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10分鐘快速掌握IT、TT、TN系統(tǒng)區(qū)別及應(yīng)用,詳細(xì)透徹!

更新時間:2023-03-14      點(diǎn)擊次數(shù):959

低壓配電接地系統(tǒng)分為IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)三種形式,而這三種接地方式非常容易混淆。今天就來全面說說這三種系統(tǒng)的內(nèi)容,希望能對大家有所幫助。


一、定義

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根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50054),低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式,即IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。




(1)第一個字母表示電源端與地的關(guān)系


T-電源變壓器中性點(diǎn)直接接地。

I-電源變壓器中性點(diǎn)不接地,或通過高阻抗接地。




(2)第二個字母表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系


T-電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地,此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)。


N-電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。


而后的S:保護(hù)線(PE線)和中性線(N線)分開;C:保護(hù)線和中性線合一;C-S:部分合一,部分分開;



二、全面剖析

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1、IT系統(tǒng)


(1)IT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)不接地,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)。IT系統(tǒng)可以有中性線,但I(xiàn)EC強(qiáng)烈建議不設(shè)置中性線。因?yàn)槿绻O(shè)置中性線,在IT系統(tǒng)中N線任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障,該系統(tǒng)將不再是IT系統(tǒng)。


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▲ IT系統(tǒng)接線圖



(2)電源變壓器中性點(diǎn)不接地(或通過高阻抗接地),而電氣設(shè)備外殼電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。

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適用于環(huán)境條件不良、易發(fā)生一相接地或火災(zāi)爆炸的場所,如10KV及 35KV的高壓系統(tǒng)和礦山、井下的某些低壓供電系統(tǒng)。


需注意:在IT系統(tǒng)中,當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相接地故障時,流過人體的電流主要是電容電流。一般情況下,此電流是不大的,但是,如果電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度顯著下降,這個電流可能達(dá)到危險程度。

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IT系統(tǒng)特點(diǎn):

IT系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時,僅為非故障相對地的電容電流,其值很小,外露導(dǎo)電部分對地電壓不超過50V,不需要立即切斷故障回路,保證供電的連續(xù)性;-發(fā)生接地故障時,對地電壓升高1.73倍;-220V負(fù)載需配降壓變壓器,或由系統(tǒng)外電源;-安裝絕緣監(jiān)察器。使用場所:供電連續(xù)性要求較高,如應(yīng)急電源、醫(yī)院手術(shù)室等。


IT 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時,供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所,或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方,例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差,電纜易受潮。

運(yùn)用 IT 方式供電系統(tǒng),即使電源中性點(diǎn)不接地,一旦設(shè)備漏電,單相對地漏電流仍小,不會破壞電源電壓的平衡,所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)還安全。但是,如果用在供電距離很長的情況下,供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。


在負(fù)載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時,漏電電流經(jīng)大地形成架路,保護(hù)設(shè)備不一定動作,這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。




2、TT系統(tǒng)


(1)TT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)直接接地,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地,而設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地叫做保護(hù)接地。


TT系統(tǒng)中,這兩個接地必須是相互獨(dú)立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各自獨(dú)立的接地裝置,也可以若干設(shè)備共用一個接地裝置。


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▲TT系統(tǒng)接線圖



(2)電源變壓器中性點(diǎn)接地,電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地其金屬外殼直接接地的與電源端接地點(diǎn)無關(guān)的接地級,簡稱保護(hù)接地或接地制。

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TT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是:

(a)能抑制高壓線與低壓線搭連或配變高低壓繞組間絕緣擊穿時,低壓電網(wǎng)出現(xiàn)的過電壓。

(b)對低壓電網(wǎng)的雷擊過電壓有一定的泄漏能力。

(c)與低壓電器外殼不接地相比,在電器發(fā)生碰殼事故時,可降低外殼的對地電壓,因而可減輕人身觸電危害程度。

(d)由于單相接地時接地電流比較大,可使保護(hù)裝置(漏電保護(hù)器)可靠動作,及時切除故障。

(e)單相接地的故障點(diǎn)對地電壓較低,故障電流較大,使漏電保護(hù)器迅速動作切斷電源,有利于防止觸電事故發(fā)生。

(f)PT線不與中性線相聯(lián)接,線路架設(shè)分明、直觀,不會有接錯線的事故隱患;幾個施工單位同時施工的大工地可以分片、分單位設(shè)置 PT線,有利于安全用電管理和節(jié)約導(dǎo)線用量。

(g)不用每臺電氣設(shè)備下埋設(shè)重復(fù)接地線,可以節(jié)約埋設(shè)接地線費(fèi)用開支,也有利于提高接地線質(zhì)量并保證接地電阻≤10Ω,用電安全保護(hù)更可靠。


TT系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是:

(a)低、高壓線路雷擊時,配變可能發(fā)生正、逆變換過電壓。

(b)低壓電器外殼接地的保護(hù)效果不及IT系統(tǒng)。

(c)當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時,由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險性。但是,低壓斷路器(自動開關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓,屬于危險電壓。

(d)當(dāng)漏電電流比較小時,即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù),因此TT系統(tǒng)難以推廣。

(e)TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多,而且難以回收、費(fèi)工時、費(fèi)料。


TT系統(tǒng)的應(yīng)用:

TT系統(tǒng)由于接地裝置就在設(shè)備附近,因此PE線斷線的幾率小,且容易被發(fā)現(xiàn)。


TT系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行時外殼不帶電,故障時外殼高電位不會沿PE線傳遞至全系統(tǒng)。因此,TT系統(tǒng)適用于對電壓敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備及精密電子設(shè)備進(jìn)行供電,在存在爆炸與火災(zāi)隱患等危險性場所應(yīng)用有優(yōu)勢。


TT系統(tǒng)能大幅降低漏電設(shè)備上的故障電壓,但一般不能降低到安全范圍內(nèi)。因此,采用TT系統(tǒng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置或過電流保護(hù)裝置,并優(yōu)先采用前者。


TT系統(tǒng)主要用于低壓用戶,即用于未裝備配電變壓器,從外面引進(jìn)低壓電源的小型用戶。




3、TN系統(tǒng)


TN系統(tǒng)即電源中性點(diǎn)直接接地,設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源中性點(diǎn)直接電氣連接的系統(tǒng)。


在TN系統(tǒng)中,所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接到保護(hù)線上,并與電源的接地點(diǎn)相連,這個接地點(diǎn)通常是配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)。


TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地,電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)導(dǎo)體與該點(diǎn)連接。


TN系統(tǒng)通常是一個中性點(diǎn)接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點(diǎn)相連,當(dāng)發(fā)生碰殼短路時,短路電流即經(jīng)金屬導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路。形成金屬性單相短路,從而產(chǎn)生足夠大的短路電流,使保護(hù)裝置能可靠動作,將故障切除。


如果將工作零線N重復(fù)接地,碰殼短路時,一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點(diǎn),會使保護(hù)裝置不能可靠動作或拒動,使故障擴(kuò)大化。


在TN系統(tǒng)中,也就是三相五線制中,因N線與PE線是分開敷設(shè),并且是相互絕緣的,同時與用電設(shè)備外殼相連接的是PE線而不是N線。因此我們所關(guān)心的最主要的是PE線的電位,而不是N線的電位,所以在中重復(fù)接地不是對N線的重復(fù)接地。


如果將PE線和N線共同接地,由于PE線與N線在重復(fù)接地處相接,重復(fù)接地點(diǎn)與配電變壓器工作接地點(diǎn)之間的接線已無PE線和N線的區(qū)別,原由N線承擔(dān)的中性線電流變?yōu)橛蒒線和PE線共同承擔(dān),并有部分電流通過重復(fù)接地點(diǎn)分流。由于這樣可以認(rèn)為重復(fù)接地點(diǎn)前側(cè)已不存在PE線,只有由原PE線及N線并聯(lián)共同組成的PEN線,原TN-S系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)將喪失,所以不能將PE線和N線共同接地。







TN系統(tǒng)中,根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開而劃分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)三種形式。



(一)TN-C系統(tǒng)



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▲TN-C系統(tǒng)接線圖



(1)在TN-C系統(tǒng)中,將PE線和N線的功能綜合起來,由一根稱為PEN線的導(dǎo)體同時承擔(dān)兩者的功能。在用電設(shè)備處,PEN線既連接到負(fù)荷中性點(diǎn)上,又連接到設(shè)備外露的可導(dǎo)電部分。由于它所固有的技術(shù)上的種種弊端,現(xiàn)在已很少采用,尤其是在民用配電中,已基本上不允許采用TN-C系統(tǒng)。


(2)電源變壓器中性點(diǎn)接地,保護(hù)零線(PE)與工作零線(N)共用(簡稱PEN),稱為三相四線制系統(tǒng)。其中,中性線(N線)的作用:

一是用來提供相電壓;

二是用來傳導(dǎo)不平衡電流;

三是減少中性點(diǎn)電壓偏移。


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TN-C系統(tǒng)的特點(diǎn):

(a)設(shè)備外殼帶電時,接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流,實(shí)際就是單相對地短路故障,熔絲會熔斷或自動開關(guān)跳閘,使故障設(shè)備斷電,比較安全。

(b)TN-C系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡的情況,若三相負(fù)載不平衡,工作零線上有不平衡電流,對地有電壓,所以與保護(hù)線所連接的電氣設(shè)備金屬外殼有一定的電壓。

(c)如果工作零線斷線,則保護(hù)接零的通電設(shè)備外殼帶電。

(d)如果電源的相線接地,則設(shè)備的外殼電位升高,使中線上的危險電位蔓延。

(e)TN-C系統(tǒng)干線上使用漏電斷路器時,工作零線后面的所有重負(fù)接地必須拆除,否則漏電開關(guān)合不上閘,而且工作零線后面的所有重復(fù)接地必須拆除,否則漏電開關(guān)合不上閘,而且工作零線在任何情況下不能斷線。所以,實(shí)用中工作零線只能在漏電斷路器的上側(cè)重復(fù)接地。

(f)當(dāng)三相負(fù)載不平衡時,在零線上出現(xiàn)不平衡電流,零線對地呈現(xiàn)電壓,觸及零線可能導(dǎo)致觸電事故。

(g)通過漏電保護(hù)開關(guān)的零線,只能作為工作零線,不能作為電氣設(shè)備的保護(hù)零線,這是由于漏電開關(guān)的工作原理所決定的。

(h)對接有二極漏電保護(hù)開關(guān)的單相用電設(shè)備,如用于 TN-C系統(tǒng)中其金屬外殼的保護(hù)零線,嚴(yán)禁與該電路的工作零線相連接,也不允許接在漏電保護(hù)開關(guān)前面的 PEN線上,但在使用中極易發(fā)生誤接。

(i) 重復(fù)接地裝置的連接線,嚴(yán)禁與通過漏電開關(guān)的工作零線相連接。



(二)TN-S系統(tǒng)



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▲TN-S系統(tǒng)接線圖



(1)TN-S系統(tǒng)中性線N與TT系統(tǒng)相同。與TT系統(tǒng)不同的是,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過PE線連接到電源中性點(diǎn),與系統(tǒng)中性點(diǎn)共用接地體,而不是連接到自己專用的接地體,中性線(N線)和保護(hù)線(PE線)是分開的。


TN-S系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在系統(tǒng)中性點(diǎn)分開后,不能再有任何電氣連接,這一條件一旦破壞,TN-S系統(tǒng)便不再成立。


(2)將工作零線與保護(hù)零線分開,從而克服了 TN-C供電系統(tǒng)的缺陷,所以現(xiàn)在施工現(xiàn)場已經(jīng)不再使用TN-C系統(tǒng)。

TN-S系統(tǒng)在該系統(tǒng)中,工作零線N和保護(hù)零線PE從電源端中性點(diǎn)開始分開,此系統(tǒng)習(xí)慣稱為三相五線制系統(tǒng)。

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當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼,直接短路,可采用過電流保護(hù)器切斷電源

當(dāng)N線斷開,如三相負(fù)荷不平衡,中性點(diǎn)電位升高,但外殼無電位,PE線也無電位;

TN—S系統(tǒng)PE線首末端應(yīng)做重復(fù)接地,以減少 PE線斷線造成的危險

TN—S系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)、大型民用建筑。


目前單獨(dú)使用變壓器供電的或變配電所距施工現(xiàn)場較近的工地基本上都采用了TN—S系統(tǒng),與逐級漏電保護(hù)相配合,確實(shí)起到了保障施工用電安全的作用。


TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn):

(a)系統(tǒng)正常運(yùn)行時,專用保護(hù)線上沒有電流,只是工作零線上有不平衡電流。PE線對地沒有電壓,所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線PE上,安全可靠。

(b)工作零線只用作單相照明負(fù)載回路。

(c)專用保護(hù)線PE不許斷線,也不許進(jìn)入漏電開關(guān)。

(d)干線上使用漏電保護(hù)器,所以TN-S系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護(hù)器。

(e)TN-S方式供電系統(tǒng)安全可靠,適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。

(f)保護(hù)零線 PE線絕對不允許斷開,也不許進(jìn)入漏電開關(guān)。

(g)同一用電系統(tǒng)中的電器設(shè)備絕對不允許部分接地、部分接零。否則當(dāng)保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生漏電時,會使中性點(diǎn)接地線電位升高,造成所有采用保護(hù)接零的設(shè)備外殼帶電。

(h)保護(hù)接零 PE線的材料及連接要求:保護(hù)零線的截面應(yīng)不小于工作零線的截面,并使用黃/綠雙色線。與電氣設(shè)備連接的保護(hù)零線應(yīng)為截面不少于 2.5mm 2的絕緣多股銅線。


保護(hù)零線與電氣設(shè)備連接應(yīng)采用銅鼻子等可靠連接,不得采用鉸接;電氣設(shè)備接線柱應(yīng)鍍鋅或涂防腐油脂,保護(hù)零線在配電箱中應(yīng)通過端子板連接,在其他地方不得有接頭出現(xiàn)。


(三)TN-C-S系統(tǒng)



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▲TN-C-S系統(tǒng)接線圖



(1)TN-C-S系統(tǒng)是TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的結(jié)合形式,在TN-C-S系統(tǒng)中,從電源出來的那一段采用TN-C系統(tǒng)。因?yàn)樵谶@一段中無用電設(shè)備,只起電能的傳輸作用,到用電負(fù)荷附近某一點(diǎn)處,將EN線分開形成單獨(dú)的N線和PE線。從這一點(diǎn)開始,系統(tǒng)相當(dāng)于TN-S系統(tǒng)。


(2)系統(tǒng)整個系統(tǒng)中,工作零線同保護(hù)零線是部分共用的,此系統(tǒng)即為局部三相五線制系統(tǒng)。第一部分是TN—C系統(tǒng),第二部分是TN—S系統(tǒng),其分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。


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當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼,同TN—S系統(tǒng);當(dāng)N線斷開,故障同TN—S系統(tǒng)



TN—C—S系統(tǒng)中PEN應(yīng)重復(fù)接地,而N線不宜重復(fù)接地。PE線連接的設(shè)備外殼在正常運(yùn)行時始終不會帶電,所以TN—C—S系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。施工現(xiàn)場一般當(dāng)變臺距現(xiàn)場較遠(yuǎn)或沒有施工專用變壓器時采取TN—C—S系統(tǒng)。


TN-C-S系統(tǒng)的特點(diǎn):

(a)TN-C-S系統(tǒng)可以降低電動機(jī)外殼對地的電壓,然而又不能消除這個電壓。這個電壓的大小取決于負(fù)載不平衡的情況及線路的長度。要求負(fù)載不平衡電流不能太大,而且在PE線上應(yīng)作重復(fù)接地。

(b)PE線在任何情況下都不能進(jìn)入漏電保護(hù)器,因?yàn)榫€路末端的漏電保護(hù)器動作會使前級漏電保護(hù)器跳閘造成大范圍停電。

(c)對PE線除了在總箱處必須和N線連接以外,其他各分箱處均不得把N線和PE線相連接,PE線上不許安裝開關(guān)和熔斷器。


實(shí)際上,TN-C-S系統(tǒng)是在TN-C系統(tǒng)上變通的作法。當(dāng)三相電力變壓器工作接地情況良好,三相負(fù)載比較平衡時,TN-C-S系統(tǒng)在施工用電實(shí)踐中效果還是不錯的。但是,在三相負(fù)載不平衡,建筑施工工地有專用的電力變壓器時,必須采用TN-S方式供電系統(tǒng)。 

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