施工现场变压器低压配电系统的应用

 根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054）的定义，将低压配电系统分为三种，即TN、TT、IT三种形式。其中，*个大写字母T表示电源变压器中性点直接接地;I则表示电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）。第二个大写字母T表示电气设备的外壳直接接地，但和电网的接地系统没有;N表示电气（YDQ交流试验变压器）设备的外壳与系统的接地中性线相连。

    TN系统：电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。

    TT系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采用保护接地。

    IT系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备外壳电气设备外壳采用保护接地。（例如产品：YDQ交流试验变压器）

    1、 TN系统

    电力系统的电源变压器的中性点接地，根据电气设备外露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：即TN—C系统、TN—S系统、TN—C—S系统。下面分别进行介绍。

    1.1、TN—C系统

    其特点是：电源变压器中性点接地，保护零线（PE）与工作零线（N）共用。

    （1）它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采用过电流保护器切断电源。TN—C系统一般采用零序电流保护;

    （2）TN—C系统适用于三相负荷基本平衡场合，如果三相负荷不平衡，则PEN线中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN，从而中性线N带电，且极有可能高于50V，它不但使设备机壳带电，对人身造成不安全，而且还无法取得稳定的基准电位;

    （3）TN—C系统应将PEN线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时，可以有效地降低零线对地电压。

    由上可知，TN-C系统存在以下缺陷：

    （1）当三相负载不平衡时，在零线上出现不平衡电流，零线对地呈现电压。当三相负载严重不平衡时，触及零线可能导致触电事故。

    （2）通过漏电保护开关的零线，只能作为工作零线，不能作为电气设备的保护零线，这是由于漏电开关的工作原理所决定的。

    （3）对接有二极漏电保护开关的单相用电设备，如用于TN-C系统中其金属外壳的保护零线，严禁与该电路的工作零线相连接，也不允许接在漏电保护开关前面的PEN线上，但在使用中极易发生误接。

    （4）重复接地装置的连接线，严禁与通过漏电开关的工作零线相连接。

    TN-S供电系统，将工作零线与保护零线*分开，（YDQ交流试验变压器）从而克服了TN-C供电系统的缺陷，所以现在施工现场已经不再使用TN-C系统。

    1.2、 TN—S系统

    整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是分开的。

    （1）当电气设备相线碰壳，直接短路，可采用过电流保护器切断电源;

    （2）当N线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，PE线也无电位;

    （3）TN—S系统PE线首末端应做重复接地，以减少PE线断线造成的危险。

    （4）TN—S系统适用于工业企业、大型民用建筑。
    目前单独使用*变压器供电的或变配电所距施工现场较近的工地基本上都采用了TN—S系统，与逐级漏电保护相配合，确实起到了保障施工用电安全的作用，但TN—S系统必须注意几个问题：

    （1）保护零线不允许断开。否则在接零设备发生带电部分碰壳或是漏电时，就构不成单相回路，电源就不会自动切断，就会产生两个后果：一是使接零设备失去安全保护;二是使后面的其他完好的接零设备外壳带电，引起大范围的电气设备外壳带电，造成可怕的触电威胁。因此在《JGJ46-88施工现场临时用电安全技术规范》规定保护线必须在首末端做重复接地。

    （2）同一用电系统中的电器设备不允许部分接地部分接零（YDQ交流试验变压器）。否则当保护接地的设备发生漏电时，会使中性点接地线电位升高，造成所有采用保护接零的设备外壳带电。

    （3）保护接零PE线的材料及连接要求：保护零线的截面应不小于工作零线的截面，并使用黄/绿双色线。与电气设备连接的保护零线应为截面不少于 2.5mm2的绝缘多股铜线。保护零线与电气设备连接应采用铜鼻子等可靠连接，不得采用铰接;电气设备接线柱应镀锌或涂防腐油脂，保护零线在配电箱中应通过端子板连接，在其他地方不得有接头出现。

    1.3、 TN—C—S系统

    它由两个接地系统组成，*部分是TN—C系统，第二部分是TN—S系统，其分界面在N线与PE线的连接点。

    （1）当电气设备发生单相碰壳，同TN—S系统;

    （2）当N线断开，故障同TN—S系统;

    （3）TN—C—S系统中PEN应重复接地，而N线不宜重复接地。

    PE线连接的设备外壳在正常运行时始终不会带电，所以TN—C—S系统提高了操作人员及设备的安全性。施工现场一般当变台距现场较远或没有施工变压器（YDQ交流试验变压器）时采取TN—C—S系统。

    2、 TT供电系统

    电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分用PE线接到接地极（此接地极与中性点接地没有电气）

    在采用此系统保护时，当一个设备发生漏电故障，设备金属外壳所带的故障电压较大，而电流较小，不利于保护开关的动作，对人和设备有危害。为消除 T系统的缺陷，提高用电安全保障可靠性，根据并联电阻原理，特提出完善TT系统的技术革新。技术革新内容是：用不小于工作零线截面的绿/黄双色线（简称 PT线），并联总配电箱、分配电箱、主要机械设备下埋设的4-5组接地电阻的保护接地线为保护地线，用绿/黄双色线连接电气设备金属外壳。它有下列优点：1）单相接地的故障点对地电压较低，故障电流较大，使漏电保护器迅速动作切断电源，有利于防止触电事故发生。2）PT线不与中性线相联接，线路架设分明、直观，不会有接错线的事故隐患;几个施工单位同时施工的大工地可以分片、分单位设置PT线，（YDQ交流试验变压器）有利于安全用电管理和节约导线用量。3）不用每台电气设备下埋设重复接地线，可以节约埋设接地线费用开支，也有利于提高接地线质量并保证接地电阻≤10Ω，用电安全保护更可靠。

    TT系统在国外被广泛应用，在国内于局部对接地要求高的电子设备场合，目前在施工现场一般不采用此系统。但如果是公用变压器，而有其它使用者使用的是TT系统，则施工现场也应采用此系统。

    3、 IT系统

    电力系统的带电部分与大地间无直接连接（或经电阻接地），而受电设备的外露导电部分则通过保护线直接接地。

    这种系统主要用于10KV及35KV的高压系统和矿山、井下的某些低压供电系统，不适合在施工现场应用，故在此不再分析。

    建设部新颁发的《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）规定：施工现场的中性点直接接地的电力系统中必须采用TN-S接零保护系统。因此，TN-S接零保护系统在施工现场中得到了广泛的应用，但如果PE线发生断裂或与电气设备未做好电气连接，（YDQ交流试验变压器）重复接地阻值达不到安全的要求，也同样会发生触电事故，为了提高TN-S接零保护系统的安全性，在此提出等电位联接概念。所谓等电位联结，是将电气设备外露可导电部分与系统外可导电部分（如混凝土中的主筋、各种金属管道等）通过保护零线（PE线）作实质上的电气连接，使二者的电位趋于相等。应注意差异，即等电位联结线正常时无电流通过，只传递电位，故障时才有电流通过。等电位联结的作用。（1）总等电位联结能降低预期接触电压;（2）总等电位联结能消除装置外沿PE线传导故障电压带来的电击危险。因此施工现场也应逐步推广该技术。当然，无论采取何种接地形式都绝不是*安全的。施工现场临时用电必须严格按JGJ46-88规范要求进行系统的设置和漏电保护器的使用，严格履行施工用电设计、验收制度，规范管理，才能杜绝事故的发生。