低压配电系统
电力系统低压接地制式,指低压配电系统中,为保障人身安全和设备正常运行,对电源中性点及电气设备外露可导电部分进行接地的配置方式。国际电工委员会(IEC)标准,低压系统接地主要分为 IT、TT、TN 三大类,其中TN系统又细分为:TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式。
低压:交流电1000V及以下的电压,直流电1500V及以下的电压。
低压配电系统,也称呼低压接电系统,由配电变电所(通常是将电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上电压)、配电变压器、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成。
我国国标《低压配电设计规范》(GB 50054-2011)规定的低压配电系统核心制式,严格来说核心是3种基础接地制式,分别是:IT系统、TT系统、和TN系统,其中TN系统又包含:TN-C、TN-S、TN-C-S 三种细分形式。
低压供电
低压系统接地的命名,前边字母代表电源端,后边字母代表负载端。
IT系统
IT系统,三相三线制,电源端中性点不接地或经高阻抗接地,用电设备外壳单独接地。
I,Isolation,[ˌaɪsəˈleɪʃn],电源端中性点不接地或经高阻抗接地;T,Terra,['terə],用电设备外壳单独接地。
IT系统接线
三相: L1、L2、L3。
单相接地时无短路电流,系统可继续运行,供电可靠性极高;对供电连续性要求极高的场景(如矿山、医院手术室、冶金高炉、化工生产装置)。
TT系统
TT系统,三相四线制,电源端中性点接地,用电设备外壳等可导电部分单独接地。
T,Terra,电源端中性点接地;T,Terra,用电设备外壳单独接地。
TT系统接线
单相回路为二线制: L、N(零线),2根线;三相四线制: L1、L2、L3、N(零线),4根线;N线仅作工作零线(承担三相不平衡电流、单相负荷电流),严禁作为保护线使用。
TT系统,用于户外临时用电、建筑工地、路灯照明、广告牌等分散性用电场所,但其在农村低压电网中的应用是标准化和普遍推荐的。
TN系统
TN系统,电源端中性点接地,用电设备外壳等可导电部分与中性线点有直接导线连接。
T,Terra,电源端中性点接地;N,Neutral,用电设备外露可导电部分与电源端中性点直接连接(接零)。
TN-C系统
中性导体(N)与保护导体(PE)全程合一,称为PEN线。三相四线制:L1/L2/L3 + PEN 线,单相回路为二线制:L + PEN线,无单独的N线和PE线,PEN线同时承担工作功能和保护功能。
TN-C系统接线
电源端(变压器低压侧)中性点必须直接接地,PEN线需在电源出线处做重复接地,后续线路中可根据规范增加重复接地,降低PEN线断线后的对地电压。
严禁在PEN线上装设开关或熔断器,否则会导致 PEN 线断开,失去保护作用,同时使断线后的外露可导电部分带上危险的对地电压。
TN-C系统接线简单、耗材少、施工成本低,但保护可靠性有限,目前仅适用于三相负荷基本平衡、无精密电子设备、对供电安全性要求不高的场景。
TN-S系统
中性导体(N)与保护导体(PE)从电源端到负荷端全程完全分离。
线制为:三相五线制(L1/L2/L3 + N 线 + PE 线),单相回路为:三线制(L + N 线 + PE 线);N 线和PE线各司其职,全程无电气连接(仅在电源中性点接地处实现唯一共地,后续线路彻底分离)。
N 线:仅作工作零线,传导三相不平衡电流、单相负荷回线电流,正常工作时有电流通过;
PE线:仅作保护零线,无工作电流(仅在设备漏电时形成故障回路),正常状态下 PE 线对地电位为:0。
N线和PE线均严禁装设开关、熔断器或断路器;PE线的连接必须为永久性机械连接,禁止串联,确保接地回路始终导通。
保护可靠性高、无电磁干扰(PE线无工作电流,不会产生杂散磁场),TN-S系统是目前民用建筑、精密设备、人员密集场所的主流接地形式。
明确要求以下场景必须采用:1、住宅、写字楼、商场、医院、学校等人员密集的民用建筑;2、计算机房、实验室、精密仪器车间、数据中心等有电磁兼容要求的场所;3、施工现场的临时用电(配电箱、施工机械)、消防配电线路;4、电梯、中央空调、安防系统等重要用电设备的配电。
TN-C-S系统
TN-C-S系统,前段合一,电源侧为TN-C 制式(N/PE 合一为 PEN 线);后段分开,负载侧(入户/配电末端)拆分出独立的N线和PE线。是TN-C到TN-S的折中方案,既保留了TN-C前期布线的经济性,又具备了TN-S末端用电的高安全性。
线制:前段三相四线制(L1/L2/L3+PEN),后段三相五线制(L1/L2/L3+N+PE);单相回路前段二线制(L+PEN)、后段三线制(L+N+PE)。
仅拆分前的PEN线有工作电流,拆分后的PE线始终无工作电流,末端设备外壳对地电位为:0,从根源上避免了TN-C系统的电位漂移问题。
民用配电的常规操作:供电局外线基本都是:TN-C-S的前段(PEN 线),入户后由物业 / 施工方完成:PEN 拆分,形成后段TN-S 制式。
TN-C-S系统是城乡配电、老旧小区改造、工业厂房(动力 + 民用混合)的主流选择,兼顾供电成本和末端安全。
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