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关于低压配电系统TN-C-S接地型式的正确接线 公司兼职电气专业副总工 黄亩伦 问题地提出:最近竣工验收的某工程, 低压配电系统的接地型式设计为TN-C-S系统。安装单位在低压进线柜接线时,未将电源电缆的PEN线(电源电缆的第4芯)与开关柜的PE线进行联结,其接线是错误的。如此接线,存在安全隐患,将对人身安全构成极大威胁。当监理要求整改、正确接线时,施工方告之,某设计师认为可以不连接。在监理工程师地坚持下,错误接线最终得以改正。上述事例说明还有极少的技术人员对TN-C-S接地系统的概念模糊,有进一步说明的必要。根据国家相关规范的规定,本文拟对低压配电系统TN-C-S接地型式的正确接线作一论述,供同行参考、讨论,希望引起关注,用正确的理论指导工作。一、 TN-C-S接地型式的构成为了了解TN-C-S接地型式的构成,我们先分别对TN-C和TN-S接地系统作简要介绍。1、 TN-C系统TN-C-S接地系统的前半段用4芯电缆(或4根导线)将电源的L1、L2、L3和N线引来,即三相四线制,低压配电系统的这种接地型式叫做TN-C系统,它的PE线和N线是合一的,叫做PEN线,TN-C接地型式如图1所。解放初,我国电力行业和其他行业一样,一直沿用前苏联的标准,低压配电系统接地型式同样采用前苏联标准,即TN-C系统。一直到20世纪70年代末80年代初,我国开始全面与IEC标准(国际电工委员会标准)接轨,才逐渐采用TN-S和TN-C-S等接地型式,尽量不用或少用TN-C系统。 TN-C系统的最大优点是可以损去一根导线,但它的缺点更不能忽视:一旦设备外壳带电,就是单相短路,它的PEN线上始终有电流流过,而且不能使用漏电保护装置。2、TN-S系统 TN-S接地系统是将工作零线(N线)和专用保护零线(PE线)严格分开的接地型式。如图2所示。 TN-S接地系统的PE线和N线在变压器中性点处是连接在一起并接地(工作接地),PE线要求重复接地,且与N线要绝缘良好,而且要求PE线不能断线。它的最大优点是系统正常运行时,只在N 线中有电流流过,PE线中没有电流,对地无电压,电气设备金属外壳接到保护零线(PE)上,安全可靠。3、TN-C-S接地系统的构成 在低压配电系统的前半段采用TN-C接地型式,而从建筑物电源进线总开关柜(总配电箱)处开始,将TN-C接地型式转换为TN-S接地系统,即系统的后半段为TN-S接地系统,从这里开始,到负荷末端,PE线和N线要绝缘良好,不准再有电气连接,并对PE线作重复接地。这种配电系统的前半段后半段分别由TN-C和TN-S两种不同接地型式构成的混合接地型式,就是TN-C-S接地系统。如图3所示。若在建筑物电源进线处的总开关柜(总配电箱)内不将PEN线与PE线进行连接,又何以构成TN-C-S接地系统? TN-C-S接地系统的特点是供电系统的前半段可以损去一根导线,但PEN线上有电流流过,且不能安装漏电保护装置;而后半段又具有TN-S接地系统的特点,PE线为专用保护零线,正常情况下无电流流过,能够安装漏电保护装置,供电系统的安全功能得到了可靠保证。 二、TN-C-S接地系统的正确接线 对TN-C-S接地系统的正确接线,国家相关规范已作了明确规定,现叙述如下。 1、国家标准漏电保护器安装和运行GB 13955-92第6.1.4条,规定了包括TN-C-S系统在内的低压配电系统各种接地型式的正确接线方式,并附有接线图。其中要求TN-C-S系统在建筑物电源进线配电柜处将PE线和N线作电气连接。2、国家规范供配电系统设计规范GB 50052-2009,在条文说明的7.0.1条的图6,画出了TN-C-S系统的接线图,如图4所示。从图中可见,在将TN-C系统转换为TN-C-S系时,PEN线变为两根线:PE、N线。在此处PE、N线是连接在一起的。3、行业标准全国民用建筑工程设计技术措施电气分册(2009版)第5.5.6条第5项,对TN-C-S系统的接线作了具体规定:“将TN-C系统转换为TN-C-S系统,即在电源进线处,将PEN线转换为PE线和N线,PEN进线先联接PE母线,并作接地,再联接N母线,同时N线与PE线分开后不应再合并。”并绘制了示例接线图(图5.5.6-1 TN-C-S系统接线示例图),如图5所示。该图对供配电系统设计规范GB 50052-2009的第6图如何在配电箱内具体实施作了更明确地规定。接线图有两个特点:一是在电源进线配电柜(箱)处,PE线和N线必须连接起来;二是电源进线的PEN线必须先与PE母线联接,并作接地,再将PE母线与N母线连接起来。三、全国民用建筑工程设计技术措施电气分册为什么要求PEN进线先联接PE母线,并作接地,再联接N母线?试分析如下:在PEN线先接PE母线,再将PE母线与N母线进行连接的情况下,当PE母线与N母线之间的连接线接触不良时,中性线路(N线)不通,系统设备运行不正常,单相设备甚至不工作。这时故障容易被发现并修复,不致造成大的危害。若PEN线先与N母线连接,再将N母线与PE母线进行连接时,当PE母线与N母线之间的连接线接触不良时,则整个系统失去PE线的接零保护,但系统内的设备仍正常工作,失去PE接零保护的故
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