某工程總配電柜處重復接地連接的新方法

張國棟

（北京城鄉建設集團有限責任公司工程承包總部，北京 100076）

1 低壓配電系統

根據國際電工委員會（IEC）規定的各種保護方式、術語概念，低壓配電系統按接地方式的不同分為三類，即TT、IT和TN系統。

TT供電系統：TT方式是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統，也稱TT系統。第一個符號T表示電力系統中性點直接接地，第二個符號T表示負載設備外露不與帶電體聯接的金屬導電部分與大地直接聯接，而與系統任何接地無關。

IT供電系統：IT系統為三相三線制中性點不直接接地，電氣設備的外露導電部分接地的系統。第一個字母I 表示電源側沒有工作接地，或經過高阻抗接地。第二個字母T表示負載側電氣設備進行接地保護。

TN供電系統：這種供電系統是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統，稱作接零保護系統，用TN表示，它的特點如下：

一旦設備出現外殼帶電，接零保護系統能將漏電電流上升為短路電流，這個電流很大，是 TT系統的 5.3倍，實際上就是單相對地短路故障，熔斷器的熔絲會熔斷，低壓斷路器的脫扣器會立即動作而跳閘，使故障設備斷電，比較安全。

TN系統節省材料、工時，在我國和其他許多國家廣泛地得到應用。根據中性線和保護線的布置，TN系統的形式有以下三種：

1）TN-C系統

TN-C系統為三相四線制中性點直接接地，整個系統的中性線與保護線是合一的系統。它是用工作零線兼作接零保護線，可以稱作保護中性線，可用 PEN表示。其特點如下：

（1）由于三相負載不平衡，工作零線上有不平衡電流，對地有電壓，所以與保護線所聯接的電氣設備金屬外殼有一定的電壓。

（2）如果工作零線斷線，則保護接零的漏電設備外殼帶電。

（3）如果電源的相線碰地，則設備的外殼電位升高，使中性線上的危險電位蔓延。

（4）TN-C系統干線上使用漏電保護器時，工作零線后面的所有重復接地必須拆除，否則漏電開關合不上；而且，工作零線在任何情況下都不得斷線。所以，實用中工作零線只能讓漏電保護器的上側有重復接地。

（5）TN-C方式供電系統只適用于三相負載基本平衡情況。

2）TN-S 系統

TN－S系統為三相五線制中性點直接接地，它是把工作零線 N 和專用保護線 PE 嚴格分開的供電系統，稱作TN-S供電系統。

TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統。通常建筑物內設有獨立變配電所時進線采用該系統。TN-S系統的特點是，中性線 N與保護接地線 PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統完全具備安全和可靠的基準電位。只要象TN-C-S接地系統，采取同樣的技術措施，TN-S系統可以用作智能建筑物的接地系統。如果計算機等電子設備沒有特殊的要求時，一般都采用這種接地系統。其特點如下：

（1）系統正常運行時，專用保護線上沒有電流，只是工作零線上有不平衡電流。PE線對地沒有電壓，所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線 PE 上，安全可靠。

（2）工作零線只用作單相照明負載回路。

（3）專用保護線 PE不許斷線，也不許進入漏電開關。

（4）干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而 PE線有重復接地，但是不經過漏電保護器，所以 TN-S系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。

（5）TN-S方式供電系統安全可靠，適用于工業與民用建筑等低壓供電系統。

3）TN-C-S系統

TN-C-S為三相四線制中性線直接接地，整個系統中有一部分中性線與保護線是合一的系統。

（1）在全系統內，通常僅在低壓電氣裝置電源進線點前N線和PE線是合一的，電源進線點后即分為兩根線（見圖1）。

（2）PE線在任何情況下都不能進入漏電保護器，因為線路末端的漏電保護器動作會使前級漏電保護器跳閘造成大范圍停電。

（3）對PE線除了在總箱處必須和N線相接以外，其他各分箱處均不得把N線和PE線相聯，PE線上不許安裝開關和熔斷器。

圖1 TN-C-S配電系統圖

2 住宅設計規范要求

《住宅設計規范》（2003版）--GB50096-99中第 6.5.2 規定：住宅供電系統的設計，應符合下列基本安全要求：“每幢住宅的總電源進線斷路器，應具有漏電保護功能”。其條文說明中進一步明確規定：“具有漏電保護功能的斷路器對電弧短路電流有很高的動作靈敏度，能及時切斷電源，防止電氣火災的發生。”這里已經明確提出了在每棟住宅樓總進線應設漏電斷路器，但應如何設置、參數計算和選擇，并未作進一步的細化，應通過實際情況來計算和選擇。

3 某工程配電系統

某小區一建筑工程，按照《住宅設計規范》（2003版）的要求，在總配電柜處電源進線開關使用了NSX250F/4P四極漏電保護器（見圖2），電源進線為TN-C供電系統，要在總配電柜處將TN-C供電系統轉變為TN-S三相五線制供電系統，并要完成重復接地工作（見圖3）。

圖2 四極漏電保護器

圖3 總配電柜系統圖

在該配電系統中，進線配電柜處需要做重復接地連接，常規的連接方式如下（見圖4）。

圖4 常規連接做法圖

經過實際連接，檢查無誤后，通電試運行，在此階段中，該總漏電開關合不上閘。后來經過仔細檢查發現，經過該總漏電開關后引出的 PEN線與PE母排連接并且接地，正常工作時電路中除了工作電流外沒有漏電流通過漏電保護器，此時流過零序互感器（檢測互感器）的電流大小相等，方向相反，總和為零，互感器鐵心中感應磁通也等于零，二次繞組無輸出，自動開關保持在接通狀態，漏電保護器處于正常運行。當PEN線接地時，流過檢測互感器內電流矢量和不為零，互感器鐵心中感應出現磁通，其二次繞組有感應電流產生，經放大后輸出，使漏電脫扣器動作推動自動開關跳閘。

4 系統接線改進

找到了原因后，如何解決這一問題呢？如何既滿足電源進線處使用四極漏電保護器，又要滿足在電源進線處做重復接地連接兩個條件呢？

通過仔細研究，作者設計了一種新的接線方法，首先將配電柜的N母排分為兩段，即長段N排和短段N排，然后將PEN進線先連接至配電柜的PE母排，在短段N排上面完成重復接地后，將短段N排上的N線再連接至漏電保護器的進線端子，經過漏電保護器后，N線出線再連接至長段N排，負荷側的引出N線在長段N排上面連接（見圖 5）。這樣經過上面的改動后不難看到，既滿足了漏電保護器多配電系統的控制作用，又滿足了在電源進線處做重復接地連接的要求。經過通電試運行，該漏電開關沒有出現合不上閘的現象。

圖5 改進連接做法圖

5 結論

通過對配電柜的N母排的改動以及重新接線，既滿足了配電系統中漏電保護器對配電系統的控制作用，又滿足了在電源進線處需要完成配電系統轉換并做好重復接地連接的要求，這種連接方法不但對配電柜的改動很少，而且滿足各個方面的要求，對大量同樣的工程具有積極的指導作用。