低压接地系统介绍
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低压接地系统TN-C、TN-S等介绍,详细!电力系统的接地直接关系到用户的人身和财产安全,以及电气设备和电子设备的正常运行。
如何针对实际选择合适的接地系统,确保配电系统及电气设备的系统安全采用使用,是电气设计人员面临的首要弊病。
根据国际电工委员会(IEC)明定规定的各种保护接地方式的术语概念,低压配电系统按接地方式的不同称为TT系统、TN系统、IT系统。
其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。
里头对各种供电系统做扼要的介绍。
一、低压系统内的接地形式低压系统接地形式有IT、TT、TN三大类,而TN类又分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种形式。
其中字母表示的含义:(1)声称字母第一个部分表示配电系统中性点对地的关系T:电源端中性点一点直接接地;I:电源端与地绝缘或通过高阻抗一点接地。
(2)字母第二部分表示电气的外露可导电部分与地的关系T:外露可导电部分直接接地,与配电系统的接地点无关;N:公用外露可导电部分与配电系统的中性点直接做电气连接(也叫接零系统);(3)“-”号后面的字母是扩大说明C:保护零线与工作零线用同一根零线两线;S:保护零线与教育工作零线彻底维护分开,各自独立用两根线;C-S:保护零线与工作零线前边一部分用同钉子线,后边一部分保护保护零线与工作零线急于分开,用两根线。
二、TN系统TN系统,称作保护接零。
当促使故障使电气设备金属外壳带电前一天,形成相线和零线短路,回路电阻小,电流大,能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。
在TN系统中又分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种系统。
(1)TN-C系统在全系统内N线和PE线是合一的。
(2)TN-S系统在全系统内N线和PE线是分开的。
(3)TN-C-S系统在全系统内,通常仅在低压电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即分为两根线。
三、TT系统TT系统就是电源中性点直接接地,用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。
低压接地系统之TN系统详解低压接地系统的接地分成两部分,一是电源侧的接地,二是负载侧,即电气设备的接地。
如果电源侧中性点直接接地,电气设备外露导电部分通过PE线(或PEN线)与电源接地中性点作金属性连接,则此低压系统称为TN接地系统。
1. TN-S系统如果从电源中性点引出专用保护线(PE线),中性线N与保护线PE在电源中性点分开,之后二者不再相连,则此低压系统称为TN-S接地系统,如下图所示:TN-S系统中的中性点N和保护线PE在整个过程中各自独立分开敷设,但在电源端两者合并在一起接入电源设备的中性点,电源设备的中性点直接接地。
TN-S系统为三相四线制带电导体系统。
2. TN-C系统如果中性线N与保护线PE二者合用一根导体,此导体为PEN线,电气设备外露可导电部分通过PE线接入PEN线,则此低压系统称为TN-C接地系统。
如下图所示。
TN-C系统中的中性线N和保护线PE在整个过程中作为PEN导线敷设,TN-C系统属于三相四线制带电导体系统。
该系统要求在用电设备的内部范围内设置有效的等电位环境,且需要均匀地分布接地极,所以TN-C能同时承载三相不平衡电流和高次谐波电流。
为此,TN-C的PEN线应当在用电设备内与若干接地极相连,即重复接地;其次,当TN-C系统的用电设备端PEN线断线后则外壳将带上与相电压近似相等的电压,其安全性较低。
为了消除这种影响,也要求在PEN线上采取重复接地的措施。
正是因为TN-C采取了PEN线重复接地的措施,使得系统不能使用剩余电流动作保护装置。
值得注意的是,TN-C系统的PEN线定义中,“保护线”的功能优于“中性线”的功能。
所以PEN线首先接入用电设备的接地接线端子,然后再用连接片接到中性线端子。
3. TN-C-S系统如果从电源中性点N线与PE线合用一段,然后再分出N线与PE线,且分开后不再合并,则此低压系统称为TN-C-S接地系统。
TN-C-S系统的TN-C部分适用于不平衡负载,而TN-C-S系统的TN-S部分适用于平衡负载。
接地极工程电压等级划分
接地极工程是电力系统中非常重要的部分,它用于保护人员和
设备免受电气故障的影响。
在接地极工程中,电压等级的划分通常
根据国家或地区的标准来进行。
以下是一般情况下的电压等级划分:
1. 低压接地系统,低压接地系统通常指电压等级在1000V以下
的系统。
这种系统通常用于家庭、商业建筑和小型工业设施。
在低
压接地系统中,接地电阻的要求通常比较严格,以确保在故障时能
够迅速切断电流,保护人员和设备的安全。
2. 中压接地系统,中压接地系统通常指电压等级在1000V至
35kV之间的系统。
这种系统通常用于工业设施、大型商业建筑和一
些农业用电。
在中压接地系统中,接地极的设计和布置需要更加谨慎,以确保系统的可靠性和安全性。
3. 高压接地系统,高压接地系统通常指电压等级在35kV以上
的系统。
这种系统通常用于输电和配电系统中。
在高压接地系统中,接地极的设计需要考虑更多的因素,如土壤特性、电流分布等,以
确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说,接地极工程的电压等级划分是根据系统的用途和电
压等级来进行的,不同的系统有不同的要求和标准,而这些要求和
标准通常是由国家或地区的相关标准机构或电力部门制定的。
因此,在进行接地极工程设计时,需要严格遵守当地的标准和规定,以确
保系统的安全和可靠运行。
低压配电系统的接地方式及特点1低压配电系统中的接地类型(1)工作接地:为保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地。
中性点直接接地的电力系统中,变压器中性点接地,或发电机中性点接地。
(2)保护接地:为保障人身安全、防止间接触电,将设备的外露可导电部分进行接地,称为保护接地。
保护接地的形式有两种:一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地;另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。
(3)重复接地:在中性线直接接地系统中,为确保保护安全可靠,除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外,还在保护线其他地方进行必要的接地,称为重复接地。
(4)保护接中性线:在380/220V低压系统中,由于中性点是直接接地的,通常又将电气设备的外壳与中性线相连,称为低压保护接中性线。
此种方式也叫保护接零。
2低压配电系统的供电方式(1)低压配电系统按保护接地的形式不同可分为:IT系统、TT系统和TN系统。
其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地);TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。
接地系统一般由两个字母组成,必要时可加后续字母。
第一个字母:表示电源中性点对地的关系T:直接接地I:不接地,或通过阻抗与大地相连第二个字母:表示电气设备外壳与大地的关系T:独立于电源接地点的直接接地N:表示直接与电源系统接地点或与该点引出的导体相连后续字母:表示中性线与保护线之间的关系C:表示中性线N与保护线PE合二为一S:表示中性线N与保护线PE分开C-S:表示在电源侧为PEN线,从某一点分开为中性线N和保护线PE (2).不同接地系统的组成及特点:■TN系统的组成及特点在TN系统中,所有电气设备的外壳接到保护线上,与配电系统的中性点相连。
保护线应在每个变电所附近接地,配电系统引入建筑物时,保护线在其入口处接地。
为了保证故障时保护线的电位尽量接近地电位,尽可能将保护线与附近的有效接地体相连,如必要,可增加接地点,并使其均匀分布。
低压配电接地系统阐述低压配电网中,低压电源设备等重要的电气设备都需要做好接地系统,不仅可保护人身安全,也可对用电设备起到故障保护作用来保证等用电设备的正常运行。
低压配电网的接地形式需要考虑三方面的内容:1.电气系统的中性线及电器设备外露导电部分与接地极的连接方式;2.采用专用的PE保护线还是采用与中性线合一的PEN保护线;3.采用只能切断较大的故障电流的过电力保护器还是采用能检测和切断较小的剩余电流的保护电器作为低压成套开关柜的接地故障防护。
根据现行的国家标准《低压配电设计规范》(GB50054)的定义,将低压配电系统分为三种,即TN、TT、IT三种形式。
其中接地系统的文字符号含义间表1.表1 接地系统文字符号的含义一、TN系统TN系统:电源变压器中性点直接接地,设备外露部分与中性线相连。
TN系统的电力系统有一点直接接地,所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上,并与电源的接地点相连,这个接地点通常是配电系统的中性点。
根据电气设备外露部分与系统连接的不同方式又可以分三类:即TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。
(1)TN-C系统TN-C系统接线图如图1所示。
图1 TN-C系统接线图在TN-C系统中,将PE线和N线的功能综合起来,由一根称为PEN线的导体同时承担两者的功能(N线对PE线的阻抗为零)。
在用电设备处,PEN线既连接到负荷中性点上,又连接到设备外露的可导电部分。
由于它所固有的技术上的种种弊端,现在已很少采用,尤其是在民用配电中,已基本上不允许采用TN-C系统。
TN-C系统的特点:1)设备外壳带电时,接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流,实际就是单相对地短路故障,熔丝会熔断或自动开关跳闸,使故障设备断电,比较安全。
2)TN-C系统只适用于三相负载基本平衡的情况,若三相负载不平衡,工作零线上有不平衡电流,对地有电压,所以与保护线所连接的电气设备金属外壳有一定的电压。
3)如果工作零线断线,则保护接零的通电设备外壳带电。
低压配电系统的接地根据《电压配电设计规范》,低压配电系统接地形式有IT系统、TT系统、TN系统。
其中,第一个字母表示电源端与地的关系,T表示电源端有一点直接接地,I表示电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地;第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系,T表示电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点;N表示电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
1.IT系统电源不接地或通过阻抗接地,电气设备外壳可直接接地或通过保护线接至单独的接地体。
IT系统可有中性线。
需要特别说明的是,IEC强烈建议不设置中性线,因为如设置中性线,在IT系统中N线任何一点发生接地故障,该系统就不再是IT系统了。
IT系统中,连接设备外露可导电部分和接地体的导线就是PE线。
采用IT方式供电系统,电源中性点不接地,相对接地装置基本没有电压,电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏时,单相对地漏电流较小,不会破坏电源电压平衡,一定条件下比电源中性点接地的系统供电可靠;在供电距离不很长时,供电的可靠性高、安全性好。
一般用于连续供电要求场合,如医院手术室、地下矿井、炼钢炉、电缆井照明等。
如IT方式供电距离很长,电气设备相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电时,供电线路对大地分布电容会产生电容电流,此电流经大地形成回路,电气设备外露导电部分形成接触电压;TT方式供电系统的电源接地点一旦消失,即转变为IT方式供电系统,三相、二相负载可继续供电,但会造成单相负载中电气设备的损坏;如消除第一次故障前,又发生第二次故障,如不同相的接地短路,故障电流很大,非常危险,因此对一次故障探测报警设备的要求较高,能及时消除和减少出现双重故障,保证IT系统的可靠性。
2.TT系统电源中性点直接接地、用电设备外露可导电部分与大地直接连接。
TT系统为工作接地,设备外露可导电部分接地为保护接地。
TT系统中这两个接地必须相互独立,专用保护线PE和工作中性线N分开,没有电的联系。
低压接地系统低压配电系统的接地型式有IT、TT、TN-C、TN-S、TN—C—S五种一、各种接地型式的优缺点及适应性1、IT系统的优缺点及适应性结线方式如图1。
IT系统供电系统(不引出中性线)I表示电源侧没有工作接地,或经高阻抗接地。
第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护IT系统的主要优点是:一、单线触电电流小,易于脱离,因而不易造成人身触电重伤、死亡事故;二、保护接地的保护效果很好,能切实起到接地保护作用;三、能抑制低压线路或高压线路落雷在配变上形成的正变换或逆变换电压;四、对于高压两线一地运行电网,能避免(低压中性点不接地时)或抑制(低压中性点通过阻抗接地时)配变高压侧及台架绝缘击穿通过接地线入地而形成的反击(对低压电网)过电压。
IT系统的缺点主要是:(1)某相线接地后,其它相线对地电压升高3倍,中性线的对地电压升高到220V,此时将增加触电的可能性和危害程度;(2)低压电网雷击时,因雷电流难以泄漏而出现雷击过电压,造成低压电网的绝缘击穿;(3)高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿,会使低压电网出现危险的过电压造成绝缘击穿或伤亡事故.为扬其长而避其短,IT系统适应于没有中性线输出的纯动力用电处所或中性线输出很短的混合用电的小自然村.2、TT值统的优缺点及其适应性TT系统是指电源端有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点TT系统的结线方式如图TT系统的主要优点是:(1)能拟制高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿时低压电网出现的过电压;(2)对低压电网的雷击过电压有一定的泄漏能力;(3)与低压电器外壳不接地相比,在电器发生碰壳事故时,可降低外壳的对地电压,因而可减轻人身触电危害程度;(4)由于单相接地时接地电流比较大,可使保护装置(漏电保护器)可靠动作,及时切除故障。
TT系统的主要缺点是:一、低、高压线路雷击时,配变可能发生正、逆变换过电压;二、低压电器外壳接地的保护效果不及IT系统.TT系统适应于有中性线输出的单、三相没合用电的较大的村庄.加装上漏电保护装置,可收到较好的安全效果.3、TN系统TN 系统是指电源端有一点直接接地,电气外露可导电部分通过中兴到头或保护导体连接到此接地点可分为:a TN-S系统:整个系统的中性导体和保护导体是分开的b TN-C系统整个系统的中性导体和保护导体是合一的c TN-C-S系统系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的TN方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用TN表示,其特点如下1 一旦设备出现外壳带电,接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流流,这个电流很大,是TT系统的5.3倍,实际上就是单相对地短路故障,熔断器的熔丝会熔断,低压短路脱扣器会立即动作而跳闸,是故障设备断电2 TN系统节省材料,工时,在我国和其他许多国家广泛得到应用,可见比TT系统优点多。
低压配电系统有三种接地形式(IT、TT、TN)系统的区别详解(注册安全工程师考点)根据现行的国家相关标准,低压配电系统有三种接地形式,即IT系统、TT系统、TN系统。
(1)第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。
I-电源变压器中性点不接地,或通过高阻抗接地。
(2)第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点。
N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
分别对IT系统、TT系统、TN系统进行全面剖析。
一、IT系统IT系统就是电源中性点不接地,用电设备外露可导电部分直接接地的系统。
IT系统可以有中性线,但IEC强烈建议不设置中性线。
因为如果设置中性线,在IT系统中N线任何一点发生接地故障,该系统将不再是IT系统。
IT系统接线图如图1所示。
图1 IT系统接线图IT系统特点IT系统发生第一次接地故障时,接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压不超过50V,不需要立即切断故障回路,保证供电的连续性;-发生接地故障时,对地电压升高1.73倍;-220V 负载需配降压变压器,或由系统外电源专供;-安装绝缘监察器。
使用场所:供电连续性要求较高,如应急电源、医院手术室等。
IT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。
一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差,电缆易受潮。
运用IT 方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是,如果用在供电距离很长时,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时,漏电电流经大地形成架路,保护设备不一定动作,这是危险的。
只有在供电距离不太长时才比较安全。