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弱電工程IT系統、TT系統、TN系統的區別

發布日期:2020/11/23 12:43:43 訪問次數:52

根據現行國家標準《低壓配電設計規范》(GB50054),低壓配電系統有三種接地方式,即信息技術系統、測控系統和TN系統。如何在弱電工程中使用這三個系統?


(1)第一個字母表示電源端子和地之間的關系

T型電力變壓器的中性點直接接地。
電源變壓器的中性點不接地或通過高阻抗接地。

(2)第二個字母表示電氣設備暴露的導電部分和地之間的關系
熱電裝置暴露的導電部分直接接地,并且該接地點與電源端子的接地點電獨立。
該N-電裝置的暴露導電部分直接電連接到電源終端點。

下面分別對信息技術系統、測控系統和TN系統進行綜合分析。

一、弱電工程信息技術系統
信息技術系統(ITsystem)是電源中性點不接地,電氣設備外露導電部分直接接地的系統。信息技術系統可以有中性線,但獨立選舉委員會強烈建議不要設置中性線。因為如果設置了零線,如果在信息技術系統中的零線的任何點發生接地故障,系統將不再是信息技術系統。
信息技術系統的接線圖如圖所示。

IT系統接線圖


信息技術系統特征
當信息技術系統發生第一次接地故障時,接地故障電流僅為非故障相對接地的電容電流,其值非常小。外露導電部分對地電壓不超過50V。沒有必要立即切斷故障電路,以確保電源的連續性。-發生接地故障時,對地電壓上升1.73倍;-220伏負載應配備降壓變壓器或由外部電源獨家供電;-安裝絕緣警察。使用場所:對電源連續性要求高,如應急電源、醫院手術室等。


當供電距離不是很長時,信息技術供電系統可靠性高,安全性好。一般用于不允許停電或需要嚴格連續供電的地方,如電爐煉鋼、大型醫院手術室、地下礦山等。井下供電條件相對較差,電纜容易受潮。使用信息技術電源系統,即使電源中性點不接地,一旦設備漏電,單個相對地漏電流仍然很小,不會破壞電源電壓的平衡,因此比電源中性點接地的系統更安全。然而,如果用于較長的電源距離,電源線對地的分布電容不能忽略。當負載發生短路故障或漏電導致設備外殼帶電時,漏電流形成穿過大地的齒條路徑,保護設備不一定運行,這是危險的。只有當供電距離不太長時才更安全。這種電源在建筑工地上很少見。


二、弱電工程測控系統


測控系統(TTsystem)是電源中性點直接接地,電氣設備外露導電部分也直接接地的系統。通常,電源中性點的接地稱為工作接地,而設備外露導電部分的接地稱為保護接地。
在測控系統中,兩個接地必須相互獨立。設備接地可以是每個設備都有自己獨立的接地裝置,或者幾個設備可以共用一個接地裝置。
測控系統接線圖如圖所示。
TT系統接線圖



測控系統的主要優勢

1)可以抑制高壓線路與低壓線路連接時低壓電網中的過電壓或配電變壓器高低壓繞組之間的絕緣擊穿。
2)對低壓電網雷電過電壓有一定的泄漏能力。
3)與未接地的低壓電器相比,當電器與外殼碰撞時,外殼的接地電壓可以降低,從而降低電擊造成的傷害程度。
4)由于單相接地時接地電流大,保護裝置(漏電保護器)運行可靠,能及時排除故障。

測控系統的主要缺點

1)當低壓和高壓線路被雷擊時,配電變壓器中可能出現正反轉過電壓
2)低壓電器外殼接地的保護效果不如信息技術系統。
3)當電氣設備的金屬外殼帶電時(相線與外殼碰撞或設備絕緣損壞并發生漏電),由于接地保護,電擊的風險可以大大降低。但是,低壓斷路器(自動開關)可能不會跳閘,導致漏電設備外殼的接地電壓高于安全電壓,這是一個危險電壓。
4)當泄漏電流相對較小時,即使有保險絲,也可能無法熔斷,因此需要漏電保護器進行保護,因此TT系統難以推廣。
5)TT系統接地裝置消耗大量鋼材,難以回收利用,勞動力和材料不足。

測控系統的應用
測控系統位于設備附近,因此PE線斷線的概率很小,容易發現。
TT系統設備的外殼在正常運行時不帶電,故障時外殼的高電位不會沿PE線傳遞給整個系統。因此,TT系統適用于電壓敏感數據處理設備和精密電子設備的供電,在爆炸、火災等危險場所具有應用優勢。
TT系統可以大大降低漏電設備的故障電壓,但一般不能降低到安全范圍。因此,在測控系統中必須安裝漏電保護裝置或過流保護裝置,前者更好。
TT系統主要用于低壓用戶,即未配備配電變壓器并從外部輸入低壓電力的小用戶。

三、弱電工程TN系統
TN系統(TNsystem)是電源中性點直接接地,設備外露導電部分直接與電源中性點電連接的系統。
在TN系統中,所有電氣設備暴露的導電部分連接到保護線和電源的接地點,該接地點通常是配電系統的中性點。
TN系統的電力系統在一點直接接地,電氣設備的外露導電部分通過保護導體與該點連接。
TN系統通常是三相電網系統,帶有中性接地。其特征在于電氣設備外露的導電部分直接與系統接地點相連,當發生殼體碰撞短路時,短路電流通過金屬絲形成閉環。形成金屬單相短路,從而產生足夠的短路電流,使保護裝置能夠可靠地工作并消除故障。
如果工作零線N重復接地,當外殼短路時,部分電流可能分流到重復接地點,使保護裝置無法可靠運行或拒絕運行,從而加大故障。
在TN系統中,即三相和五線系統,因為N線和PE線是分開放置的并且彼此絕緣,同時PE線連接到電氣設備的外殼而不是N線。因此,我們最關心的是PE線的電位,而不是N線的電位,所以TN-S系統中的重復接地不是N線的重復接地。如果PE線和N線接地在一起,由于PE線和N線連接在重復接地點,所以重復接地點和配電變壓器的工作接地點之間的連接在PE線和N線之間沒有區別,最初由N線承載的中性線電流變為由N線和PE線共享,并且一些電流通過重復接地點分流。這樣,可以認為重復接地點的前側沒有PE線,只有由原PE線和N線并聯組成的PEN線會失去原TN-S系統的優勢,所以PE線和N線不能接地在一起。
根據保護零線是否與工作零線分開,TN系統分為TN-硫系統、TN-碳系統和TN-C-S系統。
(1)tn-c系統
TN碳系統接線圖如圖所示。
TN-C系統接線圖


在TN-C系統中,PE線和N線的功能是集成在一起的,一個叫PEN線的導體負責這兩個功能。在電氣設備上,PEN線連接到負載的中性點和設備外露的導電部分。由于其固有的技術缺陷,現在很少使用,特別是在民用配電中,TN碳系統基本上是不允許的。
TN碳系統的特點
1)設備外殼充電時,接零保護系統會將漏電流提高到短路電流,這實際上是單相短路故障。保險絲會熔斷或自動開關會跳閘,從而使故障設備斷電并更加安全。
2)TN-C系統僅適用于三相負荷基本平衡的情況。如果三相負載不平衡,工作零線上有不平衡電流,地面上有電壓,所以與保護線相連的電氣設備的金屬外殼上有一定的電壓。
3)如果工作零線斷開,與零線相連的帶電設備外殼將被保護帶電。
4)如果電源相線接地,設備外殼電位將上升,導致中性線上的危險電位擴散。
5)TN-C系統干線采用漏電斷路器,工作在零線后的所有重負荷接地必須拆除,否則漏電開關不能合上制動器,工作在零線后的所有重復接地必須拆除,否則漏電開關不能合上制動器,工作在任何情況下都不能斷線。因此,實際上,工作中性線只能在漏電斷路器的上側重復接地。
(2)tn-s系統
TN-S系統接線圖如圖所示。
TN-S系統接線圖


TN-S系統的中性線n與TT系統的中性線n相同。與TT系統不同,電氣設備裸露的導電部分通過PE線連接到電源的中性點,并與系統的中性點共用接地體,而不是連接到自己專用的接地體。零線和保護線是分開的。
TN-S系統最大的特點是,在中性線和PE線分開后,就不會有電連接。一旦這種情況被破壞,TN硫系統將不再建立。
TN-S系統的特點
1)系統正常運行時,專用保護線上沒有電流,但工作零線上有不平衡電流。PE線沒有對地電壓,所以電氣設備金屬外殼的零保護連接到專用保護線PE線,安全可靠。
2)工作零線僅用作單相照明負載電路。
3)專用保護線PE線不允許斷裂或進入漏電開關。
4)漏電保護器用在干線上,所以漏電保護器也可以安裝在TN-S電源干線上。
5)TN-S供電系統安全可靠,適用于工業和民用建筑等低壓供電系統。


(3)tn-c-s系統

Tn-c-s系統接線圖如圖5所示。
TN-C-S系統接線圖



TNC-S系統是TN碳系統和TN-S系統的結合體。在TN-C-S系統中,TN-S系統用于電源部分。因為本節中無用的電氣設備只起到電能傳輸的作用,所以將恩線分開,形成一條單獨的到電氣負載附近某一點的N線和PE線。從這一點來看,該系統相當于總氮硫系統。


TN-C-S系統的特點

1)TN-C-S系統可以降低電機外殼對地電壓,但不能完全消除該電壓。該電壓的大小取決于不平衡負載和線路長度。要求不平衡負載電流不能過大,PE線應反復接地。
2)PE線在任何情況下都不能進入漏電保護器,因為線路末端漏電保護器的動作會使之前的漏電保護器跳閘,導致大規模停電。
3)對于PE線,除了必須在主箱處與N線連接外,N線和PE線不得在其他子箱處連接,開關和熔斷器不得安裝在PE線上。
事實上,TN-C-S系統是TN-S系統的替代方案。當三相電力變壓器工作接地良好,三相負荷相對平衡時,TN-C-S系統在弱電工程建設用電實踐中仍然有效。但是,當三相負荷不平衡,施工現場有專用電力變壓器時,必須采用TN-S供電系統。



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