电力建设工程施工现场安全用电T课件52

电力建设工程施工现场安全用电（TN-S接零保护系统）（俗称“三相五线制”

）2010年12月一、问题的提出：电力建设安全工作规程（变电所部分）DL5009·3—1997第3.3.4.3条“当施工现场采用低压侧为380/220V中性点直接接地的变压器时，宜按GB50194（建设工程施工现场供用电安全规范），采用工作零线和保护零线分开的接地保护”。电力建设安全工作规程第1部分：火力发电厂6.4.3当施工现场采用低压侧为380／220V中性点直接接地的变压器时，应按GB50194的规定，采用工作零线和保护零线分开的接零保护。按照中华人民共和国国家标准GB50194-93《建设工程施工现场供用电安全规范》（该规范为强制性国家标准）第4.1.1条“当施工现场设有专供施工用的低压侧为380/220V中性点直接接地的变压器时，其低压侧应采用保护导体和中性导体分离接地系统（TN-S系统）或电源系统接地，保护导体就地接地系统（TT系统）。但由同一电源供电的低压系统，不宜同时采用上述两种系统”。按中华人民共和国行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）的要求：建筑施工现场临时用电工程专用的电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统必须符合下列规定：1、采用三级配电系统；2、采用TN-S接零保护系统；3、采用二级漏电保护系统。该条文为强制性条文。重点讲三部分的内容。一、什么是“三级配电系统”、二、什么是“TN-S接零保护系统”三、什么是“二级漏电保护系统”首先了解施工现场通常为中性点直接接地的三相四线制的220/380V低压配电系统，在这个系统中按接地、接零保护方式不同分为TT和TN系统。现在首先了解一下TT系统和TN系统。

表示装置的外露可导电部分对地关系：

外露可导电部分对地直接作电气连接，此接地点与电力系统的接地点无直接关连TT表示电力系统的对地关系：直接接地

外露可导电部分通过保护线与电力系统的接地点直接作电气连接。TN表示电力系统的对地关系：直接接地二、TT系统与TN系统的含义（一）TT系统TT系统是指在电源（电力变压器）中性点直接接地的电力系统中，将电气设备正常不带电的金属外壳或机械设备的金属外壳或机械设备的金属构件，直接接地的保护系统。（二）TN系统TN系统电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护线与该接地点相连接。TN系统可分为：TN-S（S表示工作零线与保护零线分开设置）TN-C（C表示工作零线与保护零线合一设置）TN-C-S（工作零线与保护零线前一部分合一，后一部分分开设置）⒉1TN-S系统整个系统的中性线（工作零线）与保护线（保护零线）是分开的；

2.2TN-C系统整个系统的中性线（工作零线）与保护线（保护零线）是合一的；2.3TN-C-S系统是指整个个系统中中工作零零线与保保护零线线前一部部分是合合一，后后一部分分分开设设置的接接零保护护系统。。N线（工作作零线））和PE线（保护护零线））的作用用：1、N线因单相相用电设设备的工工作需要要而设置置，而称“工作零线线”；N线根据工工作需要要应穿过过漏保护护器的剩余余电流互互感器。。2、保护零零线是指指中性点点接地时时，由中中性点或或中性线引引出，不不作为电电源线，，仅用作作连接电电气设备外外露可导导电部分分的导线线，工作作时仅提提供漏电电电流通路路，PE线是不需需要穿过过漏电保保护器的剩余余电流互互感器。。三、TT系统与TN系统的保保护原理理3.1TT系统的保保护原理理接地保护护是将电电气设备备正常情情况下不不带电的的外露金属属部分(如金属外外壳)与接地体体作直接的电气气连接。。其基基本原理理是限制制漏电设设备外壳对地地电压，，使之不不超过安安全范围围。3.2TN系统保护护原理接零保护护是为防防止因电电气设备备绝缘损损坏而使使人体有遭遭受触电电的危险险，s将电气设设备正常常情况下不不带电的的外露金金属部分分(如金属外外壳)与电网的保护零零线(PE线)相连接。。当一一相碰壳壳而使接接零设备金属外外壳带电电时，单单相接地地短路电电流通过过该相线线和PE线形成回回路，而而不经过过电源中中性点接接地装置置。由于于故障回路路相线，，PE线阻抗很很小，所所以单相相短路电电流很大，它可可使线路路上的保保护装置置(如熔断器器、开开关等)迅速动作作，从而而切除漏漏电设备备电源，，以起到到保护作作用。四、重点点讲什么么是“三级配电电系统；；TN-S接零保护系统；二级漏电电保护系统。。”1、三级配电系系统按05版规范要求：：1.即配电系统应应设置总配电电箱、分配电电箱、开关箱箱实行三级配电.（05版第8.1.1条）2.总配电箱应设设在靠近电源源的区域，分分配电箱应设设在用电设备或负荷相对对集中的区域域。分配电箱箱与开关箱的的距离不得超超过30m，开关箱与其其控制的固定定式用电设备备的水平距离离不宜超过3m。（05版第8.1.2条）3.动力配电箱与与照明配电箱箱宜分别设置置。当合并设设置为同一配电箱时，动动力和照明应应分路配电；；动力开关箱箱与照明开关关箱必须分设。（（05版第8.1.3条）4.每台用电设备备必须有各自自专用的开关关箱，严禁用用同一个开关箱直接控控制2台及2台以上用电电设备（含含插座）。。（第8.1.4条为强制性条条文）5.电缆线路应应采用埋地地或架空敷敷设,严禁沿地面面明设,并应避免机械损伤伤和介质腐腐蚀.埋地电缆路路径应设方方位标志。。（第7.2.3条为强制性性条文）2、TN-S接零保护系系统？05版强制性条条文第5.1.1条“在施工现场场专用变压压器的供电电的TN-S接零保护系系统中，电气设备的的金属外壳壳必须与保保护零线连连接，保护零线线应由工作作接地线、、配电室（总配电电箱）电源源侧零线或或总漏电保保护器电源源侧零线引引出”。1—工作接地；；2--PE线重复接地地；3一电气设备备金属外壳壳(正常不带电电的外露可可导电部分分)；L1、L2、L3—相线；N—工作零线；；PE--保护零线；；DK--总电源隔离离开关；RCD---总漏电保护护器(兼有短路、、过载、漏漏电保护功功能的漏电电断路器)；T--变压器图5.1.1专用变压器器供电时TN-S接零保护系系统示意重点说一下下重复接地地的问题将保护零线线上多处通通过接地装装置与大地地再次连接接称重复接接地。重复接地在在施工现场场安全用电电中所起的的作用是十十分重要的的，它可以降低漏电设设备的对地地电压、减减轻零线断断线危险、、缩短故障障时间、改善善防雷性能能等方面起着重重要作用。。为提高施施工现场的的用电可靠性性，必须重重视对重复复接地的重重要性的认认识。1.TN-S接零保护系系统中，保保护零线每每一处重复复接地电阻阻值应不大于10Ω。2.重复接地位位置2.1建设工程施施工现场供供用电安全全规范GB50194--934.1.3接零保护应应符合下列列规定:4.1.3.1架空线路终终端、总配配电箱及区区域配电箱箱与电源变变压器的距离超过50m以上时，其其保护零线线（PE线）应作重重复接地，，接地电阻值不应应大于10Ω。2.2施工现场临临时用电安安全技术规规范JGJ46-20055.3.2TN系统中的保保护零线除除必须在配配电室或总总配电箱处处做重复接地外，还还必须在配配电系统的的中间处和和末端处做做重复接地地。在TN系统中，保保护零线每每一处重复复接地装置置的接地电电阻值不应应大于10Ω。在工作接接地电阻值值允许达到到10Ω的电力系统统中，所有重复接地地的等效电电阻值不应应大于10Ω。（强制性性条文）5.1.4在TN接零保护系系统中，PE零线应单独独敷设。重复接地线线必须与PE线相连接，严禁与N线相连接。。2.3电力建设安安全工作规规程第1部分：火力力发电厂6.4.5接零保护的的规定：1架空线零线线的终端、、总配电盘盘及区域配配电箱的零零线应重复复接地，接地电电阻不得大大于10Ω。2.4电力建设安安全工作规规程(变电电所所部部分分)3.3.4.4接零零保保护护应应符符合合下下列列规规定定：：a）架架空空线线零零线线的的终终端端、、总总配配电电盘盘及及区区域域配配电电开开关关箱箱的的零零线线应应重重复接接地地，，接接地地电电阻阻不不得得大大于于10ΩΩ。2.5山东东省省、、黑黑龙龙江江省省在在执执行行《施工工现现场场临临时时用用电电安安全全技技术术规规范》（JGJ46--2005）中中对对遇遇到到的的有有关关重重复复接接地地问问题题所所给给出出的的结论论是是：：施工工现现场场供供配配电电系系统统保保护护零零线线（（PE线））的的重重复复接接地地的的数数量量不不少少于2n+1（n—代表表总总分分路路数数量量）），，分分别别设设置置于于配配电电系系统统的的首首端端、、中间间、、末末端端，，重重复复接接地地连连接接线线应应选选用用绿绿/黄双双色色多多股股软软铜铜线线，，其其截面面不不小小于于相相线线截截面面的的50%，且且不不小小于于2.5mm²。连接接线线应应与与配配电箱箱、、开开关关箱箱内内的的（（PE线））端端子子板板连连接接，保护护零零线线（（PE线））设设置重重复复接接地地的的部部位位可可为为：：（1）总总配配电电箱箱（（配配电电柜柜））处处；；（2）各各分分路路分分配配电电箱箱处处；；（3）各各分分路路最最远远端端用用电电设设备备开开关关箱箱处处；；（4）塔塔式式起起重重机机、、施施工工电电梯梯、、物物料料提提升升机机、、混混凝凝土土搅搅拌拌站站等等大大型施施工工机机械械设设备备开开关关箱箱处处。。3.重复复接接地地的的重重要要性性3.1若保护零零完好未未做重复复接地，当单纯采采用保护护接零的的设备发发生碰壳短短路（一一相碰壳壳）时，，设备外壳的的对地电电压即短短路电流流在保护零线线上的电电压降，，经计算为为147V。由此可可见在没没有重复复接地的情况下下，接零零保护的的设备外外壳在故障切切除前的的相对地地电压仍仍然是危险的的。3.2当保护零零线完好好采取了了重复接接地的情情况下，，情况就就会大不不同，设备备外壳的的对地电电压会大大大降低低。当发生碰碰壳短路路时，短路电流流大部分分通过保保护零线线回到电电源，另一部分分则经过过重复接接地和工作接地地回到电电源，后一部分电流在在重复接接地电阻阻上的压降便是是设备外外壳的对对地电压，假设设零线电电压仍然然为147V工作接地地电阻和和重复接地电阻阻均为4Ω，经计算算其值为为73.5V。这个个电压压对人仍有有危险险,但危险险性相相对减小了了许多多。3.3、保护护零线线断线线时重重复接接地的的作用用3.3.1若未做做重复复接地地，发发生零线意意外断断开处处设备备又碰碰壳如如下图图示：：假如ＰＰＥ线线在2号设备备前断断开，，那么么断点点后的的设备备（２２、３３）处处于非非保护护状态态。一一旦电电气设设备有有漏电电或碰碰壳现现象时时，2号设备外壳壳带电，由由于3设备的外壳壳与2号设备的外外壳是通过过PE线相连接的的，所以３３的外壳也也存在接近近于电源相相电压的对对地电压，，触电的的危险性将将被扩大。。3.3.2若做重复接接地，发生生零线意外外断开处设设备又碰壳壳如下图示示。进行重复复接地以以后，一一旦如上上图2号设备前前发生断断点，往往后的设设备处于于接地保保护状态态，其对对地电压压的高低低决定于于变压器器中性点点的接地地电阻和和重复接接地电阻阻的大小小。即：：Ud=URO/（RO+Rd）式中：Ud-设备外壳壳对地电电压U相电压RO变压器中中性点接接地电阻阻Rd重复接地地电阻。。如果按按照接地地电阻与与重复接接地电阻阻都相同同，则零零线后的的对地电电压只有有相电压压的一半半,危险程度度就降低低了。由于重复复接地的的重要性性，05版规范中强强制性条条文第5.1.10条规定：PE线上严禁禁装设开开关或熔断器，，严禁通通过工作作电流，，且严禁断断线。值得注意意的05版强制性性条文第第5.2.1“当施工现现场与外外电线路路共用同同一个供供电系统时，，电气设设备的接接地、接接零保护护应与原原系统保保持一致致，不得得一部分分设备做保护接接零，另另一部分分设备做做保护接接地”。为什么么？这是因为为如果一一旦保护护接地设设备上发发生碰壳壳接地故故障时,接地电流流若不足足以使保护装装置动作作（跳闸闸），短短路电流流由故障障点流入入大地，，与变压压器中性性点接地极、变变压器绕绕组间形形成回路路，若变变压器中中性点接接地电阻阻RO=4Ω,而故障设设备的接地地电阻也也是RP=4Ω，由分压压公式可可知UO=RO/（RO+RP）UN=110V危险电压，这这样不但但保护接接地设备备外壳上上有110V电压，而而且在供供电系统统中，采采用保护接零零的设备备上也都都有110V危险电压压。扩大大了可能能发发触触电事故故的范围围，特别是在在接零设设备和接接地设备备相距很近时，人可可能同时接触触这两个设备时，则触电电的危险性就就更大。5、什么是“二级漏电保护护系统”？5.1讲一下漏电保保护器的工作作原理目前广泛应用用的漏电保护护器都是电流流动作型。工工作原理如图图所示。作为为TAN的一次线圈的相相线L1、L2、L3和零线N均通过零序电电流互感器TAN。正常情情况下下，当设备备三相相负荷荷平衡衡，其其一次次电流的矢矢量和和为零零，即即Iu十Iv十Iw=O；TAN二次线线圈无电电流输输出，，脱扣扣器YA不动作作，RCD正常合合闸运行。。当设备备发生生漏电电或人人身触触电时时，则则故障障电流流Id经大地地回到到电源源变压压器TM而中性性点构构成回回路。。由于对对地出出现漏漏电电电流Id，则流流经TAN的矢量量和不等于于零，，即通通过TAN的Iu十Iv十Iw+In≠0，TAN的二次次侧有有剩余余电流流流过过，电电磁脱脱扣器器YA中有电流流流过过，当当电流流达到到整定定值时时，脱脱扣器器YA动作，，漏电电保护护器RCD掉闸，，切断断故障障电路路，从从而起到到保护护作用用。5.2二级漏漏电保保护系系统1.所谓二二级漏漏电保保护是是指在在整个个施工工现场场临时时用电工工程中中，总总配电电箱中中必须须装设设漏电电保护护器，，所有开开关箱箱中也也必须须装设设漏电电保护护器。。2.实行分分级分分段保保护，，取决决于漏漏电保保护器器的动动作参数数。①（05版强制制性条条文第第8.2.10条）开关箱箱中漏漏电保保护器器的额额定漏漏电动动作电电流不不应大大于30mA，额定定漏电电动作作时间间不应应大于于0.1s。使用于于潮湿湿或有有腐蚀蚀介质质场所所的漏漏电保保护器器应采用防防溅型型产品品，其其额定定漏电电动作作电流流不应应大15mA，额定定漏电电动作作时间间不应应大于于0.1s。②（05版强制制性条条文第第8.2.11条）总配电电箱中中漏电电保护护器的的额定定漏电电动作作电流流应大于于30mA，额定定漏电电动作作时间间应大大于0.1s，但其额额定漏漏电动动作电电流与与额定定漏电电动作作时间间的乘积不不应大大于30mA·s。三相负负荷ABCNPE分配电电箱总配电电箱开关箱箱三相负负荷接接零保保护示示意图图六、三三相五五线制制接零零保护护示意意图重复接接地重复接接地重复接接地单相负负荷ABCNPE分配电电箱总配电电箱开关箱箱单相负负荷接接零保保护示示意图图重复接接地重复接接地重复接接地两相负负荷ABCNPE分配电电箱总配电电箱开关箱箱两相负负荷接接零保保护示示意图图重复复接接地地重复复接接地地重复复接接地地三相相四四线线负负荷荷ABCNPE分配配电电箱箱总配配电电箱箱三相相四四线线负负荷荷接接零零保保护护示示意意图图开关关箱箱重复复接接地地重复复接接地地重复复接接地地电力力系系统统接地地极极要求求：：（1）总总配配电电箱箱（（配配电电柜柜））至至分分配配电电箱箱必必须须使使用用五五芯芯电电缆缆。。05版强制性条条文7.2.1“电缆中必须须包含全部部工作芯线线用作保护护零线或保保护线的芯芯线。需要要三相四线线制配电的的电缆线路路必须采用用五芯电缆缆”。（2）分配电箱箱至开关箱箱与开关箱箱至用电设设备的相数数和线数应应保持一致致。动力与与照明分别别设置时，，三相设备备线路可采采用四芯电电缆，单相相设备和一一般照明线线路可采用用三芯电缆缆。（3）塔式起重重机、物料料提升机、、混凝土搅搅拌站等大大型施工机机械设备的的供电开关关箱必须使使用五芯电电缆向设备备配电（即即当三相用用电设备中中配置有单单相用电器器具时，应应选用五芯芯电缆）。。（4）电缆必须须包含全部部工作芯线线和保护零零线(PE线)，五芯电缆缆芯线绝缘缘色标为绿绿/黄双色、淡淡蓝色、黄黄色、绿色色、红色，，其中黄色色、绿色、、红色为相相线色标，，淡蓝色芯线线必须用作作工作零线线(N线),绿/黄双色芯线线必须用作作保护零线线（PE线），N线、PE线绝缘色标标同样适用用于四芯、、三芯电缆缆。05版强制性条条文7.2.1“五芯电缆必必须包含淡淡篮、黄/绿二种颜色色绝缘芯线线。淡篮芯芯线必须用用作N线；黄/绿双色芯线线必须用作作PE线，严禁混混用”。在讲下面总总配电箱、、分配电箱箱、单相照照明开关箱箱、三相动动力开关箱箱系统接线线图前，说说一下05版对配电箱箱的设置要要求。8.1.11条“配电箱的电电器安装板板上必须分设N线端子板和和PE线端子板。。N线端子板必须与金属电器器安装板绝绝缘；PE线端子板必须与金属电器器安装板做做电气连接接。进出线中的的N线必须通过N线端子板连连接；PE线必须通过PE端子板连接接”。（该条文为为强制性条条文）PE线重复接地地PE线重复接地地PE线重复接地地7、几个问题题的看法7.1有些施工现现场强制要要求已做了了保护接零零的设备又要求再再作保护接接地，谈一一下个人的的看法。按照《施工现场临临时用电安安全技术规规范（JGJ46-2005）第5.2.1条在TN系统中，下列电电气设备不不带电的外露可导电电部分应做做保护接零：1电机、变压压器、电器器、照明器器具、手持持式电动工具的金属属外壳；2电气设备传传动装置的的金属部件件；3配电柜与控控制柜的金金属框架；；4配电装置的的金属箱体体、框架及及靠近带电电部分的金属围栏和和金属门；；5电力线路的的金属保护护管、敷线线的钢索、、起重机的底座和轨轨道、滑升升模板金属属操作平台台等；6安装在电力力线路杆（（塔）上的的开关、电电容器等电气装置的的金属外壳壳及支架。。DL5009.3-1997《电力建设安安全工作规规程》（变电所部分））第3.3.4.1条“对地电压在在127V及以上的下下列电气设备及设施施，均应装装设接地或接零零保护：a）发电机、、电动机、、电焊机及及变压器的的金属外壳壳；B）开关及其其传动装置置的金属底底座或外壳壳；C）电流互感感器的二次次绕组；D）配电盘、、控制盘的的外壳；E）配电装置置的金属构构架、带电电设备周围围的金属栅栅栏；F）高压绝缘缘子及套管管的金属底底座；G）电缆接头头盒的外壳壳及电缆的的金属外皮皮；H）吊车的轨轨道及焊工工等的工作作平台；I）架空线路路的杆塔（（木杆除外外）；J）室内外配配线的金属属管道。从以上要求求可以看出出，电气设设备不带电电的外露可可导电部分对TN系统只要求求做接零保保护对TT系统只要求求做接地保保护，未要求TN系统外露可可导电部分分又做接零零保护又做做接地保护护。TN-S接零保护系系统图中也也未见外露露可导电部部分有接地地的示意。。只有两种接地地一种为工工作接地（（即变压器器中性点接接地）二是是保护零线PE线在首端、中中间处、末端端做重复接地地。图5.1.1专用变压器供供电时TN-S接零保护系统统示意对于TN-S系统规范只要要求必须做接接零保护。对对是否作接地无规定和要要求。再做设设备接地可视视为相当于“保护零线做的重复接接地”。如果对TN-S系统对电气设设备做了保护护接零，并且且保护零线又按规定的的要求在首端端、中间处、、末端做了重重复接地，还有二级级漏电保护相相配合，并且且系统中的漏漏电保护器开关断路器器等电气设备备无完好及连连接都可靠，，系统应该是安全的。。再说了开关关箱已做了重重复接地，按按照规范要求开关箱至至用电设备的的距离不得大大于3m，只有3m的距离还要做重复复接地，有这这个必要吗？？因此，无需再再要求做接地地。在对全部用电电设备做了保保护接零又再再做接地保护护还存在着一种潜在的的危险，就是是如果个别电电气设备未按按要求做保护接零，如如果此设备又又做了接地,又发生了此设设备碰壳，就会使其其他作保护接接零的设备外外壳都带电,这样就了扩大了触电电的范围。7.2关于三相五线线制适用的范范围个人看法法？国家电网公司司企业标准《输变电工程安安全文明施工标准》要求，“施工用电应采采用三相五线线制标准布设”。并表明本标标准适用于公公司系统220KV及以上电压等级级新建、改（（扩）建输变变电工程，其其它工程项目可可参照执行。。什么情况下必必须实施三相相五线制呢？？根据中华人民民共和国行业业标准《施工现场临时时用电安全技术规规范》JGJ46-2005第1.0.3条建筑施工现场临时用用电工程专用用的电源中性性点直接接地地的220/380V三相四线制低低压电力系统统,必须符合下列规定：1采用三级配电电系统；2采用TN-S接零保护