TNS 接地系统定义及特点

建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。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 TN-C 、 TN-S 、 TN-C-S 系统。下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。
TT 系统 TN-C
供电系统→ TN 系统→ TN-S
IT 系统 TN-C-S
2 |+ o5 p% f" r0 M6 l$ N& |! B（一）工程供电的基本方式
3 U2 L8 u2 J5 e' N4 O" b根据 IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即 TT 、 TN 和 IT 系统，分述如下。
1 T5 Z3 w9 L9 g& W$ `（ 1 ） TT 方式供电系统 TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 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 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在 TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图 1-1 所示。这种供电系统的特点如下。
1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。
2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT 系统难以推广。
3 ） TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。
现在有的建筑单位是采用 TT 系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量。
把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开，其特点是：①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；③ TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。
（ 2 ） TN 方式供电系统 这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。它的特点如下。
1 z% A) z# N$ `3 K* b1 ）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的 5.3 倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。
& T* v0 _& M0 n3 c) c6 ~6 g3 x2 ） TN 系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比 TT 系统优点多。 TN 方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。
（ 3 ） TN-C 方式供电系统 它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
（ 4 ） TN-S 方式供电系统 它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统，称作 TN-S 供电系统， TN-S 供电系统的特点如下。
( f; B3 g' H0 n: k5 w( P1 ）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只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是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。
2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。
& F2 B7 r5 _/ S4 w1 C/ H; J3 ）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，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
+ X" F4 Z" P# J7 D8 Y8 M/ C5 ） TN-S 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。在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用 TN-S 方式供电系统。
（ 5 ） TN-C-S 方式供电系统 在建筑施工临时供电中，如果前部分是 TN-C 方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用 TN-S 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， TN-C-S 系统的特点如下。
1 ）工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，如图 1-5ND 这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。 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， TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于 ND 线的负载不平衡的情况及 ND 这段线路的长度。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，因为线路末端的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。
: r1 E( L' h* _9 v; j7 \0 o7 ~4 N3 ）对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联， PE 线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作 PE 线。
通过上述分析， TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。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， TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式供电系统。
（ 6 ） IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护。
TT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。
: H2 w! q: [" q6 w3 D8 `（二）供电线路符号小结

1 ）国际电工委员会（ IEC ）规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。如 T 表示是中性点直接接地； I 表示所有带电部分绝缘。
7 Q+ M* m, i3 C7 c- b/ T2 ）第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如 T 表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系； N 表示负载采用接零保护。
3 ）第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如 C 表示工作零线与保护线是合一的，如 TN-C ； S 表示工作零线与保护线是严格分开的，所以 PE 线称为专用保护线，如 TN-S

. j# \. h# ^6 h7 i1 N
6 P. y' P+ a: R0 R, L
低压系统接地型式以拉丁字母作代号，其意义如下：
第一个字母表示电源端与地的关系：
T－电源端有一点直接接地；
I－电源端所有带电部分不接地或有一点通过高阻抗接地。
第二个字母表示电气装置的外露可电导部分与地的关系：
0 z5 R- ~/ r# |% |2 jT－电气装置的外露可电导部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；
N－电气装置的外露可电导部分与电源端接地点有直接电气连接。
0 N2 B" H8 \2 y2 t/ ~－后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况：
S－中性导体和保护导体是分开的；
7 n( \  K( ^& ~" G2 S1 n5 sC－中性导体和保护导体是合一的。
: _* o; |' `0 Q, [' f
TN系统
% s9 }" K+ ~% c电源端有一点直接接地，电气装置的外露可电导部分通过中性导体或保护导体连接到此接地点。
/ w- r! g* w0 Q9 n9 |4 I根据中性导体和保护导体的组合情况，TN系统的有以下三种型式：
a) TN－S系统：整个系统的中性导体和保护导体是分开的
9 w) R3 S- k9 I$ @8 m8 Cb) TN－C系统：整个系统的中性导体和保护导体是合一的
$ e$ w. u+ j  z1 y8 _c) TN－C－S系统：系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的
( U) v: \* f1 r( l( Q$ QTT系统
电源端有一点直接接地，电气装置的外露可电导部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点
" g- E, X1 p- W) O' FIT系统
7 Y6 B: q3 U' u$ }/ C+ R& f8 u# j电源端的带电部分不接地或有一点通过高阻抗接地，电气装置的外露可电导部分直接接地
( X& n! W  h0 w4 m  ~* l适用范围
TN－C系统特点：
! W  K/ j- R% S* u/ Y0 q－PEN线兼有N线和PE线的作用，节省一根导线；
1 o7 c( V  D" g- z－重复接地，减小系统总的接地电阻；
－PEN线产生电压降，外露导电部分对地有电压；
5 w# U" P& B8 {5 v9 c, A% L- g－PEN线在系统内传导故障电压；
0 p  J: _; B6 o* H' i; a－过电流保护兼作接地故障保护。
使用场所：三相负载均衡，并有熟练的维修技术人员。
6 p- |. n5 I! N4 q- {0 CTN－S系统特点
－PE线与N线分开，PE线非故障时不流过电流，外露可电导部分不带电压，比较安全，但多一根导线；
3 r( ]4 o: S8 ?$ C$ K－PE线在系统内传导故障电压。
( G, n' C# j; ~( o9 S+ t0 `使用场所：防电击要求高，爆炸和有火灾危险场所，建筑物内装有大量信息技术设备。
7 A8 v1 g3 p& Z$ Y6 M8 M: N3 w
5 f& @! x( k4 V8 tTT系统特点
6 G; L4 C# v! L4 O3 Y3 m－外露可电导部分有独立的接地保护，不传导故障电压；
& ^; h% h! w1 a9 v, W$ o" {－由于电源系统有两个独立接地体，发生接地故障时接地故障电流较小，不能采用过电流保护兼作接地故障保护，而采用剩余电流保护器；
9 k& Q' v  N/ f2 y) _5 ^) ^  ]* l－因采用剩余电流保护器保护线路，双电源（双变压器、变压器与柴油发电机组）转换时采用四极开关：
－易产生工频过电压。
使用场所：等电位联结有效范围外的户外用电场所，城市公共用电，高压中性点经低电阻接地的变电所。
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& I( L! q; L; r3 \/ ?) lIT系统特点（不引出中性线）
－发生第一次接地故障时，接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；
8 c4 F  r! A1 |) ?* q' l2 T－发生接地故障时，对地电压升高1.73倍；
$ s6 g2 k2 Q  K' ?－220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；
－安装绝缘监察器。
使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。
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