汕頭濠江區低壓配電系統接地方式的探討

陳銳林

【摘 要】本文通過分析現在低壓配電系統運行中常用的IT系統、TN-C系統和TN-C-S系統這三種低壓配電系統接地方式的優缺點，并以汕頭市濠江區為例，探討IT系統、TN-C系統和TN-C-S系統各個系統在運行中要特別注意的幾個安全問題，以及一個臺區低壓配電系統中多種接地方式同時運行存在的安全問題，從而確定汕頭市濠江區低壓配電系統應逐步采用單一TN-C-S系統，作為濠江區低壓配電系統接地方式建設和改造方向，以利于低壓配電系統安全、可靠和經濟運行。

【關鍵詞】低壓配電系統；接地方式；漏電保護；安全運行

0 前言

汕頭濠江區目前存在低壓接地方式有三種，IT、TN-C、TN-C-S系統。其中IT、TN-C系統將在實際運行中存在許多安全隱患，對人身或電器設備都帶來危害。通過分析三種接地方式運行中的優缺點，來明確濠江區低壓接地方式建設和改造方向。

1 常見低壓系統接地型式的電氣接線圖

1.1 TN系統

系統有一點直接接地，裝置的外露導電部分用保護線于該點連接。按照中性線于保護線的組合情況，TN系統有以下3種型式：

1.2 TT系統

TT系統有一個直接接地點，電氣裝置的外露導電部分接至電氣上與低壓系統的接地點無關的接地裝置（圖4）。

1.3 IT系統

IT系統的帶電部分與大地間不直接連接（經阻抗接地與不接地），而電氣裝置的外露導電部分則是接地的（圖5）。

2.文字代號的意義：第一個字母表示低壓系統的對地關系；T—一點直接接地；I—所有帶電部分與地絕緣或一點經阻抗接地.

第二個字母表示電氣裝置的外露導電部分的對地關系；T—外露導電部分對地直接電氣連接，與低壓系統的任何接地點無關；N—外露導電部分與低壓系統的接地點直接電氣連接（在交流系統中，接地點通常就是接地點）.如果后面還有字母時字母表示中性線與保護線的組合；S—中性線和保護線是分開的；一—中性線和保護線是合一的（PEN）線.

2 IT低壓配電系統

IT低壓配電系統，即是在低壓電網中，電源與地絕緣或一點經阻抗接地，電氣裝置外露可導電部分則接地的系統。汕頭濠江區以前建設的公用臺架變壓器供電的區域，絕大多數采用IT低壓系統，且選用電源與地絕緣的方式。

IT系統的優點，就是發生第一次一相接地故障時，故障電流為另兩相對地電容電流的相量和，其數值很小，外露可導電部分的故障電壓限制在50V及以下，對人體危害小。但IT系統必須注意電氣裝置外露可導電部分都應單獨接地、成組接地或集中接地，且應裝設能迅速反應接地故障的信號裝置。

濠江區現運行的IT低壓系統，多數配有中性線。但配出中性線后，如果他因絕緣損壞對地短路，因中性線接近地電位，絕緣監察器不能檢測出故障而發出信號，中性線故障將持續存在，此IT系統按TT系統運行，如圖6所示。如再發生相線接地故障，其情況和TT系統的接地故障相同，而絕緣監察器和過電流保護器都不能切斷故障電路，裝置外露可導電部分將長時間呈現大于50V的危險對地故障電壓。所以規程規定，IT系統不宜配出中性線，但是濠江區配出中性線的IT系統很多，且很少裝有絕緣監察器，這就存在很大安全隱患。

隨著家用電器增加和電腦為代表的信息產品的普及，居民生活對電壓要求較高。IT系統的主要缺點為當三相不平衡時，中性線出現電流，中性點有一定的電壓，中性點發生位移（如圖7、8為三相平衡時的電壓圖），UO=IO*RO，三相不平衡越嚴重，IO越大，故相電壓在0V—380V之間，當發生一相接地故障時，一相相電壓為零，其余兩相相380V（如圖9），相電壓變成線電壓，幅度大大超過《供用電規則》規定-10%和+7%即198V—235V的幅度，容易燒毀電器。近幾年IT低壓配電系統因電壓異常燒毀電器時有發生，投訴理賠不斷。

3 TN-C低壓配電系統

所謂TN-C低壓配電系統，就是在低壓電網中，電源有一點（通常是中性點）直接接地，負荷側的建筑物電氣裝置的外露可導電部分通過保護線于接地電連接，且整個系統中保護線于中性線是合一的系統（如圖10）。該系統中性點直接接地，消除了中性點電壓位移的問題，系統中保護線和中性線是合一的，表箱外殼通過接零（即中性線）節約了一條保護線。

TN-C低壓配電系統的優點有，電壓穩定，對提高電壓合格率明顯。近年來，汕頭市濠江區（像朱浦村、棉花村）通過農改的村居供電區域，多采作TN-C低壓系統。但是在實際運行中，TN-C低壓配電系統存在易偷電、零火線對調引起表箱外殼帶電等問題。供電企業應加強運行維護管理，我們對此系統應著重注意如下問題。

3.1 保護線的接法應正確

見圖11，接線時應從電源點的保護中性線上分別引出中性點和保護線，其保護線于裝置外露可導電部分相連接，所有電氣設備的保護線均應如圖（a）那樣以并聯方式接在保護線干線上，不能如圖（b）那樣串接。

插座應如圖（c）那樣接線，不能按圖（d）將保護線借用在中性線上。因為一旦熔斷器熔斷或中性線斷線，相線的電壓將通過用電設備的線圈直接加于設備外殼，這對外殼將直接帶上相電壓，這時使用者很危險。

3.2 保護中性線應分配均勻地重復接地

TN-C系統中，保護中性線PNE應重復接地。建設低壓臺區時，一般都要求電源接地極接地電阻不應大于4歐姆，且重復接地點不得少于三處，一般在主干線與分支的T接處，主干線或線路分支的末端，重復接地接地極接地電阻不應大于10歐姆。汕頭濠江區采用TN-C接地系統的公用低壓供電區域，我們要求開發商在住宅樓的底層樓梯間設備接地極供重復接地用。

3.3 注意裝設漏電保護器

TN—C系統的接地故障多為金屬性短路，故障電流大，可利用原來作過負荷保護和短路保護的過電流保護電器兼作接地故障保護。但在某些情況下，如線路長、導線截面小的情況，過電流保護常不能滿足；

1）對配電線路或給固定式電氣設備供電的末端回路在5秒內切斷故障回路；

2）對插座回路或給手握式或移動式電氣設備供電的末端回路在0.4秒內切斷故障回路。這時必須采用漏電保護器作專門的接地故障保護。

供電部門多數要求采用TN─C系統供電的住戶安裝漏電保護器，有的住戶安裝后保護器頻頻動作，就干脆把保護器退出。造成保護器誤動的原因可能是保護器的選擇不適當或接線不正確。

漏電保護器原則上應當選用電流動作型的漏電保護器，其額定漏電動作電流I△n的選擇，從安全保護的角度出發，選得越小越好，但從供電的可靠性出發，不能過小，而應受到線路和設備的正常漏電電流的制約。如家用電器可選用I△n≤30毫安的快速型漏電保護器，手握式電動工具可選用I△n=15-30毫安的快速型漏電保護器。

漏電保護器的接線應正確，可采用將被保護的外露可導電部分與PE線或與漏電保護器電源側的PEN線相連，也可將漏電保護器所保護的外露可導電部分接至專用的接地極上，并注意嚴禁保護線穿過漏電保護器中電流互感器的磁回路，嚴禁保護器負荷側的中線與地連接。

3.4 零火線對調引起表箱外殼帶電問題

現在供電局采用的六、八、十、十二多位表箱標準配置都采用三相總開關和三相電纜進線，當電源只有單線電源時一般采用電纜三相合并接于火線，進入三相總開關，零線接于表箱的零線母排，表箱外殼接零（出廠時就接好），如圖15。當表箱進線零火線對調就引起表箱外殼帶電，如圖16。當發現單相供電分支線路所有的表箱外殼帶電，應該為分支線路改造時零火線對調引起，如圖17。當發現單個表箱外殼帶電為表箱進線零火線對調（大部分為偷電人員所為）如圖16、圖18。

4 TN-C-S低壓配電系統

TN-C-S系統，通常是在供電公用線路中用 TN-C系統，進入建筑物后將PEN線分為PE線和N線。由于供電線路中的PEN線上有一定的電壓降，該電位仍將呈現在設備金屬外殼上，而在建筑物內設有專門的PE線，因而消除了TN-C系統的一些不安全因素。要注意，PEN線分為PE線和N線后，N線應對地絕緣，且PE不能再與N線合并或互換。

TN-C-S低壓配電系統吸取TN-C和TN-S優點，是目前安全和電壓要求較高的系統，TN-C-S系統較適用于小區民用建筑，將作為濠江區低壓接地方式建設和改造的方向。

5 低壓配電系統多種接地同用存在安全問題

5.1 多種接地型式并存可能引起人身觸電

1000 V以下50 Hz交流電流通過人體時.人體能感覺的最小電流值（感覺閥值）為0.5mA，此值與通過電流的時間無關；而人體能擺脫手握的帶電導體的最大電流值（擺脫閥值），一般取平均值10 mA。超過此值，達到能引起心室纖維性顫動的最小電流值，稱為心室纖維性顫動閥值。

由于用通過人體的電流來檢驗對人身是否安全甚是不便，實際上常用人體的接觸電壓來檢驗。當包括鞋襪和地板阻抗上壓降在內的安全接觸電壓，一般為50V，而在潮濕環境中人體阻抗下降，這時安全接觸電壓限值為25V。

5.2 保護接零和保護接地混用引起的危險

汕頭市濠江區多種低壓接地型式并存，有TN-C系統，IT系統，以及在同一個低壓配電系統中的用電設備保護接零（TN系統）和保護接地（TT系統）混用。保護接地的作用主要是限制漏電設備對地電壓不超過某一安全范圍；保護接零的主要作用是利用相線與零線間的漏電短路電流，使線路保護裝置迅速動作，切斷電源。但同一變壓器供電區域保護接零和保護接地混用則引起觸電的危險性增加。

如圖19所示，如保護接零和保護接地混用，即一部分設備接零，一部分設備接地。當采用保護接地的電動機（M2）發生碰殼漏電故障時，故障電流受阻抗R0 + Rj的限制，其數值不一定能使保護裝置的開關或熔絲動作時，這時整個零線上出現對地電壓，從而使所有采用接零保護的電氣設備的外殼都出現此項對地電壓，可能危及人身安全。

臺接地和接零的設備相鄰，當有人同時接觸時，危險性特別大。因此，有關規范規定同一變壓器，發電機或線路供電的低壓系統中，不應將保護接零和保護接地混用。

由于歷史原因，未農改的低壓區域采用IT系統，而現在農改的區域則采用TN-C系統。如果一個臺區部分改造采用TN-C系統，就會造成同一低壓臺區同時存在IT系統和TN-C系統，形成安全隱患。所以，要求在整個臺區都具備TN-C系統運行條件后，再一并將該臺區的IT系統改為TN-C系統，在整改完成的變臺處和分支（桿）箱處噴上“TN-C”，以明確接地方式，確保低壓配電系統的安全、可靠運行。

6 結論

針對汕頭市濠江區低壓配電系統的現狀，筆者建議近期應著重做好如下工作：

1）在一定時期內，把汕頭濠江區低壓配電系統中性點沒有接地的低壓配電網逐步改為直接接地低壓配電網；

2）在辦理基建用電時，應落實開發商在城市新建建筑物預埋接地裝置，并引至電能表安裝地點適當位置，便于保護中性線重復接地；

3）加強宣傳，提高漏電保護器裝設率，提高用電設備保護線接線正確率；

4）接地裝置電阻值是否合格，關系到低壓配電系統的安全運行，對電源接地電阻、重復接地電阻應建立定期檢測制度。如規定電源接地裝置每年檢測一次，其它兩至一年檢測次等制度。

總之，汕頭濠江區低壓配電系統接地應逐步規范，農村公用供電區域宜采用一種TN─C接地方式，專用變供電區域也應采用TN─C低壓系統。城網低壓配電網采用TN-C-S系統，主要因為城市供電線路建設起點高，有正規設計，線路有重復接地，比較容易符合TN-C-S系統的種種要求。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國電力行業標準.農村低壓電技術規范 DL/T499-2001[S].

[2]中華人民共和國電力行業標準.低壓配電設計規范 GB50054-95[S].

[3]中華人民共和國電力行業標準.交流電氣裝置的接地 DL/T621-1997[S].

[責任編輯：楊玉潔]