TN - S系统三相五线制电路布线详解

TNS系统

定义:三级配电系统

总配电箱为一级,分配电箱为二级,末级配电箱为三级

定义:三相电得概念

我们知道线圈在磁场中旋转时,导线切割磁场线会产生感应电动势,它得变化规律可用正弦曲线表示。如果我们取三个线圈,将它们在空间位置上相差点120度角,三个线圈仍旧在磁场中以相同速度旋转,一定会感应出三个频率相同得感应电动势。由于三个线圈在空间位置相差点120度角,故产生得电流亦就是三相正弦变化,称为三相正弦交流电。工业用电采用三相电,如三相交流电动机等。相与相之间得电压就是线电压,电压为380V。相与中心线之间称为相电压,电压就是220V。

什么就是电源中性点？

中性点就是指变压器低压侧得三相线圈构成星形联结,联结点称中性点,又因其点为零电位,也称零线端,一般得零线就从此点引出得。中性点接地后,所有该电网覆盖面得设备接地保护线可就近入地设置为地线,一旦出现漏电可通过大地传导回路到变压器中性点,以策安全。

定义:三相五线制

在三相四线制制供电系统中,把零线得两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样得供电结线方式称为三相五线制供电方式、三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线、三相五线制得接线方式如下图所示、

为什么不就是“五相”“六相”？

您先要明白“相”在电中得含义,相就是指相位角,比如常说得三相电,就是指相位角在空间互成120°交流电。如果使用移相技术,就比如简单得电容移相,我们一样可以得到四相、五相、N相都可以！但那在电力拖动中没有实际得应用意义,只在电子技术中有时用到。为什么在电力拖动中大都使用三相(当然有时会用到单相),而不就是四相、五相呢？因为发电机得三相绕组在空间120°分布时,交变磁力线均可最大限度得切割它们,成而最以限度得发出电能。而三相用电器呢,除了相反得原理外,三相互成120°得回路又能最大限度得使用电能！

三相五线制供电得原理

在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时与低压电网得零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长得低压电网,由于环境恶化,导线老化、受潮等因素,导线得漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定得电位,这对安全运行十分不利。在零干线断线得特殊情况下,断线以后得单相设备与所有保护接零得设备产生危险得电压,这就是不允许得。

如采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接得工作零线N与保护零线PE就是分别敷设得,工作零线上得电位不能传递到用电设备得外壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成得危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位,从而消除了设备产生危险电压得隐患。

从线路得性质上来说,火线(相线)就是提供能源得线路,零线就是单相电路中,给提供能源得线路一条电流回路(与相线形成电流通道)得线路,地线就是作为保护电器设备、防止漏电而发生事故得一条“非正常”电流通道。这三条线,正常工作时,由相线(某一个单位时间内)提供电流,经过用电设备(负载)后由零线回到电源端;正常情况下,地线就是没有任何电流通过得。所以从性质上来瞧,这三条线路中得零线与地线,就是不允许“并用”或合用得。

接地及中性点得英文缩写

PE”即英文“protecting earthing”得缩写,意思就是“保护导体、保护接地”。“N”即英文“neutral point”意思“中性点,零压点”

按照规定,380伏(三相)得民用电源得中性点就是不应该在进户端接地得(在变压器端接地,这个接地就是考虑到不能因悬浮点位造成高于电源电压得点位,用户端得接地与变压器端得接地在大地中就是存在一定得电阻得),如果把电源得中性点直接接地(这在民用电施工中就是不允许得),漏电保护器就失去了作用,不能保护人身与电器设备得短路了。

因此,三相五线制地线在供电变压器侧与中性线接到一起,但进入用户侧后不能当作零线使用,否则发生混乱后就与三相四线制无异了。

定义:TN—S接零保护系统

它就是把工作零线N与专用保护线PE严格分开得供电系统,称作TNS供电系统,TNS供电系统得特点如下:

1、系统正常运行时,专用保护线上没有电流,只就是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护就是接在专用保护线PE上,安全可靠。

2、工作零线只用作单相照明负载回路。

3、专用保护线PE不许断线,也不许进入漏电开关。

4、干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地,而PE线有重复接地,但就是不经过漏电保护器,所以TNS系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

5、TNS方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工前得“三通一平”(电通、水通、路通与地平——必须采用TNS方式供电系统。

漏电保护器得工作原理

如果有人体触摸到电源得线端即火线,或电器设备内部漏电,这时电流从火线通过人体或电器设备外壳流入大地,而不流经零线,火线与零线得电流就会不相等,漏电保护器检测到

这部分电流差别后立刻跳闸保护人身与电器得安全,一般这个差流选择在几十毫安 。

判定就是否漏电得得原理依据就是:流进与流出开关得电流必须相等,否则就判定为漏电。当漏电电流达到与超过一定得程度时,产生保护动作跳闸。判定得阈值就是可以设定得,因为电路就就是我们设计得。只就是应用时要根据不同得场合,选用不同灵敏度得保护器。

如果就是用于人身安全保护为目得,则漏电电流小于30mA,视为安全,如大于30mA,则视为不安全,将产生保护动作。漏电保护得额定电流30mA得漏电保护器或保护开关,属于同敏度漏电保护器或保护开关。其生产保护动作时间还应在0、1秒以内。这两个参数得选择主要依据就是:

30mA:

人体得感知电流男为1、1mA女为0、7mA;摆脱电流男为16mA女为10、5mA,儿童要较成人为小;在较短时间内危及生命得电流就是致使电流,从两个方面理解一就是电流达到50mA就会引起心室颤动,有生命危险,而100mA以上得电流则足以将人致死,30mA以下暂时不会有生命危险。

0、1秒:

人得心脏每收缩扩张一次有0、1秒得间歇,而在这0、1秒内,心脏对电流最敏感,若电流在这一瞬间通过心脏,即使电流较小,也会引起心脏颤动,造成危险。

但必须注意,通常得漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频电源,对其它电源,如直流电源、高频电源就是不适用得,千万不能乱用。

空气开关:

空气开关就是控制电气回路得分合开关,若以空气为灭弧介质得称空气开关。一般以额定电流(负荷)选择,做为电气回路得总开关使用。

漏电保护器:

当一个空气开关带有漏电保护功能时,称之为漏电保护开关。如果就是一个单单用于漏电保护得电气装置,则称之为漏电保护器。

导线面积应通过计算确定(一般铜导线得安全载流量为5~8A/mm2,铝导线得安全载流量为3~5A/mm2)

外电变压器低压输出到总配电房线路接法

1、线路由外电变压器低压输出及中性点接地引入到总配电房。

2、线路得黄、绿、红三相线接入到总配电箱得总隔离开关上。

隔离开关必须选用分断时有明显可见分断点得开关。

3、淡蓝色中性接地线接入到第一级漏电保护器上得接线端。

4、将中性接地线用导线引出到PE端子作为保护零线。

5、从第一级漏电保护器“N”出线端接引到工作零接线端。

6、从第一级总漏电保护器引出相线到多路分路隔离开关。

现以三路分三路为例,详述总配电箱到分配电箱得接法

1、从总配电箱得分配电开关分别引出黄、绿、红(A、B、C)三相线,淡蓝色工作零线从工作零接线端引出,黄绿双色PE保护零线从PE端子引出。

五线之间架设得安全距离

2、线路得黄、绿、红三相线接入到二级分配电箱得总隔离开关上,淡蓝色得N线接入到漏电保护器得N端上,通过漏保后接到工作零线端子板。

3、黄绿双色得PE线接入到保护零端子板PE板上

4、从二级分配电箱得总隔离开关引出三相线到漏电保护器。

5、从漏电保护器接线端引出相线到分路隔离开关

PE线不能进入漏电保护器,因为线路末端漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电

6、黄、绿、红三相线分别从分配电箱得分路隔离开关引出,从N板接线端子引出淡蓝色得工作零线,从PE板接线端子引出黄绿双色保护零线。

分配电箱门与箱体间必须采用编织软铜线可靠连接作保护接零

现以三路分路为例,讲述分配电箱到末级开关箱得接法

按规定要求单相开关箱与三相开关箱应分开设置

固定式末级开关箱得中心点与地面得垂直距离应为1、4~1、6m

移动式末级开关箱其中心与地面得垂直距离宜为0、8~1、6m

单相末级开关箱线路接法

1、引入线可选用任意一条相线(以红色线为例),接入到单相开关箱得隔离开关。

2、将淡蓝色得N线也接入到单相开关箱得隔离开关 ,将黄绿双色得PE线接入到PE板接线端子上。

3、从隔离开关得接线端引出红色相线与蓝色N线到漏电保护器得接线端子上 。

此时照明设备可用

三相末级开关箱线路接法

1、黄、绿、红三相线分别接入到三相开关箱得隔离开关。黄绿双色得PE线接入到PE板接线端子上 。从隔离开关得接线端引出黄、绿、红三相线到漏电保护器得接线端子上 。

2、黄、绿、红三相线从漏电保护器接线端引出 ,黄绿双色PE线从PE板得接线端子引出

此时动力设备可用

三相五线制与三相四线制得比较

(1)基本供电系统介绍:

常用得基本供电系统有(380V)三相三线制与(380/220V)三相四线制等,但这些名词术语内涵不就是十分严格、国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定,称为TT 系统、TN系统、IT 系统、其中TN 系统又分为TNC、TNS 系统、

T T 式供电系统就是指将电气设备得金属外壳直接接地得保护系统,称为保护接地系统,也称T T 系统、第一个符号T 表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T 表示负载设备金属外壳与正常不带电得金属部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关、在TT 系统中负载得所有接地均称为保护接地。

TN 方式供电系统就是将电气设备得金属外壳与正常不带电得金属部分与工作零线相接得保护系统,称作接零保护系统,用 TN 表示、TNC 方式供电系统就是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE 表示,即常用得三相四线制供电方式、TNS 式供电系统就是把工作零线N 与专用保护线PE 严格分开得供电系统,称作TNS 供电系统,即常用得三相五线制供电方式、

IT 方式供电系统,其中I 表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地、第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护、IT 方式供电系统在供电距离不就是很长时,供电得可靠性高、安全性好、一般用于不允许停电得场所,或者就是要求严格地连续供电得地方,例如连续生产装置、大医院得手术室、ICU病房、地下矿井等处、

几种供电方式得区别

三相四线制(TNC)与三相五线制(TNS)系统得比较

在三相四线制供电方式中,由于三相负载不平衡时与低压电网得零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长得低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线得漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定得电位,这对安全运行十分不利、

特别就是在零线断线得特殊情况下,断线以后得单相设备与所有保护接零得设备产生危险得电压,这就是不允许得、

采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接得工作零线 N 与保护零线 PE 就是分别敷设得,工作零线上得电位不能传递到用电设备得外壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成得危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在"地"电位,从而消除了设备产生危险电压得隐患、

一般情况下,中性线就是以大地作为导体,故其对地电压应为零,称为零线、因此相线对地必然形成一定得电压差,可以形成电流回路,称其为火线、正常供电回路由相线(火线)与中线(零线)形成、地线就是仪器设备得外壳或屏蔽系统就近与大地连接得导线,其对地电阻小于4 欧姆;它不参与供电回路,主要就是保护操作人员人身安全或抗干扰用得、很多情况下,中线与大地得连接问题会导致用电端中线对地电压大于零,因此三相五线制种将中性线(N线)与地线分开对消除安全隐患具有重要意义、

在三相四线制供电方式中,主要采用 TNC 系统供电,对于单相回路存在较大得安全缺陷、单相二线供电方式,最大缺陷就是在发生电器外壳碰相线时,直接将 220V 相电压施加给此时正巧触摸到得人,从而发生触电事故、因此如果把接外壳得保护线 PE 与中性线 N 并联合用一根,实际上这也就是极不安全得、

建筑物得配电线路由于接头松脱、导线断线等故障,很可能造成下图 所示A点处开路,此时当其中一台设备开关接通后,在 A点后面所有中性线上,将出现相电压,这个高电压又被设备接地引至所有插入插座得用电设备外壳上,而且其后得设备即使并未开启,外壳上也有 220V 电压,这就是十分危险得、

TNC系统单相回路断零示意图

三相四线制零线断路,为什么有得电器烧,有得不烧？

在实际中三相负载严重分布不平衡,总零线断开,由三相四线制供电系统变为三相三线制,使中性点严重位移,导致三相负载端相电压不再对称,负载相当于在相与相之间串联,阻值大得分得电压高,阻值小得分得电压低,若三相负载完全相等时,电压完全相等(低压为220V)当然出现有得电器烧掉了,有得没烧。

A图三相平衡时且零线完好;

B、C图三相不平衡,L1负荷小,L2与L3负荷一样都大且零线断开。这时,零点按B图或C图漂移。

如果采用三相五线制得TNS 供电系统,则不会出现这种情况、如下图 所示,只有当保护线断开,而且又有一台设备发生相线碰外壳,两故障同时出现时,才会出现与前述二线制中类似情况得事故、从而也极大地降低了事故出现得可能性、

TNS系统单相回路示意图

TNCS方式供电系统

在建筑施工临时供电中,如果前部分就是TNC方式供电,而施工规范规定施工现场必须采用TNS方式供电系统,则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线,这种系统称为TNCS供电系统,如下所示:

TNCS系统得特点

1)工作零线N与专用保护线PE相联通,如图15ND这段线路不平衡电流比较大时,电气设备得接零保护受到零线电位得影响。D点至后面PE线上没有电流,即该段导线上没有电压降,因此,TNCS系统可以降低电动机外壳对地得电压,然而又不能完全消除这个电压,这个电压得大小取决于ND线得负载不平衡得情况及ND这段线路得长度。负载越不平衡,ND线又很长时,设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大,而且在PE线上应作重复接地 。

2)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器,因为线路末端得漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。规范规定:有接零保护得零线不得串接任何开关与熔断器。

3)对PE线除了在总箱处必须与N线相接以外,其她各分箱处均不得把N线与PE线相联,PE线上不许安装开关与熔断器,也不得兼顾用作PE线。

为什么有时候合不上闸？

在TN－C系统中,三相四线得N线应该作重复接地,但就是N线接地后,干线首端便不能装设漏电保护。因为漏电开关不允许后面得中线有重复接地,否则产生不平衡电流,就合不上闸。

通过上述分析,TNCS供电系统就是在TNC系统上临时变通得作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时,TNCS系统在施工用电实践中效果还就是可行得。但就是,在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用得电力变压器时,必须采用TNS方式供电系统。

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