??? 隨著強制性規范《住宅電氣設計規范》GB50096—1999于1999年6月1日的開始實施,原先合乎規范要求的TN—C系統已不再使用于住宅低壓配電系統了。現代住宅電氣的設計和安裝有了明確的依據。新規范是“以人為本”,在保證“適用、安全、衛生、美觀”的前提下,對住宅安全方面提出了相當嚴格的要求。新的《住宅設計規范》與舊規范GBJ96—86相比較,在安全方面的要求更為嚴格,主要有下列4點:?
?
(1)每棟住宅總電源進線斷路器應具有漏電保護功能。?
?
(2)除空調電源插座外,其他電源插座電路應設有漏電保護功能。?
?
(3)住宅配電系統的設計應采用TT、TN—C-S或TN-S接地方式,并進行等電位聯接。?
?
(4)衛生間等潮濕場所宜采用局部等電位聯結。?
?
按以上要求,對居民住宅安裝的電氣設備,可使住戶的居住更為安全。?
?
下面介紹不宜采用TN—C系統的原因,以及新規范中的三種低壓配電系統的接地方式和故障防范。?
?
1 不宜采用TN—C系統的原因?
?
用電設備的接地,一般分為保護性接地和功能性接地。保護性接地又分為接地和接本兩種形式。所謂“接地”是指用電設備外露可導電部分對地直接的電氣連接。而接零則是指外露可導電部分通過保護線(PE)或PEN線與供電系統的接地點進行直接電氣連接(交流系統中,接地點即為中性點)。?
?
TN-C系統被稱為三相四線系統,整個系統的中性(N)與保護線(PE)是合一的,稱PEN線。由于TN—C系統中采用的是保護接零,即用電設備的外露可導電部分與PEN有良好的導線連接。當用電設備發生接地故障時,由于PEN線阻抗小,較大的短路電流使保護裝置迅速動作,反應靈敏度高。但由于TN-C 系統需要依靠PEN線中的不平衡電流來維持三相電壓的平衡,所以TN—C系統一般使用于三相負荷較平衡的場合。目前,住宅用戶大部分是單相用戶,難以實現三相負荷的平衡,PEN中將有較大的、不穩定的不平衡電流流過,而且大量家電設備使用中產生的高次諧波也疊加在中性線N上,使中性線接地電位偏移。一旦 PEN發生斷路故障或PEN線接觸電阻增大時,中性點電位將嚴重地偏移,使家電設備外露可導電部分的金屬外殼帶電,造成電擊事故的發生。而且接地故障最易引發電氣火災。所以新規范中已明確規定住宅供電已不再使用TN—C系統了。?
?
2《住宅但計規范》已明確規定.住宅供電系統應來用TT、TN一s、或TN-C-S方式。?
?
需要說明的幾點:1、以前的《建筑電氣設計技術規范》,曾把接零看成是接地的方式之一,而采用統一的術語“接地”,這樣容易引起概念混淆,特別是隨著低壓網系統接地形式多樣化,更有必要把接地與接零兩者的區別加以明確,以使減少實際工作中出現的問題。2、原規程只是籠統提出零線在規定的地方應重復接地;而工作零線(中性線即N線)一般是不應重復接地的。再裝有漏電流保護裝置后的PEN線更是不容許重復接地。因為一旦重復接地.將會造成漏電保護裝置發生誤動作或拒絕動作。?
?
在《民用建筑電氣設計規范》14.2.1條中,對低壓電氣系統的接地形式已有了明確的定義。?
?
2.1TN系統。電力系統有一點直接接地,按照中性線與保護線組合情況又可分為三種形式:?
?
(l)TN—S系統,也稱三相五線制系統。該系統是三相四線加PE線的接地系統。整個系統的中性線(N)與保護線(PE)是分開的用電設備外露可導電部分接在PE線上。一般當住宅樓內有獨立變壓器時便采用TN-S系統。由于TN-S系統中性線N與保護接地線PE除在變壓器中性點共同接地外,兩線從變壓器低壓母線處便分開了,所以與TT系統一樣,不管中性點N是否帶電,PE線均不帶電,與PE線連接的設備外殼同樣均不會帶電。而且在TN—S系統中,發生電氣故障時,通過PE線接地電流較大,一般熔斷器、斷路器都能動作切斷電源(靈敏度高)。因此TN-s接地系統明顯提高了使用安全性。在用戶配電箱內,PE 線與接地線排的總接地端子板連接。?
?
(2)TN—C—S系統。該系統有一點直接接地,用電設備的外露可導電部分通過保護線與接地點連接,系統中前一部分線路的中性線N與保護線是合一的,第二部分是TN-S系統,即N與PE線是分開的。采用TN—C-S系統時,當中性線與保護線分開后(通常在住宅進戶處)就不能再合并(中性線的絕緣水平應與相線相同)。因此在住宅中采用TN-C-S系統,實際上就成了TN-S系統。也即PEN線在進人用戶配電箱后,配電箱內分開設置了N端子板和PE端子板,N與PE線進人住宅便互相分開不再有任何電氣連接了。?
?
(3)TN—C系統。整個系統的中性線與保護線是合一的。?
?
2.2TT系統亦為三相四線系統。系統有一點直接接地,系統無PE線。用電設備的外露可導電部分(PE)線接至與電力系統接地點無直接關聯的接地極上。 TT系統的特點是中性點N與保護接地線無一點電氣連接,即N與PE線是分開的,適用于公共電網供電的住宅,一般每棟住宅樓各有單獨的接地極和PE線。所以不管三相負荷是否平衡,中性線是否帶電,PE線均不會帶電,用電設備外露導電部分亦不會帶電,保證了使用安全。當用電設備發生單相接地故障時,由于TT系統單相短路保護的靈敏度比TN系統低(TT系統以大地為故障電流通路,與電源和PE線的接地電阻有關故障電流小),熔斷器和短路器往往不能立即動作,造成設備外殼帶電。所以必須采用漏電保護來切斷電源,才能提高TT系統觸電保護的靈敏度,使TT系統更為安全可靠。?
?
需要附帶說明的是,TT系統和TN系統不存在誰優誰劣。由于TN系統適合于三相平衡的場所,而住宅及智能大廈因單相負荷較大,難以實行三相負荷的平衡。因此,TT系統目前已在住宅(特別在別墅)中被大量采用。另外,計算機網絡通信及數字通訊要求的電壓質量(電壓偏移、電壓彼動、電壓頻率、諧波、三相平衡等)較高,TN— C系統因有諧波疊加,中性線上接地電位不穩定的漂移,而對人身不安全及無法取得合格的基準電位,使精密電子設備不能準確運行,所以絕不能作為計算機系統的供電方式。TN-C—S、TN-S接地系統均具備安全性和可靠性的基準電壓,所以可作為計算機系統的接地系統。TT系統不管三相負荷是否平衡,PE線不會帶電,所以正常運行時,TT系統類似于TN-S系統,具有較好的安全性和取得合格的基準接地電位。隨著大容量的漏電保護器的應用,該系統越來越在計算機網絡系統供電中得到使用,但目前因公共電網電源質量不高,采用的較少。?
?
3 接地故障的防范?
?
接地故障不同于一般的電氣短路故障。而是帶電導體通過金屬材料與大地發生的短路故障。由于接地故障比較隱蔽,經常是多次火災的起因,而且往往還伴隨著接地故障而發生電擊人身傷害事故。因此,為了住宅居住人員的安全,有必要加強對接地故障的防范。?
?
3.1不能隨意更改按地系統。若原先采用的是TN-C—S系統(100KVA以上變壓器,中性點接地電阻為4歐,PE線接地電阻為10歐)改變為TT系統。當發生用電設備金屬外殼單相接地短路時,由于PE線未按TT系統的接地電阻要求接地,必然使設備金屬外殼帶上較高的電壓(理論計算達157V),從而發生間接電擊事故。3.2嚴禁PE線與N線連接。若PE線與N線連接便成了TN—C系統,其不良后果前面已討論過了。?
?
3.3每套住宅總電源進線斷路器應具有漏電保護功能。除空調電源外,其他電源插座應設置漏電保護裝置。通過兩極保護分別起到防電氣火災和防電擊的作用。住宅內家用電器通常由插座供電,電源插座上應安裝額定電流不大于30MA的快速漏電保護器,以防止電擊造成的人身傷害事故。而當發生電弧性接地故障時,由于電弧有很大阻抗,限制了接地故障電流,使斷路器、熔斷器不能及時切斷電源,造成火災。所以要在住宅的電源進線處安裝額定動作電流為300MA的漏電保護器,井帶有 0.15S的延時,可以避免電氣火災的發生(低于500MA的電弧能量尚不足以引燃起火)。?
?
3.4作等電位和局部等電位連接。等電位聯結是防止觸電危險的一項重要安全措施,它可大幅度地降低在接地放情況下人所遭受的接觸電壓。由分析結果可知,它比重復接地降低接觸電壓幅度的效果要好很多。這樣,即使在接地故障保護失靈的情況下,也能達到在較大限度范圍內消除觸電傷亡事故。?
?
(1)總等電位聯結(NEB)。作用在于降低建筑物內間接接觸電擊的接觸電壓