浅论TN-S系统和四极开关电器在化工厂中的适用性.docVIP

浅论TN-S系统和四极开关电器在化工厂中的适用性 陈风叶 （中国平煤神马集团尼龙科技有限公司， 河南省平顶山市平顶山化工产业集聚区竹园二路 467212 ） 摘要 本文基于化工厂供配电系统的实际情况，结合基本的设计规范，讨论了TN-S系统及四极开关电器在化工厂的适用性，并针对四极开关电器中性极故障引起中性线断开的可能性风险——即所谓的“断零”，提出了抑制的措施。 关键词 TN-S系统； 四极开关电器； 中性极； 化工厂 Study on TN-S System and 4-pole Switchgears Applicability in Chemical Plant Chen Fengye (China Pingmei Shenma Group, Pingdingshan City, Henan 467212) Abstract Basing on the status of electric power supply system in chemical plan and fundamental codes for designs, this paper studied on TN-S system and 4-pole switchgears applicability in chemical plant, and supplied the measures to solve the potential risk with 4-pole switchgear which was caused by the contact of the neutral pole. Keywords: TN-S system；4-pole switchgear；contact of the neutral pole；chemical plant 关于TN-S系统以及是否采用四极开关电器在检修和故障时断开中性线，国内有较多的文献来阐述这方面的问题，较多数的文献的看法是： TN-S系统慎用四极开关电器，慎用的原因主要在于四极开关电器的中性极故障会使中性线断开——即所谓的“断零”，从而造成用电设备烧坏。关于中性极故障的原因，根据王厚余老先生《低压电气装置的设计安装和检验》和《建筑电气600问》中的介绍，开关电器触头间的接触电阻主要由膜电阻组成，这是触头表面化学腐蚀物、氧化物、脏物等组成的一层电阻膜。而四极开关产品标准的要求是先断开三个线触头，然后再断开中性线触头，目的是避免操作时的“断零”。三根相线断开后中性线上自然就不在有电流，中性线的触头也就不会像三个相线上的触头那样拉出电弧清除其表面的电阻膜。这样一来，中性线触头的电阻总是比相线触头的电阻大一些。所以，四极开关电器如果有一极不导电的话，往往会发生在中性线触头上。 对于建筑电气而言，由于最终使用群体是普通人群，并非是专业的电气人员，普通人群对于开关电器的性能及用电安全知识的了解相对有限，慎用四极开关电器可以在某种程度上降低所谓“断零”的风险；而且，建筑电气负荷等级一般较低，尤其是居民用建筑，多为二级负荷或三级负荷，允许较短的停电时间，其供电回路多为单一回路，不存在双重电源及其切换的情况，因此，慎用四极开关电器的观点这里是有适用性的。然而，有电气设计人员忽略了化工厂电气的特殊性，仅据此就认为化工企业的10/ 0.4kV或6 / 0.4kV变压器的低压侧主开关电器也应该设计成三极，就值得商榷了。 1 TN-S系统和四极开关电器在化工厂中的适用性分析 相比普通民用建筑，这里讲的化工厂的特殊性主要为：存在爆炸危险环境（即防爆区），存在自控专业的集散控制系统（DCS）（ITE）（N）0.4kV系统的中性线着手谈起。由于化工厂的特殊性，TN系统中的TN-S系统比TN-C和TN-C-S系统更适合，以下分别论述。 第一，化工厂由于其易燃易爆的生产性质，通常存在爆炸危险的环境。《GB 50058-2013 爆炸危险环境电力装置设计规范》的第5.5.1条明文规定：“爆炸危险环境中的TN系统应采用TN-S型”，且该条文为强制性条文。在其条文说明中又进一步指出：如果在爆炸性环境中引入TN-C系统，正常运行情况下，中性线存在电流，可能产生火花引起爆炸。尽管化工厂并非所有的生产装置都是防爆区，比如循环水、污水处理等不属于防爆区，但毕竟占比例相对较少。尽管TN-S、TN-C、TN-C-S可以共存一个系统，但是实践和经验告诉我们，在化工厂里不宜同时存在TN –S、TN-C或TN-C-S。这样做的原因是：化工厂的化工设备、建筑物与电气设备会共用一个接地网，而变压器和电源通常远不止一个，而是每个化工装置区或大型建筑物通常都有自己的变压器或电源点。如果采用TN-S、TN-C、TN-C-S共存模式，极易导致N线、P