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三相四线制系统(三相四线制供电系统)

阅读:(644)     2024-05-18 21:55:26

零线是习惯叫法,实际上是中性线用N表示,地线的全称叫保护接地线用PE表示。零线和地线有的系统中是直通的,有的系统中经大地连通。

因此先要了解一下380/220V低压配电系统的不同接地方式。

虽然我们常见的三相四线低压配电系统,都能提供三相380V与单相220V交流电,但系统的接地方式有所不同,也就决定了地线来源的有所不同。

按照接地形式及引出线的不同,分为TT系统与TN系统,TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种系统。

1.TT系统

第一个T表示变压器中心点接地,第二个T表示设备外露可导电体(外壳)单独接地,如图


a、b、c是变压器3个低压线圈,首端引出3根火线L1、L2、L3,尾端接在一起组成中心点N,中心点接地并引出中性线N,中性点接地极的接地电阻要求不大于4Ω,由于中性点接地后与大地等电位,也就是中性点对地零电位,所以中性线N又称为零线。3根火线之间的电压都是380V,每根火线与零线之间的电压都是220V。

连接设备外壳的保护接地线PE,从独立的接地极引出,该接地极一般由用户自备,同一建筑物内的设备可共用一个接地极,接地电阻也要求不大于4Ω。

可见TT系统中的地线PE与零线N是不直接连通的,但它们可通过大地连通,由于PE线的接地电阻是4Ω(许多场合往往大于4Ω),N线的接地电阻也是4Ω,实际上PE线与N线之间有8Ω的接地电阻。如果万一设备漏电,有一相火线碰到外壳,漏电电流的通路是从火线→外壳→PE线→独立接地极→大地→中性点接地极→中性线→中性点。

火线对零线电压是220V,漏电通路的电阻是8Ω,那么漏电电流是

I=U/R=220÷8=27.5A

27.5A电流在大多数情况下,都无法使设备的电源开关(断路器)跳闸,将不能及时断开电源,在这种情况下设备外壳有110V对地电压,依然很危险。

为了在出现漏电情况时能及时断开电源,要求在TT系统中的各级开关都采用漏电断路器

TT系统适合分散供电,因此农村及公用电网采用较多。

2.TN-C系统

T表示中性点接地,N表示设备外壳与中性点共用接地极,C表示合并,就是把保护接地线PE与中性线N合并,组合成保护接地中性线PEN,如图


连接设备外壳的保护接地线PE都接到了PEN线上,而PEN线既是地线也是零线。因此在TN-C系统中地线与零线是直接连通的。

这种系统让人们难于分辨那是地线那是零线?从而出现了下面这种连接方式如图。


这是把PE线就近接到了自己的零线上,有的甚至在三孔插座内,直接把N端与PE端连通,当把两根电源线分别接入火线零线时,想想看会出现什么情况?有可能该接零线的接到了火线上,结果造成设备外壳带有220V对地电压,极其危险。

该系统还有一大缺点是,当三相不平衡时,零线对地有电压,也就造成所有设备外壳对地有电压。

所以目前TN-C系统基本已被淘汰。

3.TN-S系统

TN与前述相同,S表示分开,就是把保护接地线PE与零线N分开各自独立,如图


由于地线PE与中性点N共用接地极,因此在TN-S系统中,地线PE与零线N在起始端或称电源端是连接在一起的,分别引出地线PE与零线N后,就不允许两者再连接。

TN-S系统消除了TN-C系统的一切缺点,大幅提高了安全性能,是目前采用最多的系统。

4.TN-C-S系统

这是把TN-C系统变成TN-S系统的方法,前半段是TN-C系统,在用户总配电箱内把PEN线分开,分别成为地线PE与零线N,并在此做重复接地,PE线与N线在此分开后不允许再连接。如图


这样在用户处就是TN-S系统了,因此在TN-C-S系统中,地线PE与零线N在总配电箱内是连通的,引出来后就不允许两者再连通。

TN系统当设备发生漏电时,会造成火线与PE线或PEN线短路,短路电流可使设备电源开关(断路器)跳闸,从而能及时断开电源。所以TN系统中不强制采用漏电断路器,只要把接地做好,就能保证安全。

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