1.緒論

工程施工用電的基本供電系統(tǒng)有（380V）三相三線制、（380/220V）三相四線制、三相五線制等，但這些名詞術(shù)語內(nèi)涵不是十分嚴格。國際電工委員會（IEC）對此作了統(tǒng)一規(guī)定，稱為TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。其中TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。下面就以上所指各種供電系統(tǒng)做一個簡要的分析。

2.供電線路符號小結(jié)

2.1國際電工委員會（IEC）規(guī)定的供電方式符號中，第一個字母表示電力（電源）系統(tǒng)對地關(guān)系。如T表示是中性點直接接地；I表示所有帶電部分絕緣（不接地）。

2.2第二個字母表示用電裝置外露的金屬部分對地的關(guān)系。如T表示設(shè)備外殼接地，它與系統(tǒng)中的其他任何接地點無直接關(guān)系；N表示負載采用接零保護。

2.3第三個字母表示工作零線與保護線的組合關(guān)系。如C表示工作零線與保護線是合一的（我們稱零地合一），如TN-C；S表示工作零線與保護線是嚴格分開的，所以PE線稱為專用保護線，如TN-S。

3.供電的基本方式的使用范圍

3.1TN-S:適宜大中公共建筑中的配電系統(tǒng)。

3.2TN-C:適宜三相負荷平衡以及未裝設(shè)剩余電流保護器的配電系統(tǒng)。

3.3TN-C-S:適宜小區(qū)居民住宅樓的配電系統(tǒng)。

3.4TT:是地區(qū)供電部門規(guī)定采用的配電系統(tǒng)或在TN接地系統(tǒng)中裝設(shè)剩余電流保護器的配電系統(tǒng)。

3.5IT：適宜諸如消防配電系統(tǒng)、醫(yī)院手術(shù)室等對不間斷供電要求高的配電系統(tǒng)。

4.TT方式供電系統(tǒng)

TT方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護系統(tǒng)，稱為保護接地系統(tǒng)，也稱TT系統(tǒng)。第一個符號T表示電力系統(tǒng)中性點直接接地；第二個符號T表示負載設(shè)備金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與大地直接聯(lián)接，而與系統(tǒng)如何接地無關(guān)。在TT系統(tǒng)中負載的所有接地均稱為保護接地，如圖1-1所示。

圖1-1

4.1TT方式供電系統(tǒng)特點

4.1.1當電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電）時，由于有接地保護，可以大大減少觸電的危險性。但是，低壓斷路器（自動開關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓，屬于危險電壓。

4.1.2當漏電電流比較小時，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護器作保護，因此TT系統(tǒng)不宜在380/220V供電系統(tǒng)中應(yīng)用。

4.1.3TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費工時、費料。

4.2TT方式供電系統(tǒng)的改進

現(xiàn)在有的施工單位是采用TT系統(tǒng)，施工單位專門安裝一組接地裝置，引出一條專用接地保護線，以減少需接地裝置鋼材用量，如圖1-2所示。

圖1-2

4.2.1TT方式供電系統(tǒng)的改進的特點

4.2.1.1把新增加的專用保護線PE線和工作零線N分開，共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系；

4.2.1.2正常運行時，工作零線可以有電流，而專用保護線沒有電流；4.2.1.3TT系統(tǒng)適用于用電設(shè)備容量小且很分散的場合。

5.TN方式供電系統(tǒng)

5.1TN方式供電系統(tǒng)的特點

5.1.1供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與工作零線相接的保護系統(tǒng)，稱作接零保護系統(tǒng)，用TN表示。

5.1.2一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，接零保護系統(tǒng)能將漏電電流上升為（220V）短路電流，這個電流很大，是TT系統(tǒng)的很多倍，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(shè)備斷電，比較安全。

5.1.3TN系統(tǒng)節(jié)省材料、工時，在我國和其他許多國家廣泛得到應(yīng)用，可見比TT系統(tǒng)優(yōu)點多。TN方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TN-C和TN-S等兩種。

5.2TN-C方式供電系統(tǒng)

TN—C系統(tǒng)，有四根線，四線是指三根火線（A、B、C）、一根工作零線（N）。

5.2.1TN-C方式供電系統(tǒng)的特點

5.2.1.1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，如圖1-3所示。

圖1-3TN-C方式供電系統(tǒng)

5.2.1.2由于三相負載不平衡，工作零線上有不平衡電流，在線路上產(chǎn)生一定的電位差，所以與保護線所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼對大地有一定的電壓。

5.2.1.3如果工作零線斷線，則保護接零的漏電設(shè)備外殼帶電（對地220V！）。

5.2.1.4如果電源的相線碰地，則設(shè)備的外殼電位升高，使中性線上的危險電位蔓延。

5.2.1.5TN-C系統(tǒng)干線上使用漏電保護器時，漏電保護器后面的所有重復(fù)接地必須拆除，否則漏電開關(guān)合不上；而且，工作零線在任何情況下都不得斷開。所以，實用中工作零線只能讓漏電保護器的上側(cè)有重復(fù)接地。

5.2.1.6TN-C方式供電系統(tǒng)只適用于三相負載基本平衡（無220V負載）情況。

5.3TN-S方式供電系統(tǒng)

TN—S系統(tǒng)中（三相五線制），有五根線，五線是指三根火線（A、B、C）、一根工作零線（N）、一根保護零線（PE），工作零線和保護零線均由變壓器的中性點引出，中性點直接接地，接地電阻R不得大于4歐姆；工作零線和保護零線均重復(fù)接地，接地電阻R不得大于10歐姆。

它是把工作零線N和專用保護線PE嚴格分開的供電系統(tǒng)，稱作TN-S供電系統(tǒng)，如圖1-4所示，TN-S供電系統(tǒng)的特點如下。

圖1-4

5.3.1TN-S方式供電系統(tǒng)

5.3.1.1系統(tǒng)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(shè)備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線PE上，安全可靠。

5.3.1.2工作零線只用作單相照明負載回路。

5.3.1.3專用保護線PE不許斷線，也不許進入漏電開關(guān)作工作零線。

5.3.1.4干線上使用漏電保護器，漏電保護器下不得有重復(fù)接地，而PE線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過漏電保護器，所以TN-S系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護器。

5.3.1.5TN-S方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。

5.4TN-S方式供電系統(tǒng)與TN-S方式供電系統(tǒng)的區(qū)別

現(xiàn)在施工中強調(diào)要求采用三相五線制，原因是：原先低壓配電系統(tǒng)多采用的是三相四線制，在三相四線制中，只有一根工作零線，而這根工作零線只有在三相負載平衡時，才沒有電流通過，并且這時對地電壓才為零。在工程施工中，這一點是很難做到的，因為系統(tǒng)中的單相負載，即使在接線上能達到三相平衡，實際使用時的各相負載率是永遠不會相等的。在這種情況下，如有人觸及零線的某一點，即便采用了重復(fù)接地，也會承受其值為不平衡電流乘以零線阻抗的電壓而導(dǎo)致觸電。其次，由于中性線與保護線共用，不但要通過單相負載的工作電流、三相不平衡電流以及短路電流，還要承受意外事故的沖擊電流，這樣大大的加大了工作零線的負擔，同時增加了斷線的可能性。斷線后負載側(cè)的中性線電壓很高，可達到相電壓，造成觸電危險。另外，工程施工中，經(jīng)常發(fā)生相線、零線接反或者錯接現(xiàn)象，這樣也會造成嚴重后果。

5.5TN-C-S方式供電系統(tǒng)

在施工臨時用電中，如果前部分是（沒有220V負載的）TN-C方式供電，而施工規(guī)范規(guī)定施工現(xiàn)場必須采用TN-S方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分現(xiàn)場總配電箱分出PE線，如圖1-5所示。這種系統(tǒng)稱為TN-C-S供電系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)的特點如下。

圖1-5TN-C-S方式供電系統(tǒng)

5.5.1TN-C-S方式供電系統(tǒng)

5.5.1.1工作零線N與專用保護線PE相聯(lián)通，如圖1-5總開關(guān)箱后線路不平衡電流比較大時，電氣設(shè)備的接零保護受到零線電位的影響。總開關(guān)箱后面PE線上沒有電流，即該段導(dǎo)線上沒有電壓降，因此，TN-C-S系統(tǒng)可以降低電氣設(shè)備外殼對地的電壓，然而又不能完全消除這個電壓，這個電壓的大小取決于N線的負載不平衡電流的大小及N線在總開關(guān)箱前線路的長度。負載不平衡電流越大，N線又很長時，設(shè)備外殼對地電壓偏移就越大。所以要求負載不平衡電流不能太大，而且在PE線上應(yīng)作重復(fù)接地。

5.5.1.2PE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，規(guī)范規(guī)定：有接零保護的零線不得串接任何開關(guān)和熔斷器。

5.5.1.3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(lián)，PE線上不許安裝開關(guān)和熔斷器，且聯(lián)接必須牢靠。

通過上述分析，TN-C-S供電系統(tǒng)是在TN-C系統(tǒng)上臨時變通的作法。當三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負載比較平衡時，TN-C-S系統(tǒng)在施工用電實踐中效果還是可行的。但是，在三相負載不平衡、施工工地有專用的電力變壓器時，必須采用TN-S方式供電系統(tǒng)。

6.IT方式供電系統(tǒng)

I表示電源側(cè)沒有工作接地，或經(jīng)過高阻抗接地。第二個字母T表示負載側(cè)電氣設(shè)備進行接地保護，如圖1-6所示。

圖1-6IT方式供電系統(tǒng)

IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴格地連續(xù)供電的地方，例如連續(xù)生產(chǎn)裝置、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差，電纜易受潮。運用IT方式供電系統(tǒng)，即使電源中性點不接地，一旦設(shè)備漏電，單相對地漏電流仍小，不會破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點接地的系統(tǒng)還安全。

但是，如果用在供電距離很長時，供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。從圖1-6可見，在負載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時，漏電電流經(jīng)大地形成回路，保護設(shè)備不一定動作，這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。這種供電方式在施工工地上很少見，我們公司的35KV、10KV、6KV系統(tǒng)采用這種IT方式。IT方式的缺點很明顯，線路單相接地時，其余兩相對地電壓達到線電壓，對用電設(shè)備的過電壓要求很高。6KV系統(tǒng)B相接地，A、C兩相對地電壓升高1.732倍，引起6KV電壓互感器因過電壓燒毀，影響正常生產(chǎn)。