1、压配电系统接地型式及其应用摘要：介绍了低压配电各种接地型式、具体应用场所及其特点。 关键词：TN 系统 ， TT 系统 ， IT 系统，接地 ， 电气安全 Abstract: this paper introduces various earthing patterns of low voltage distribution, specific application places and characteristic. Keywords: TN system, TT system, IT system, grounding, electrical safety 中图分类号： U224.3+1
2、 文献标识码：A 文章编号： 1 低压配电系统接地型式 低压配电系统接地型式可有以下三种： 1.1 TN 系统 在此系统中，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过保护线（PE 线）与该点连接。 按照中性线与保护线组合情况，又可分为三种型式。 1) TN-C-S 系统 系统中前一部分线路的中性线与保护线是合一的。采用 TN-C-S 系统时，当保护线与中性线从某点（一般为进户处）分开后就不能再合并，并且中性线绝缘水平应与相线相同. 2) TN-S 系统 整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是分开的。 3) TN-C 系统 整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是合一的。 1
3、.2 TT 系统 电力系统有一个直接接地点，电气设备的外露可导电部分接至电气上与电力系统的接地点无关的接地板。 1.3 IT 系统 在此系统中的任何带电部分（包括中性线）严禁直接接地，IT 系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘状态。 2 低压配电系统接地型式的应用 2.1 低压配电系统接地型式的采用情况 英国、美国和日本采用 TN-C-S 系统，德国、法国等欧洲大陆国家广泛采用 TT 系统。我国 GB50096-1999 住宅设计规范(2003 版)第 6.5.2 条第一款规定，应采用 TT、TN-C-S 或 TN-S 接地型式，并进行等电位联结。2.2 TN-C 系统不被采用的原因 TN-C
4、 系统可节省一根导线，但它存在许多不安全隐患。 1) 在 TN-C 系统干线上不能安装剩余电流保护器(RCD)来防止触电击伤事故。因为如果要安装 RCD，则必须将 PE 线和 N 线分开，形成局部的TN-S 系统，且其后面不能采用重复接地。 2) 由于 PEN 线包含有 PE 线，而 PE 线不允许被开关切断，因此不能安装四极开关来保证维修人员的安全。 3) 当系统负载为单相设备时，一旦 PEN 线中断，设备金属外壳对地将带有 220V 的故障电压，存在电击死亡的危险。 4) 三相回路如果 PEN 线中断，使设备失去地线（PE 线） ，又使回路失去中性线而“断零” ，而引起人身电击和单相设备烧
5、坏事故。 5) 如按 IEC 要求将 PEN 线加大至铜线 10mm2，既不经济，施工也困难，不如改用 TN-C-S 系统，将 10mm2 的 PEN 线换成 2.5mm2 的 PE 线和 N线。 6) 当三相负载不平衡时，PEN 线中将带有不平衡电流，从而产生电压降，使所接的设备金属外壳对地带有电位，产生电压和杂散电流，容易打火引起爆炸和火灾（在爆炸和火灾危险场所） ，也容易对电子信息设备引起干扰. 2.3 有总等电位联结的 TN-S 系统建筑物内的中性线不需要隔离 IEC60364-4-46 标准第 461.2 条规定：“在 TN-S”系统中（包括 TN-C-S 系统中户内 TN-S 部分
6、）中性线不需要隔离和开关” 。英国 IEE 标准“电气安装规范”第 461-01-02 条也规定在电源进线处除单相回路外 TN-S、TN-C-S 系统三相回路应断开全部相线而不需要断开中性线，所以如此规定其原因可用图一来说明。 图一 图中 TN-C-S 系统电气装置设有总等电位联结，如图中点划线所示。在 IEC60364 标准和我国有关防电击标准中，建筑物内的总等电位联结都规定为各种接地系统内必不可少的基本防电击措施。当进行电气检修时，即使中性线没有隔离而带有从电源侧传导来的对地故障电压 Uf。但由于存在总等电位联结的缘故，所有外露导电部分和装置外导电部分都处于同一电位水平 Uf。不存在电位差
7、，检修人员按触中性线时不可能遭电击，甚至连触电的感觉都没有。因此在有总等电位联结的 TN-S 系统建筑物内不必为电气检修安全而隔离中性线。 2.4 TT 系统内电源进线开关应隔离中性线 IEC60364-4-46 标准第 461.2 条不隔离中性线的规定未提及 TT 系统，说明 TT 系统内应隔离中性线，英国 IEE 标准“电气安装规范”第 461-01-03 条则规定 TT 系统（也包括 IT 系统）电气装置内的电气隔离应隔离所有带电导体，其中包括中性线。图二中的建筑内虽设置了总等电位联结，但 TT 系统的中性线与地绝缘而未与建筑物的总等电位联结导通，它与地间存在故障电位引起的电位差 Uf。
8、此电位差将对电气检修人员构成电击危险。因此在 TT 系统（也包括不常用的 IT 系统）建筑物内，必须在总电源进线处和有需要的局部场所电源进线处将中性线和相线同时隔离。 图二 2.5 TT 系统中的漏电保护器必须隔离中性线 除了为电气检修安全隔离中性线外，TT 系统内的漏电保护器（以下简称 RCD）为保护出现两个故障后的电气安全也要求隔离中性线。图三所示的 TT 系统因发生接地故障而使中性线带故障电压 Uf。因中性线包有绝缘材料，这一故障并不直接引起故障，但如果再发生第二个故障，例如图中的相线碰外壳的设备接地故障，则 RCD 为隔离中性线，RCD 跳闸后故障电压 Uf 将如图中虚线所示通过设备绕
9、组和绝缘损坏的故障点传导至设备外壳上而导致电击事故。 图三 这当然是很不安全的，因此为防止这种两个故障引起的电击事故，TT 系统内 RCD 在断开相线时，必须同时断开中性线以隔离 Uf 的传导。另外 TT 系统装设漏电保护装置时，要认真检查线路上重复接地设施。在漏电保护装置的负载侧不能设置重复接地，否则将造成漏电保护装置的误动和拒动。在分级设置保护方案中要特别注意这一问题。因为重复接地对末端漏电保护装置来说为电源侧，但对前一级的漏电保护则为负载侧。因此，在德国、法国等欧洲大陆国家广泛采用 TT 系统时，他们生产的 RCD 几乎全部为四极或二极的。 2.6 系统一定要有单相接地后故障检测及能进行
10、故障选线的装置，它一般用来声光报警而不用于跳闸，这样可避免故障的扩大化，保护系统安全。 图四所示为 IT 系统，其电源端的带电导体不接地(不作系统接地)，只作设备外壳的保护接地。当发生图示的一个接地故障时，因故障电流 Id(单位：A)没有返回电源的直接通路，只能通过两非故障相带电导体对地的电容电流返回电源，其值为： 式中 f-系统标称频率，在我国为 50Hz； U-线间标称电压，V； C-每一非故障相带电导体的对地电容，F； 图四 由于厂和 C 值甚小，图四中的故障电压 Uf=Id*RA 小于人体接触电压限值 UL (50 V)。如果出现电弧或电火花，其能量也很小。UL 和 Id 不足以引发电
11、击或其他电气事故，也不足以使回路保护电器动作切断电源。要求装设图示的绝缘监测器 IMD(Insulation Monitor Device)来报警，以便及时排除接地故障。由于 90 以上的回路跳闸断电是由接地故障引起的，IT 系统在发生图示接地故障情况下，既能避免发生电气事故，又可保证供电的不间断，这一优点是电源端需直接接地的 TN 和 TT 系统所不具有的。正因为此，发达国家在一些不间断供电要求高或对电气安全有特殊要求的场所和装置中不采用 TN 或 TT 系统配电，而采用 IT 系统配电。 2.7 lT 系统不宜引出中性线，不能提供 220V 电源 国际电工标准强烈建议 IT 系统不引出中性
12、线。这是因为如果引出中性线，当中性线发生接地故障时图四中所示的绝缘监测器无法报警，致使故障持续存在。这时 IT 系统实际上成为 TN 系统或 TT 系统，而电气装置管理人员却无从发觉。如果再发生相线的接地故障，电气装置将按 TN系统或 TT 系统来切断电源，使重要用电设备供电中断，导致严重后果。 3 结语 综上所述，在低压配电系统中，TN、TT、IT 系统有各自的优缺点及适用范围，在具体工程应用时，应根据不同的配电需要来选择合适的供电方式。在低压配电系统中宜采用 TN-C-S 或 TN-S、TT 系统，并与漏电保护装置正确配合使用。这样才能有效地防止触电和电击事故的发生并提高安全用电水平。 参考文献： 住宅设计规范(2003 版)GB50096-1999 低压配电设计规范 GB 50054-95 等电位联结安装 02D501-2
