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TN-C系统中的中性线N和保护线PE在整个过程中作为PEN导线敷设,TN-C系统属于三相四线制带电导体系统。该系统要求在用电设备的内部范围内设置有效的等电位环境,且需要均匀地分布接地极,所以TN-C能同时承载三相不平衡电流和高次谐波电流。为此,TN-C的PEN线应当在用电设备内与若干接地极相连,即重复接地;其次,当TN-C系统的用电设备端PEN线断线后则外壳将带上与相电压近似相等的电压,其安全性较低。为了消除这种影响,也要求在PEN线上采取重复接地的措施。正是因为TN-C采取了PEN线重复接地的措施,使得系统不能使用剩余电流动作保护装置。
值得注意的是,TN-C系统的PEN线定义中,“保护线”的功能优于“中性线”的功能。所以PEN线首先接入用电设备的接地接线端子,然后再用连接片接到中性线端子。
3.TN-C-S系统
如果从电源中性点N线与PE线合用一段,然后再分出N线与PE线,且分开后不再合并,则此低压系统称为TN-C-S接地系统。
TN-C-S系统的TN-C部分适用于不平衡负载,而TN-C-S系统的TN-S部分适用于平衡负载。TN-C-S系统可以配套使用剩余电流动作保护装置,只是后部的TN-S系统其PE线不能穿过剩余电流动作保护装置的零序电流互感器铁芯。
4.TN系统的应用及优缺点
TN系统在我国占主导地位,无论是工厂、机关,还是商住大厦、居民小区,几乎毫无例外地采用此种接地系统。
在早期我国配电设计中,TN系统应用比较广泛,尤其是工厂中的大型车间内由变压器低压侧树干式配电方式,大都采用TN-C方式,也就是变压器经出口总开关后,以铝排作干线跨屋架或沿屋架明设。为了解决PEN干线的末端发生接地故障,短路电流比较小,使变压器低压侧保护开关无法跳开的问题,在PEN干钱加装电流互感器,通过电流继电器、中间继电器等元件来跳开低压总开关,即采用零序保护来解决。
目前干线不再采用明敷裸铝母排,而是采用母线槽了。如果采用四线式母线槽,其中一线为PEN线。若采用五线式母线槽,则N线与PE线分开。
有的母线槽金属壳体为铝合金的,这样采用铝合金外壳作PE干线,内置四根导体,分别作相线及中性线,这样也可组成TN-S系统。从严格意义上来说,目前我国尚未有绝对的TN-S系统,因为配电变压器低压端子只有L1、L2、L3及O端子,即使从变压器O端子分别引出PE线及N线,由于低压中性点在变压器壳体内部,从中性点至变压器的O端子这段导体实际上N线与PE线共用了,应当是PEN线,严格来讲,这种情况应属于TN-C-S系统。
在实际应用中,有时从变压器O端子分出PE线及N线不方便,因为尚有中性点接地线也从此桩头引出直接与接地极相连,O桩头接线太多,不易施工。也可以从变电所的低压总开关柜上再分出PE线及N干线。如果从变压器O端子至总开关柜这一段导体看成PEN干线,则此系统为TN-C-S系统。如果此段距离小,不平衡电流在其上的压降可以忽略不计。在低压总柜上PEN干线电位与变压器中性点电位基本相同,此种接线虽然在低压总柜分出N干线与PE干线,但也可以看作是TN-S系统。
延伸阅读:低压接地系统之TT系统详解
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