低壓配電系統(tǒng)按保護(hù)接地的形式不同可分為:IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)。其中IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的保護(hù)線直接接地(過(guò)去稱(chēng)為保護(hù)接地);TN系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線與電源中性點(diǎn)直接電氣連接(過(guò)去稱(chēng)為接零保護(hù))。
國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)系統(tǒng)接地的文字符號(hào)的意義規(guī)定如下:
第一個(gè)字母表示電力系統(tǒng)的對(duì)地關(guān)系:
T--一點(diǎn)直接接地;
I--所有帶電部分與地絕緣,或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。
第二個(gè)字母表示裝置的外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地關(guān)系:
T--外露可導(dǎo)電部分對(duì)地直接電氣連接,與電力系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無(wú)關(guān);
N--外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接(在交流系統(tǒng)中,接地點(diǎn)通常就是中性點(diǎn))。
后面還有字母時(shí),這些字母表示中性線與保護(hù)線的組合:
S--中性線和保護(hù)線是分開(kāi)的;
O--中性線和保護(hù)線是合一的。
(1)IT系統(tǒng):
IT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)是對(duì)地絕緣的或經(jīng)高阻抗接地,而用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。即:過(guò)去稱(chēng)三相三線制供電系統(tǒng)的保護(hù)接地。
其工作原理是:若設(shè)備外殼沒(méi)有接地,在發(fā)生單相碰殼故障時(shí),設(shè)備外殼帶上了相電壓,若此時(shí)人觸摸外殼,就會(huì)有相當(dāng)危險(xiǎn)的電流流經(jīng)人身與電網(wǎng)和大地之間的分布電容所構(gòu)成的回路。而設(shè)備的金屬外殼有了保護(hù)接地后,由于人體電阻遠(yuǎn)比接地裝置的接地電阻大,在發(fā)生單相碰殼時(shí),大部分的接地電流被接地裝置分流,流經(jīng)人體的電流很小,從而對(duì)人身安全起了保護(hù)作用。
IT系統(tǒng)適用于環(huán)境條件不良,易發(fā)生單相接地故障的場(chǎng)所,以及易燃、易爆的場(chǎng)所。
(2)TT系統(tǒng):
TT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地;用電設(shè)備的金屬外殼亦直接接地,且與電源中性點(diǎn)的接地?zé)o關(guān)。即:過(guò)去稱(chēng)三相四線制供電系統(tǒng)中的保護(hù)接地。
其工作原理是:當(dāng)發(fā)生單相碰殼故障時(shí),接地電流經(jīng)保護(hù)接地裝置和電源的工作接地裝置所構(gòu)成的回路流過(guò)。此時(shí)如有人觸帶電的外殼,則由于保護(hù)接地裝置的電阻小于人體的電阻,大部分的接地電流被接地裝置分流,從而對(duì)人身起保護(hù)作用。
TT系統(tǒng)在確保安全用電方面還存在有不足之處,主要表現(xiàn)在:
①當(dāng)設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時(shí),接地電流并不很大,往往不能使保護(hù)裝置動(dòng)作,這將導(dǎo)致線路長(zhǎng)期帶故障運(yùn)行。
②當(dāng)TT系統(tǒng)中的用電設(shè)備只是由于絕緣不良引起漏電時(shí),因漏電電流往往不大(僅為毫安級(jí)),不可能使線路的保護(hù)裝置動(dòng)作,這也導(dǎo)致漏電設(shè)備的外殼長(zhǎng)期帶電,增加了人身觸電的危險(xiǎn)。
因此,TT系統(tǒng)必須加裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器,方能成為較完善的保護(hù)系統(tǒng)。目前,TT系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民區(qū)、工業(yè)企業(yè)和由公用變壓器供電的民用建筑中。
(3)TN系統(tǒng):
在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接接地的380/220V三相四線低壓電網(wǎng)中,將正常運(yùn)行時(shí)不帶電的用電設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的保護(hù)線與電源的中性點(diǎn)直接電氣連接。即:過(guò)去稱(chēng)三相四線制供電系統(tǒng)中的保護(hù)接零。
當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí),故障電流經(jīng)設(shè)備的金屬外殼形成相線對(duì)保護(hù)線的單相短路。這將產(chǎn)生較大的短路電流,令線路上的保護(hù)裝置立即動(dòng)作,將故障部分迅速切除,從而保證人身安全和其他設(shè)備或線路的正常運(yùn)行。
TN系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地,并有中性線引出。按其保護(hù)線形式,TN系統(tǒng)又分為:TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)等三種。
①TN-C系統(tǒng)(三相四線制),該系統(tǒng)的中性線(N)和保護(hù)線(PE)是合一的,該線又稱(chēng)為保護(hù)中性線(PEN)線。它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了一條導(dǎo)線,但在三相負(fù)載不平衡或保護(hù)中性線斷開(kāi)時(shí)會(huì)使所有用電設(shè)備的金屬外殼都帶上危險(xiǎn)電壓。在一般情況下,如保護(hù)裝置和導(dǎo)線截面選擇適當(dāng),TN-C系統(tǒng)是能夠滿足要求的。
②TN-S系統(tǒng)(三相五線制),該系統(tǒng)的N線和PE線是分開(kāi)的。它的優(yōu)點(diǎn)是PE線在正常情況下沒(méi)有電流通過(guò),因此不會(huì)對(duì)接在PE線上的其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。此外,由于N線與PE線分開(kāi),N線斷開(kāi)也不會(huì)影響PE線的保護(hù)作用。但TN-S系統(tǒng)耗用的導(dǎo)電材料較多,投資較大。
這種系統(tǒng)多用于對(duì)安全可靠性要求較高、設(shè)備對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)、或環(huán)境條件較差的場(chǎng)所使用。對(duì)新建的大型民用建筑、住宅小區(qū),特別推薦使用TN-S系統(tǒng)。
③TN-C-S系統(tǒng)(三相四線與三相五線混合系統(tǒng)),系統(tǒng)中有一部分中性線和保護(hù)是合一的;而且一部分是分開(kāi)的。它兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn),常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或有對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。
在TN-C、TN-S和TN-S-C系統(tǒng)中,為確保PE線或PEN線安全可靠,除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外,對(duì)PE線和PEN線還必須進(jìn)行必要的重復(fù)接地。PE線PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器和開(kāi)關(guān)。
在同一供電系統(tǒng)中,不能同時(shí)采用TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)保護(hù)。