对N线重复接地的异议

对N线重复接地的异议摘要：从相关电气标准的规定和实际存在的问题角度进行探讨，认为N线不应重复接地。同时建议国家电气标准应尽快与IEC标准接轨。

关键字：低压配电系统N线重复接地零线断零1引言在低压电气工程中，屡屡出现负荷侧“中性线(即N线)重复接地”这一提法，且要求各不相同。一些地方的供电局要求将Tr接地系统中的N线重复接地，当地的部分施工图审查人员并将此作为强制性条文执行；还有些地方的施工图审查中心也规定TN—s接地系统中的N线应重复接地；更有甚者无论何种接地系统，只要有N线就统统将它重复接地，见图1、2、3。当询问为何要N线重复接地时，所有理由都是因N线就是“零线”，而根据国家标准“零线”是要重复接地的。据说这样可防止因三相四线回路的“零线”(包括TI"系统的N线和TN系统的PEN线和N线)断线(在我国常称为“断零”)造成三相电压不平衡，使其中某相设备烧坏。需要说明的是，前述“N线重复接地”却都要求与建筑物内电气装置外露导电部分的保护接地系统绝缘。对这种混乱的做法，笔者认为有必要进行探讨，以辨清是非。否则发生电气灾害时，将无法解释原因，其结果是不了了之，不能总结事故教训。N线仍旧重复接地，电气事故继续威胁人身和财产安全，也影响设备的正常运行。2规范关于重复接地的相关规定经查，零线进行重复接地的出处是八十年代编制的国家标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65—83)(以下简称<地规>)。为了更好地理解重复接地相关内容，有必要摘录一下<地规>对接地系统的规定：“中性点直接接地的低压电力网中。电力设备外壳与零线连接，称为低压接零保护，简称接零。电力设备外壳不与零线连接，而与接地装置连接，称为低压接地保护”。根据定义，低压接零保护指'IN系统，而我国一直使用的低压接零保护实际上是TN—c系统；低压接地保护系指TT系统。<地规>对“零线”名词解释是这样的“与变压器直接接地的中性点连接的导线，或直流回路中的接地中性线，称为零线”。正是由于这一不准确的定义，以及<地规>的规定不够明确，加以对<地规)理解出现偏差及因循守旧的观念，使不少人产生了“N线重复接地”这一错误认识。如果仔细理解<地规>关于零线重复接地的相关条文规定，就不难看出<地规>并未要求任何低压配电系统的N线都作重复接地，所谓的零线重复接地其实是前述TN-C系统的重复接地，理由如下。首先，<地规>推荐低压配电系统优先采用TN—C系统，其2．0．6条是这样规定的：“在中性点直接接地的低压电力网中，电力设备的外壳宜采用低压接零保护，即接零。如用电设备较少、分散，采用接零保护确有困难，且土壤电阻率较低，可采用低压接地保护”。其次，《地规》关于零线重复接地的规定也是针对PEN线的。在第4．2．2条中规定：“中性点直接接地的低压电力网中，采用接零保护时，零线宜在电源处接地，但移动式电源设备除外。架空线路的干线和分支线的终端以及沿线每l公里处，零线应重复接地。电缆和架空线在引人车间或大型建筑物处，零线应重复接地(但距接地点不超过50m者除外)。若屋内配电屏、控制屏有接地装置时，也可将零线直接连到接地装置上。但现时在实际工程中要求所谓“N线重复接地”均单独设置接地极，与电气装置外露导电部分的保护接地不相连，这样就与第4．2．2条中的“零线的重复接地，应充分利用自然接地体”的规定相抵触。从图l、2中看出，’IN-C-S和"IN—S系统的N线重复接地除想象中的防“断零”危害外，对防人身电击等事故没有什么作用。根据以上分析，所有符合<地规>所规定的零线定义和重复接地应充分利用自然接地体这两个条件的，也只有TN—C系统中的PEN线，由此可见<地规>并未规定N线重复接地。3接地类型中没有“N线重复接地”国家标准<系统接地的型式及安全技术要求>(GBl4050-1993)(以下简称<接地规>)第4．2．5条和电力行业标准<交流电气装置的接地>(DL／T621—1997)(以下简称<电地规>)第7．2．1条都只规定PE线或PEN线应在建筑物的入口处作重复接地，并无N线重复接地。接地按用途分为以下四种类型：工作(系统)接地、保护接地、雷电保护接地和防静电接地。后两种接地与“N线重复接地”肯定没关系，那么“N线重复接地”是否属于前两种之一呢?工作(系统)接地是指电源侧(变压器部分)接地，自然也没关系。只剩下保护接地，而其是电气装置外可导电部分的接地，可“N线重复接地”是要同它绝缘的，两者不能等同。这时，可以发现“N线重复接地”不属于以上任何一种接地类型，也不可能属于，因为以上四种接地类型都要求充分利用自然接地体接地。因此，“N线重复接地”完全是没有依据的。出现这种状况的原因可能是，我国原来低压配电系统采用TN—c接地型式，PEN线作为零线进行重复接地。其后一些地方低压配电系统采用TT接地型式，但观念却仍没有改变，才会出现“N线重复接地”这一不正确做法。4“N线重复接地”存在隐患有人认为将N线重复接地后，强制使N线为零电位，并用大地通路替代中断的N线作为返回电源的通路，可避免发生烧毁设备事故。根据相量分析和计算可知这是不可能的。因为，N线阻抗以若干毫欧计，而大地通路阻抗却以若干欧姆计，“断零”后三相电压依旧不平衡，只是程度稍轻，并未解决问题，防止“断零”应采用其它技术措施…。况且现今建筑物林立，寸土寸金，如何使一个用户的两个电气上互不影响的接地极保持一定的距离，即N线重复接地极必须与所有电气装置外露导电部分的保护接地的接地极(如果有)，以及进行了等电位联结的建筑物基础钢筋、埋地金属管道等保持足够的距离几乎是不可能的。根据国外相关资料记载，两个接地极之间的间隔距离不应小于10m，而只有当它们之间的间隔距离大于20m时。两个接地极的电位才相互不影响。可在实际工程中发现，沿街的店铺采用Tr系统，不要说一个用户的N线和PE线的接地极很难分开，即便分开几米，可又会与其他用户的接地极几乎相碰触，这时的N线重复接地又有何作用?此外，重复接地将导致一些事故隐患，下面以TT系统为例进行说明。4．1将无法在变电所安装总的RCD来发出接地故障信号变电所应对所供TT系统内的接地故障作出反应发出信号，以便及时排除故障，避免事故扩大，引起电气危险。为此应在变电所'IT系统出线上安装作用于信号的RCD，如图4所示。如果TT系统带有对地电位的N线重复接地，人为造成接地故障，其接地电流将使出线上的RCD误动作，无法起到正常运行应有的防范作用。4．2杂散电流造成电解腐蚀N线重复接地极与建筑物接地极就像电池的两个电极。大地在它们之间起电解质作用，其结果是产生杂散电流，不仅使地下金属构件、管道电解腐蚀，而且当电流大到一定程度将破坏设备或降低运行性能。4．3雷电反击假设建筑物遭受雷击，使建筑物接地产生高电位，由于N线重复接地极与PE线接地极绝缘，而两个接地电位不同，这样会产生地电位反击。其结果有可能使建筑物内电气装置损坏，甚至威胁人身安全，此问题值得探讨。TT型式中的“N线重复接地”难以保证与电气装置外露导电部分的保护接地没有电气关联，从而使TT型式隐性地转化为TN—C—S型式。这种由TT型式隐性转化来的TN—C—S型式，往往带有TN—C—S型式的缺陷而又不具备该型式的优点，也不会采用TN-C-S型式的安全防护措施，因此采用N线重复接地的TT型式安全性无法得到有效保证。据悉早在十多年前已有资料专门阐述“N线重复接地”的害处，应该引起有关人员重视，可事实却非如此。5现行国家标准亟待术语标准化一般人如认为“N线应重复接地”尚情有可原，但如果标准规范也这样规定，则颇为不妥。因为标准规范是工程建设的技术法则，其错误将有可能危及人们的生命财产安全，后果将十分严重。如<人民防空地下室设计规范>(GB50038—94)，一方面条要求采用TN—C—s系统，另一方面7.5.4条又要求N线重复接地；又如<建筑电气工程施工质量验收规范=》(GB50303—2002)(以下简称<施工规范>)第9.1.4条规定“不间断电源输出端的中性线(N极)。必须与由接地装置直接引来的接地干线相连接，做重复接地”，而该条还是强制性条文内容，其权威性似乎无需置疑。如果配电系统是TN—s型式，如此一来就变成实际的TN—c型式，TN—S型式的优点将荡然无存。所幸的是，上述标准规范的错误已有电气专家撰文指出，在此不赘述。如果设计人员不知道前述标准的错误或审图人员、供电局强制要求按诸如此类错误的标准规定执行，则将危害全社会，后果不堪设想。我国不少电气标准规范已与IEC标准接轨，将低压配电系统的导线按其功能对术语和定义作了明确的规定，以杜绝乱接线的情况，避免一些危险事故的发生。但现在还有许多电气设计、安装人员和供电局人员，仍然把N线称为“零线”。有人查问农村电工对“N线”的认识，结果96％以上的被调查者都认为“N线”就是“不带电的零线”，术语的混乱意味着概念的错误，势必造成事故。查我国香港<电力(线路)规例工作手册>(1997年版)等发达地区和一些国家的规程标准，都没有N线重复接地的规定。而由德国西门子公司出版，并按IEC标准和德国DIN标准撰写的<电气安装技术手册=》中文第二版的307页第二章“保护措施”对于TN系统，这样写着“保护导线和中性线分开敷设后就不再相互连接且中性线不允许接地”，该书第一版也有相同的规定。前述术语问题可以看出我国电气技术水平与某些发达国家比还有差距，甚至标准规范也存在不应有的错误，如<施工规范>通篇使用“接地(PE)”和“接零(PEN)”不正确的名词。那么TN—S无PEN线是属于接地还是接零?其实，中国电工技术学会工业与建筑应用专业委员会早在1986年11月7日通过的“关于低压电网防触电设计问题的建议”中指出：“在涉及防触电问题的名词术语中，今后应统一采