立的接地极。

TT系统的应用:TT系统适应于有中性线输出的单、三相没合用电的较大的村庄,加装上漏电保护装置,可收到较好的安全效果。有的建筑单位是采用TT系统,施工单位借用其电源作临时用电时,应用一条专用保护线,以减少需接地装置钢材用量。把新增加的专用保护线PE线和工作零线N分开,其特点是:

(1)共用接地线与工作零线没有电的联系;

(2)正常运行时,工作零线可以有电流,而专用保护线没有电流;

(3)TT系统适用于接地保护占很分散的地方。

2.IT系统IT system

IT系统:指由一根接地的中性线作为系统的零线,同时保护地线与系统的零线相互独立,以提高电气设备的安全可靠性。在这种系统中,电器设备的外框体与保护地线直接相连,以提供漏电保护,遇到故障时电器的外框体会触发漏电保护器,使电器断电,从而避免触电的危险。其中,“I”表示电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地,“T”表示电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点。

系统特点:-发生第一次接地故障时,接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压不超过50V,不需要立即切断故障回路,保证供电的连续性;-发生接地故障时,对地电压升高1.73倍;-220V负载需配降压变压器,或由系统外电源专供;-安装绝缘监察器。

IT系统的应用:IT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。

3.TN系统TN system

保护接零(protective connect to neutral) 把电工设备的金属外壳和电网的零线可靠连接,以保护人身安全的一种用电安全措施。在电压低于1000伏的接零电网中,若电工设备因绝缘损坏或意外情况而使金属外壳带电时,形成相线对中性线的单相短路,则线路上的保护装置(自动开关或熔断器)迅速动作,切断电源,从而使设备的金属部分不至于长时间存在危险的电压,这就保证了人身安全。

具体可分为:TN-C、TN-S、TN-C-S三种。

(1)TN-C:用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用PEN表示,常见的三相四线制;

(2)TN-S:将工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统,常见的三相五线制;

(3)TN-C-S:若前部分是TN-C方式供电,而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统,则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线。

系统特点:在TN系统中,所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上,并与电源的接地点相连,这个接地点通常是配电系统的中性点。TN系统通常是一个中性点接地的三相电网系统,其特点是电气设备的外露可导电部分直接与系统接地点相连,当发生碰壳短路时,短路电流即经金属导线构成闭合回路。形成金属性单相短路,从而产生足够大的短路电流,使保护装置能可靠动作,将故障切除。

TN系统的应用:(1)TN-C系统:TN-C系统的配电出线是L1、L2、L3和PEN线四根,PEN线即是PE线,也是N线,因为功能合用了,所以节省了一根导线,在上世纪80年代有着广泛应用。然而PEN线因有比较大的中性线电流通过,导线上将因线路阻抗存在电压降,会使电气设备金属外壳带电,存在较大的安全隐患,因此如今已经很少被采用了。

(2)TN-S系统:TN-S系统是来源于TN-C系统的经验总结,将PE线和N线自电源中性点处分开,能很大程度上降低电击、火灾、爆炸事故风险,特别适用于公共建筑、医院、住宅等建筑、数据中心、通信局站、计算机站房、易燃易爆炸场所等。

(3)TN-C-S系统:伪三相五线制,三相四线制PEN线规定距离内接地,在入户端就近接地,进入入户端后分为五线制到达用电设备。导线分为入户端前为黄、绿、红、黄绿线、入户端后分为黄、绿、红、N淡蓝、PE黄绿线,多用于建筑施工临时供电中。

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