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TN 系统低压配电的设计探讨 　　摘 要：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。如何针对实际情况选择合适的接地系统，确保配电系统及电气设备的安全使用。本文对低压配电系统接地形式的特点及选用进行分析。 　　关键词：建筑电气;低压配电设计;TN 系统, 特点分析 　　引言 　　电力系统的接地直接电气设备正常运行。如何针对实际情况选择合适的接地系统，确保配电系统及电气设备的安全使用，是设计人员面临的首要问题，TN系统，称作保护接零，又可细分为 TN-C、TN-S、TN-C-S系统。当故障使电气设备金属外壳带电时，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。以下对低压配电系统接地形式的特点及场合进行分析。 　　一、电气的低压配电系统 　　建筑电气的低压配电系统的接地关系到电气设备的安全稳定??行，低压配电系统通常包括系统接地和保护接地。系统接地是系统电源某一点的接地，这个点通常是电源(变压器、发电机)的中性点，系统地的主要作用是使系统正常运行，比如：当发生雷击时，地面瞬变电磁场使低压配电线路感应幅值很高的冲击电压，做系统接地后由于雷电流的对地泄放降低了线路瞬态过电压，从而减轻了线路绝缘被击穿的危险。如果不做系统接地，当电源干线发生一相接地故障时，由于接地故障电流小，电源处接地故障保护往往难以检测出故障，使故障持续存在，这时另外两相对地电压将上升为线电压，这将对单相设备的对地绝缘造成损害，引发电气事故。而保护接地是配电系统负荷侧金属的电气设备外壳和敷设用的金属套管、线槽等电气装置外露导电部分的接地如未做保护接地，故障电压可达系统的相电压；做了保护接地后故障电压仅为 PE 线和接地电阻(RA)上的电压降，大大的低于相电压，接地电阻(RA)还为故障电流 Id 提供返回电源的通路，使保护电器及时切断电源，从而起到防电击和防电气火灾的保护作用。 　　二、低压配电TN系统使用分析 　　TN系统通常是一个中性点接地的三相电网系统。其特点是电气设备的外露可导电部分直接与系统接地点相连，当发生碰壳短路时，短路电流即经金属导线构成闭合回路。形成金属性单相短路，从而产生足够大的短路电流，使保护装置能可靠动作，将故障切除。 　　2.1TN-C 系统 　　TN-C 系统的中性线N与保护线PE是合二为一的,即将设备金属外壳与PE线、N 线连接在PEN线上,作为保护接零。TN-C 系统如图1所示。PEN 线除通过正常负荷电流外, 有时还会通过谐波电流,PEN 线上产生的电压降(ΔU=ILZPEN)将呈现在用电设备外壳和线路金属管线上。当发生 PEN 线断线或相线碰地短路事故时, 将出现高的对地电压。在同一台变压器供电范围内的 PEN 线是连通的, 故障电压可沿 PEN 线窜至其他建筑物内的用电设备,不仅使人触电,还会对地放电引起火灾,因为故障电压已经超过了安全值。 　　TN-C 系统适用于三相负荷基本平衡且谐波电流较少的供电。对有爆炸、火灾、井下、医疗和无专门维修的民用建筑、数据处理和一些精密电子设备用电不宜用 TN-C 系统。图 1 中Ⅰ、Ⅱ处位置如果相线的绝缘损坏而碰壳时,相当于相线、中性线短路,短路电流较大,断路器过电流保护足以瞬时切断电路。因此在TN-C 系统中使用剩余电流断路器和仅使用断路器的保护作用是一样的, 如果使用剩余电流断路器会增加成本,还会在同一段PEN线上的用电设备之间传递高电位。保护接零就是中性线接地。在接零的系统中发生一相碰壳故障时,形成单相短路,电流很大,能使线路保护设备迅速动作,切除故障。在TN-C系统中,不应有一部分是保护接零,另一部分是保护接地。这样做,当接地的设备发生碰壳时,中性线电位升高,会使接零的设备外壳带上危险的电压。 　　 　　 　　图1 TN-C 系统 　　2.2 TN-S 系统 　　TN-S 系统的中线性N和保护线PE是分开的,PE线不通过正常的负荷电流,因此, PE线和设备外壳不带电位。PE线只有在发生故障时才产生电位,因此,可较安全地用于民用建筑电气中,也适宜用于精密电子设备的供电。该系统不能解决对地故障电压蔓延和相线对地短路引起中性点电位升高等问题。在TN-S系统中,N 线上带有以下成分的电流： 　　 　　 　　图2 TN-S 系统 　　(1)谐波电流。现代建筑物中一般都用各种直流电子设备以及大量的荧光灯。它们产生的高次谐波除了对电源污染外,还会给N线带来谐波电流,尤其是 3 次谐波电流。 按理论分析,发生在三相中的3次谐波电流会在N线上叠加,叠加后的电流值是相当可观的。有时N线上叠加的谐波电流甚至大于相线电流。因此,一般在三相四线回路中采用4根截面相等的电线或电缆供电。 　　(2)单相工作