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2021-11-28知识

题主的问题面涉及到TN-C接地系统和TN-S接地系统,我们首先弄清楚这两个接地系统是怎么回事,然后再讨论题主的问题。

1.TN-C接地系统分析

下图是国际电工委员会标准IEC60364中定义的TN-C接地系统:

图1:IEC60364定义的TN-C接地系统

图1的左侧,我们看到了电力变压器的三相低压绕组,它们输出的就是三相电压,标记为L1、L2和L3,它们就是三条相线。我们看到三相低压绕组的中性点直接接地,然后引出,标记为PEN,它的名称是保护接地线。

注意1:中性点接地的目的是构建全系统的零电位参考点。

我们再看图1的负载端,我们看到三条相线直接接用电设备的电源输入端口,而保护中性线PEN首先接到用电设备的外壳,然后再引至电源输入端口。这就体现了保护中性线的保护功能优先与它的中性线功能。

注意2:完整的接地系统是由电源侧的系统接地(工作接地)和负载侧的保护接地构成的。

注意3:在IEC60364中,接地系统的第一位字母T表示电源处有系统接地,I表示没有系统接地。第二位字母N表示用电负荷处有保护接地。

注意4:TN-C表示系统具有系统接地,用电设备处的保护线来自电源,且保护与中性线功能合一。

注意5:TN-C的三条相线L1、L2和L3的俗称是三条火线,保护中性线PEN的俗称是零线,并且只有TN-C接地系统有此称呼。

火线和零线的称呼来自前苏联,是很古老的专有名词。在当前采标使用的国家标准中,已经摒弃了这种不严密的称呼,而用它们的准确名称,也即相线和保护中性线。

零线担任了保护功能,用电设备的金属外壳直接与零线相接,我们把这种操作叫做保护接零。若零线断裂,则因为三相不平衡的原因,断裂点后部的零线电位会上升,最高可达相电压。

注意6:零线绝对不能断裂,也不能进任何开关和熔断器。这叫做保护导体连续性。

注意7:为了防止零线断裂后使得用电设备外壳带电,故零线必须多点重复接地。

这七条注意点题主必须彻底弄清并牢记。

2.TN-S接地系统分析

图2是IEC60364定义的TN-S接地系统:

图2:IEC60364定义的TN-S接地系统

图2就是TN-S接地系统。

我们从图2中看到,TN-S的电源处电力变压器的中性点直接接地,形成系统接地或者工作接地,然后分开为中性线N和地线PE,随同三条相线L1、L2和L3一同引入用电负荷端。

我们还从图2中看到,用电设备的金属外壳与地线PE直接相连,以实现用电设备外壳的零电位。我们看到三条相线L1、L2和L3连同中性线N一同接入用电设备的电源输入端口。

注意8:TN-S接地系统中的地线PE绝对不能断裂,也不得进入任何开关和保险丝。由此确保地线的保护导体连续性。

注意9:为了确保地线PE的零电位,地线PE必须采取重复接地措施。

以上这两条注意点题主必须彻底弄清并牢记。

了解了TN-C和TN-S接地系统,我们来讨论题主的问题。

3.题主问题解析

(1) TN-S供电系统pe线和n线是接通的 那不用漏电保护器,把灯泡接在相线与pe线是不是也会亮呀?

回答:

我们看下图:

图3:把用电设备接在TN-S系统下的相线与地线上会产生严重的人身伤害事故

从图3中我们看到,题主接入的小灯泡接在相线与地线PE上。此灯泡会亮,但会改变地线PE的电位。由于地线PE与所有TN-S接地系统下用电设备的外壳相连,而地线电位的上升将造成严重的人身安全隐患,甚至对人体产生电击。

可见,这种做法就是给自己挖坑并跳进去。

(2) TNS系统PE线和N线都是从中性点出来的那不平衡电流从N线回到N点后会从N点通过PE线流到电器外壳导致危险吗?

解答:

从图2中我们看到,中性线N与地线PE的相接点仅在电源端的中性线接地极处,之后两者完全绝缘。因此,中性线N的三相不平衡电流不会流入地线PE,更不会流经用电设备的外壳。可见题主的担心是多余的。

注意10:TN-S的中性线N和地线PE仅在电源系统接地处连接在一起,之后它们完全绝缘,这就确保了不会发生题主所阐述的现象。

(3) TN-S和TN-C系统比较,有哪些好处?

解答:

好处之1:地线PE与中性线N彻底分开,确保了用电设备外壳的零电位与中性线电流无关。

需要指出的是:TN- C接地系统抗三相不平衡的能力优于TN- S系统。

好处之2:由于用电设备的外壳是接地的,这就给用电设备创造了使用漏电保护器的条件,实现漏电的间接防护功能。

以下链接对漏电保护器加以说明:

所谓间接防护,指的是发生漏电时,不等人接触到故障设备电路就将故障线路脱离。相对应的直接防护指的是人体接触到漏电故障设备并发生电击时才将故障线路脱离。

(4)相线与PE线(之间的电压)是不是也是220V?

解答:

是的,相线与地线PE之间的电压是220V相电压。

(5)如果Pe线和N线混用了,有的设备接Pe线有的接N线会如何?

解答:

绝对不允许。这等效于把TN-S接地系统从混用的第一个设备开始变成TN-C。

若第一个混用设备之后的某个用电设备发生单相接地故障,则混用设备后部的所有用电设备外壳均带电。

(6)空气开关什么情况下用1p+n或者3p+n?什么情况下又要用2p或者4p?

解答:

TN-S接地系统可以使用1P、2P、3P和4P开关。其中1P和2P用于单相回路,3P和4P用于三相回路。

TN-C接地系统只能使用1P和3P开关,避免零线断裂,原因见前述。

关于1P+N和3P+N开关的使用,见以下链接:

至此,题主的问题回答完毕。