低压配电TN系统常见故障及防范措施

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摘要：本文研究TN系统常见故障及防范措施，主要分析：（1）当三相设备发生单相碰壳故障时，PEN线因某种原因断开或设备外壳接零线断裂、虚接、未接时主要故障及采取的防范措施（2）三相负荷不对称，PEN线断开或有PEN线但三相负荷不对称、三相负荷性质不同时，主要故障及采取的防范措施。

关键词：接地；接零；系统；故障；措施 TN system frequently sees a malfunction and keeps watch measure Gao Lai Ming  Wang Rui Yun (Hebei sources of energy occupation Tec , Hebei  Tangshan 063004) Abstract: The malfunction and countermeasures studying TN system is common, analyse the main body of a book mainly: The main malfunction and the countermeasures (1) While single-phase bump against shell failure happened in three-phase equipment, the PEN line disconnects the main malfunction and the countermeasures adopting because of some species cause or the equipment outer covering takes over when the null line breaks , emptiness meets , does not meet (2) Three-phase load is asymmetric , disconnect the PEN line but three-phase load or there is in the PEN line no symmetrically, three-phase load no simultaneous , main malfunction of character and the countermeasures adopting Keywords: Ground connection; Connect to neutral; System; Malfunction; Measure 1、引言： 低压配电系统可分为TN系统、TT系统、和IT系统三大类。TN系统属于中性点直接接地的保护接零系统，它分为TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。本文仅分析TN-C系统常见故障及防范措施.  TN-C系统为三相四线制供电方式，如图一。其电源中性点引出一条PEN线，其中设备的外壳接零线引到PEN线上，此系统由于N线与PE线合二为一，从而可节省导线材料，比较经济。在无特殊条件下，当发生单相电源碰壳故障时，泄漏电流将经设备外壳引至PEN线导入大地，此时，当有人触摸漏电设备外壳时，由于工作接地电阻一般很小约2-4欧，而人身电阻很大，在最不利情况下，人体电阻约1000-2000欧，其值远远大于工作接地电阻，因分流作用，流过人体的电流很小，不足以对人构成威胁，但当下列几种情况时，应值得注意。 2、PEN线因某种原因断开时，可能引起如下事故：   2.1在三相负荷基本对称且负荷性质基本相同时 当某台设备、某相发生单相碰壳事故，其泄露电流将无通路。则故障设备与非故障设备间，将会出现不等电位，引起非故障设备外壳带电现象，在易燃易爆危险场所将是很危险的。 2.2在三相负荷不对称，负荷性质基本相同时 当PEN线断开时，利用节点法可得PEN线的电压为   严重不平衡，三相相位严重不对称，如图三。严重威胁设备的正常运行，甚至烧毁用电设备。 综上分析，应采取如下有效措施 （1）在不对称负载下，设备运行必须保证PEN线不能断开，中性点不会发生位移。PEN线要符合设计要求，要有足够的机械强度，且阻抗要小 （2）PEN线上不允许接开关或熔断器，以防当开关打开或熔断器熔丝熔断后，人为造成断开PEN线。 （3）PEN线上应在多点处进行必要的重复接地，以防某点重复接地失效后其它重复接地点，仍能保证有接地，可以有效解决故障设备与非故障设备间发生不等电位，避免非故障设备外壳带电问题。 （4）PEN线上不能有接点，以防接点处因接触电阻增大而发热引起烧断PEN线。PEN线截面应与相线截面相同或相近，保证足够的不对称下的负荷载流量 3、有PEN线时的几种特殊情况。 3.1当用电设备外壳接零线断裂、虚接或未接时。 发生一相碰壳，其泄漏电流将会直接导入大地，相当于火线直接对地短路，而造成厂区内所有金属物件、设备设施（包括各种金属管道、容器）都将会带电。当人触摸带电设备时，人将承受的电压为相电压，流过人体的电流约为220mA，远远大于致命电流50mA，对人构成重大威胁；当虚接打火，在易燃易爆生产、经营场所则更为危险，易引发重大事故的发生，这是绝对不允许的。采取的措施是： （1）在供配电线路上，必须安装具有漏电保护的开关，如DZL自动空气开关，以防发生此类故障时能可靠跳闸，从而保障人身安全和设备设施安全。 （2）用电设备外壳接零线的接点必须联结牢固可靠，一般可采用压接或焊接方式，并应定期检修、测试，以保证供电运行的可靠性和安全性。 3.2三相负荷不对称。 三相电流矢量和不等于零，即 ，则流过PEN线中的电流不等于零，可能出现如下问题： （1）三相负荷不对称，三相负荷性质基本相同时，如图四看出，PEN线的电流很大，有时用数字电笔测出的值比相线的值都大。这将造成PEN线与用电设备间出现不等电位。在无故障情况下，用电设备外壳仍然发生带电现象，这在危险环境和场所中是绝对不允许的。 （2）三相负荷不对称，三相负荷性质不相同时，如图三看出PEN线上的电流 值远大于相线电流，用电设备的外壳会产生严重的电位差，在正常状态下，外壳带电问题更为严重。  故，采取如下措施： （1）在三相电路中，应尽量合理分配单相用电负荷，基本保证用电负荷的对称性，避免在三相电路中随意乱接乱挂单相用电设备。 （2）三相负荷性质不同时，应采用专线专供方式，不能任意混接在三相同一低压配电线路中。 （3）将TN-C系统改为TN-S系统或TN-C-S系统，如图五、图六。采用三相五线制，单相三相制供电方式。 TN-C-S系统是在TN-C系统的后面，部分地或全部采用TN-S系统，设备的外露可导电部分接PEN线或接PE线。由图（六）看出：它是TN-C系统与TN-S系统的组合，它兼顾了TN-C系统与TN-S系统的优点，因此这种系统比较灵活，经济实用，应用日益广泛。   4、结束语 综上分析可知：无论TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统都必须注意以下几个问题： （1）N线上不得装设开关熔断器，N线的连接点必须牢固可靠，导线截面必须满足机械强度及载流量的要求，否则不仅造成人身触电危险，而且会造成中性点偏移，引发事故。 （2）合理调整和分配单相用电设备的负荷及负荷性质，否则会使流过N线电流过大，造成N线烧毁或熔断。若为保证足够的N线截面，势必增加一定投资。 （3）定期检查N线及工作接地线，按期进行测量中性点接地电阻。 （4）PE线路必须设置多处接地即重复接地。 （5）装设漏电保护开关。 参考文献： [1]刘介才.供配电技术[M].北京：机械工业出版社，2002. [2]胡翔骏.电路基础[M].北京：高等教育出版社，2004. [3]陈小虎.工厂供电技术[M].北京：高等教育出版社，2001. [4]陈菊红.电工基础[M].北京：机械工业出版社，2000. 作者简介：高来明（1949—），男，河北唐山人，副教授，国家注册安全评价师，国家注册安全工程师继续教育师资资格，主要从事电气工程教学与科研及安全教育培训工作。