浅谈TT系统TN系统.doc

浅谈TT系统TN系统
摘要:本文主要介绍了TT系统和TN系统的优点和存在的不足。用电系统中零线断线所造成的后果及对零线的要求。同时还描述了接地保护和接零保护在混合使用时所存在的危险等.
关键词: TN系统 TT系统 接零保护 接地保护
1. TT系统
1) TT系统简介
TT系统电源端中性点直接地点，引出N线，属三相四线制用电系统。系统中用电设备外壳与地作直接的电气连接，俗称保护接地。这个接地点与电源端接地点没有关联，该系统由于所有设备的外壳是经各自的PE线分别直接接地的，各自的PE线间无电磁联系，因此也适用于对数据处理，精密检测装置等供电,这样就杜绝了危险故障电压沿PE线传到其它未发生故障处，属于保护接地中的接地保护方式。（如图1所示）
2) TT系统缺点分析
在TT保护接地系统中,如果人体触及带电外壳时，因人体接触电阻（平均为2000)远大于保护接地电阻，因此这部分单相短路电流通过接地装置引入大地，通过人体的电流比较小，从而减少了人体触电的危险性。但是这种接地保护系统在某些情况下，也并不能保证安全。
如果设备有一相碰壳时（如图2），人体处在与设备接地的并联位置，规范要求R0和Rd的电阻不大于4Ω，人体电阻平均为2000Ω，远远大于Rd，所以事故电流大部分通过接地保护电阻Rd和工作接地电阻构成回路.由欧姆定律可算出人身的电压,首先计算出电流Id=U/(Rd+R0）=220/(4+4)=27。5A,中性点接地电阻R0=4Ω，设备外壳与大地之间的电阻Rd=4Ω,则对地故障电流Id=27。5A，由此可以计算出人体接触漏电设备时所承受的电压Ur=Id*(Rd＊Rr/Rd+Rr）=27.5*（2000＊4/2000+4）≈110V,这个数值对人体来说还是很危险的.27.5A的单相接地短路电流不足以使线路中的断路器动作,故障电压持续存在，设备外壳电压也持续存在，为了避免人体触电,那么只能安装漏电保护装置，或者把人体碰壳时的电压控制在安全电压36V以下，则Rd必须小于0.78Ω，要想实现这样小的接地电阻是困难的,特别是在土壤电阻率较大的地区。因此单独的采用TT接地保护系统还是不能保证安全的。
2. TN系统
1) TN系统的分类
TN系统电源中性点直接接地的三相四线制电网系统。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，当发生单相碰壳短路时,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。TN系统又可分为TN-C、TN-S 、TN—C—S三种,主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网。
2) TN—C系统简介
在接零保护系统中，TN—C系统是保护线PE与中性线N合并为保护中性线PEN（如图3）,属于接地系统中保护接零系统.该系统具有简单、经济的优点。当发生接地故障时，故障电流大保护迅速动作切除故障回路,保证安全，广泛应用于工矿企业。对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路,正常PEN线有电流，其所产生的回路压降呈现在电气设备的金属外壳上，这对敏感的电子设备不利。另外，PEN线上的压降引起的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸,不适合爆炸危险场合。另外该系统不宜直接使用漏电保护装置,需要将供电系统需局部改造为TT制式或整个系统改造为TN-C-S制式后在TN-S部分安装漏电保护器.
3) TN-S系统简介
TN-S系统是保护线PE与中性线N分开, 专用保护线PE 单独敷设，N单独作为工作零线，只用作单相照明负载回路（如图4）。系统正常运行时，专用保护线PE上不会有电流，工作零线上可以有不平衡电流。
由于PE线则不流过负荷电流，因此与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位，相比TN-C系统要好。相互之间没有干扰,所以适用于安全要求较高的场所，以及对精密电子仪器设备的供电，也可用于有爆炸危险的环境中。在民用建筑中，要求采用该系统,但由于单独敷设PE线,工程造价高。
4) TN-C—S系统简介
该系统前部分全部为TN-C,后部分分为PE线和N线分开，属于TN—S系统（如图5）。该系统是在 TN—C 系统上的灵活变通作法.兼具TN—C和TN—S的优点。适合工程需要，是广泛采用的配电系统。在民用建筑中，电源线采用TN-C系统，进入建筑物内改为TN-S系统。
3. 三相四线制系统零线的要求
无论是TT系统还是TN系统,在三相负载不对称时，如果零线断线，就会造成中性点位移，使得三相电压不对称，三相相位不再互差120°（如图6)，引起某相电压过高或过低，严重影响生产负荷的正常运行，甚至造成用电设备的损坏。所以在正常使用时对零线要做到以下几点。
（1)零线上不允许接开关或熔断器，以防当开关打开或熔断器熔丝熔断后,人为造成断开零线。 
（2)零线上应在多点处进行必要的重复接地,以防某点重复接地失效后其它重复接地点,可以有效解决故障设备与非故障设备间发生不等电位，避免非故障设备外壳带电问题。 
(3）零线上不能有接点,以防接点处因接触电阻增大而发热引起烧断零线。零线截面应与相线截面相同或相近，保证足够的不对称下的负荷载流量
4. 接零保护和接地保护混用的后果
同一系统内，接零保护和接地保护不能混用.否则，当采取接地保护的设备发生单相接地故障时,危险的接地电压会通过大地传至接零保护的设备上，使该设备外壳电位升高，形成危险电压。如图7所示，设备A采用的是接零保护，B采用的是接地保护且在同一配电系统之中,当设备B发生碰壳时，电流通过Rd和R0形成回路，电流不会太大线路可能不会断开，但故障将长时间存在.这时，除了接触该设备的人员有触电的危险外,由于零线对地电压升高达到Uo=（U/Rd+Ro）＊Ro，致使所有与接零设备接触的人员都有触电的危险。因此，在同一配电系统中不允许接地保护和接零保护混用。
5. 结语
综上所述,无论采取何种接地形式都绝不是万无一失绝对安全的，在用电过程中不仅要按照规范要求进行系统的设置和加装漏电保护器外，还要合理调整和分配单相用电设备的负荷及负荷性质，定期检查N线连接点，保证零线牢固可靠运行,并定期测量中性点接地电阻，严格履行用电要求,规范管理,这样才能杜绝事故的发生。
6. 参考文献：
（1）《供配电技术》 机械工业出版社，2002. 
（2）《新电工手册》 安徽科学技术出版社,2002. 
（3)《电工基础 》 机械工业出版社，2000
（4）《民用建筑电气设计规范》 2008