探讨施工现场三相五线制接零保护系统运用

  1 三相五线制及其标准术语

  根据国际电工委员会对电源系统统一规定,分类为 IT 系统、TT 系统和 TN 系统。IT 系统是指电源系统带电部分不接地,电气设备外露导电部分接地系统,俗称“保护接地”系统。TT 系统是指电源系统一点直接接地,设备外露导电部分接地与电源系统接地电气上无关。TN 系统是指将电气设备外露导电部分与工作零线相接,称作接零保护系统,此系统又可细分为 TN-C、TN-C-S 和 TN-S 系 统。TN-S接零保护系统是指工作零线与保护零线分开设置,俗称三相五线制。

  2 各类电源系统优劣对比

  TT 系 统、TN-C 系 统 与TN-S 系统相比存在着一定缺点和潜在危险。

  2.1TT 系统的劣势

  如图一所示,设 R1、R2 都等于 4 欧 , 假设有一相线碰壳,则故障电流 I 通过 R1R2 形成回路。I=220/(4 4)=27.5A.流过熔体实际电流等于或大于其额定电流 2.5 倍才能保证熔体熔断,流过自动开关实际电流等于或者大于其额定电流 1.25 倍才能使自动开关跳闸。27.5A 故障电流只能保证额定电流为 11A 的溶体和额定电流为 22A 的自动开关动作。若电气设备功率大,溶丝和自动开关额定电流值大于上述数值,保护装置就不能及时动作,TT 系统的缺点显而易见。

  2.2TN-C 系统的劣势

  其一,中性点漂移带来的影响。其二,零线断线带来的影响。

  2.3TN-S 系统的优势

  根据 TN-S 系统原理可知,如图二所示,假设 C 相线碰了机壳 , 由于机壳接保护零线 , 所以 C 相对零线短路 , 短路电流会使保护装置立刻动作切断电源。即使有人触碰机壳,由于人本身电阻较大,加上人和地面之间有接触电阻,短路电流根本不会经人体、大地、接地体回到零点。漏电电流对人体不能构成触电危险,也就实现了保护作用,TN-S 系统都存在着明显优势。

  3 TN-S 系统在施工现场实际应用中常出现的问题

  (1)TT 系统和 TN-S 系统混用。在 TN-S 系统设备直接做接地保护(TT 系统),接零保护和接地保护混用,这样很容易出事故,见图三。

  设 D2 外壳带电(220V),则故障电流由图示方向通过R2R1 回到零点。再设 R1=R2=4 欧,经分析此时中性点对地电压由 0V 升为 110V,因为此时零线和所有接零设备金属外壳相连接,这样所有做接零保护设备金属外壳就会有一个对地电压为 110V,如果有人触碰 D1 外壳,就会造成触电。

  如图四所示,设 B 点不接地,假如 PE 线在 E 点断开,那么 E 点后设备(D2、D3)处于非保护状态。再设 D2 外壳带电,由于 D3 外壳与 D2 外壳是通过 PE 线相连接,D3 外壳也会带电。重复接地以后,B 点为重复接地,这时故障电流通过接地体 R2、R1 回到零点。人体电阻比(R1 R2)大的多,电流就根本不会经人体构成回路,但这时的保护效果要差。

  4 正确设置三相五线制接零保护系统

  可将三级配电线路分段考虑。第一段,由总配电箱到分配电箱线路。此线路是否使用五芯电缆设置接零保护系统,取决于分配电箱任一分路负荷是否需要相零 220V 电源供电,不需要220V 电源供电的,可使用四芯电缆。第二段,由分配电箱到开关箱线路。此线路是否使用五芯电缆设置接零保护系统,取决于负荷及其控制电器的相数和线数。如果负荷及其控制电器只需三相电源为其供电,则可以使用四芯电缆。在单相供电系统中,则可采用三芯电缆,这些都是三相五线制应包含的内涵,它们不需要使用五芯电缆。只有负荷端同时需要 380V 三相电源和相零 220V 电源供电时才应采用五芯电缆作接零保护系统的设置。

  本文就临时用电 TN-S 系统的含义、优势和实际应用中常见问题进行分析。只要我们加强施工现场临时用电管理并严格按规范执行,就能将发生触电事故可能性降到最低,确保施工现场用电安全。

  参考文献:

  [1]JGJ46-2012. 施工现场临时用电安全技术规范 [S],2012.

  [2] 罗良武 . 建筑工程临时用电实例教程 [M]. 上海 : 机械工业出版社 ,2011.

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