所属栏目：计算机应用论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:164
副标题#e#摘要：本文介绍了TN接地系统的结构形式以及各结构形式的特点，对接地保护和接零保护作了简要的分析，还简要介绍了选用TN系统注意事项。
关键字：TN系统 接地保护 接零保护
0 TN系统的结构形式
电气装置的接地系统有TN、TT、IT三种形式。其中，TN系统是指低压电源系统的中性点直接接地点，用电设备的外露可导电部分通过保护导体连接到电源系统接地点的系统，TN系统又称“接零保护”系统。文字符号TN中的T指与地直接连接，N指外露导电部分与电源的中性点（N点）连接而接地。
TN系统按中性线（N线）和保护线（PE线）的使用方式又分为三种形式：
(1) TN-C系统（图1）——在全系统内N线和PE线合为一根线；
(2) TN-S系统（图2）——在全系统内N线和PE线是分开的；
(3) TN-C-S系统（图3）——在全系统内，仅在前一部分N线与PE线合为一根线。
1 TN系统三种型式的特点
1.1 TN-C系统
由于该系统的中性线与保护线合一为PEN线，故PEN线具有双重功能——载流和安全保护。它的优点是经济、简单。该系统的缺点是: PEN 线上流有负荷电流，带有电位 ，在这些情况下， 可能高于安全电压50V；当某处发生接地故障时，故障电压通过PEN线蔓延，致使所有接PEN线上的设备外壳都带有故障电压。当发生PEN线断线或相线对大地短路时，将引起中性点电位升高。
TN-C系统的不安全因素是明显的，容易引起电击伤人，损坏设备及电气火灾，因此在一般建筑工程中不应采用TN-C系统。 
1.2 TN-S系统
在该系统中，N线的作用仅仅是通过单相负载电流和三相不平衡电流，PE线只起保护作用。由于N线和PE线的功能、作用不同，故自电源中性点起，N线与PE线之间以及对地之间均须加绝缘。
在该系统中，N线断线，只影响设备的正常工作，在断线点后的设备外壳上不会出现危险电压。三相不平衡电流和单相负荷电流流过N线时只在N线上产生压降，与PE线相连的设备外壳仍能保持对地零电位。PE线在正常情况下，没有电流通过，与PE线相连的各用电设备之间不会产生电磁干扰。基于上述优点，该系统多用于环境条件较差，对安全可靠性要求较高及设备对抗电磁干扰要求较严的场合。
该系统的缺点就是导电材料用量较大，投资较大。
1.3 TN-C-S系统
由于TN-C-S系统的中性线和保护线有合在一起的部分（PEN线），假若它只在电源端一点接地，而无重复接地，则此系统的安全性基本上相当于TN-C系统。其使用范围与TN-C系统相同。
真正的TN-C-S系统的PEN线必须有重复接地，且自重复接地点就开始将PEN线分为N线与PE线。在TN-C-S系统的重复接地的接地电阻和电源端的接地电阻中，均可能有杂散电流，电源端的接地电阻和重复接地的接地电阻上会有电压降，其电源端的中性点和重复接地点之后的PE线对大地都不一定是地电位（尽管此电位差一般较小），它与TN-S系统是有差别的。为了提高TN-C-S系统的安全性，减小或消除被保护设备的外露可导电部分对大地的电位差，还必须采取总等电位联结等各种措施，这样做之后的TN-C-S系统，才可以满足一般民用建筑的使用要求；由于TN-C-S系统的N线与PE线的共模电压低，可用4芯代替5芯电缆是它的优点。
2 接地保护与接零保护
对于中性点接地的供电系统，无论是TT系统还是TN系统，如果没有保护接地或保护接零，那么设备发生漏电后人接触设备所面临的接触电压接近220V。通过接地保护或接零保护后，设备外壳对地电压有所下降，但一般都不能达到安全电压50V以下。
2.1 接地保护在TN系统中应用的局限性
接地保护是将电气设备正常情况下不带电的外露金属部分(如金属外壳)与接地体作直接的#p#副标题#e#电气连接。其基本原理是限制漏电设备外壳对地电压，使之不超过安全范围。但是TN系统中采用接地保护形式并不能绝对保证人身安全。
中性点直接接地（图5），当一相碰壳使设备外壳带电时，若人体触及设备外壳，则有接地短路电流流经人体电阻和接地电阻，并通过中性点形成回路。假设中性点接地电阻R0和保护接地电阻 均为4 ，人体电阻 约1000 ，在计算流经接地体的电流 时可忽略不计 的影响，则流经人体的电流 约为：
式中 是作用于人体的电压， 是电网相电压(假设为220 )。当通过人体的工频电流超过50 时心脏就会停止跳动，发生昏迷并出现致命的电灼伤，对人体是非常危险的。另一方面 ，不足以引起中等容量以上线路的保护装置动作(或保险丝不能熔断) ，造成漏电设备上的危险电压( )将长期存在。而采用降低保护接地电阻Rd的办法以降低漏电设备外壳对地电压 ，或在降低 的同时降低中性点接地电阻 以增大接地短路电流 ，从而使保护装置迅速动作来切断电源的想法在具体实施上都是不现实的。因此接地保护型式并不适用于TN系统。
2.2 接零保护
2.2.1 接零保护原理
接零保护是为防止因电气设备绝缘损坏而使人体有遭受触电的危险，将电气设备正常情况下不带电的外露金属部分(如金属外壳)与电网的保护线(PE线或PEN线)相连接。当一相碰壳而使接零设备金属外壳带电时，单相接地短路电流通过该相线和PE(PEN)线形成回路，而不经过电源中性点接地装置。由于故障回路相线、PE(PEN)线阻抗很小，所以单相短路电流很大，它可使线路上的保护装置(如熔断器、开关等)迅速动作，从而切除漏电设备电源，以起到保护作用。
2.2.2 接零保护的弊端
接零保护(TN系统)实质上是不惜以专门设置保护零线(尤其是TN-S系统)、人为增大漏电故障电流为代价的，带来一些直接弊端：
(1) 只能防止“碰壳”，不能防止绝缘下降引起的漏电故障；
(2) 不能防止相线触地事故；
(3) 相线与PE线间漏电或错将相线接入PE线；
(4) TN系统混入接地保护设备；
(5) PEN线正常情况下带电。
2.2.3 重复接地
在TN系统中，除电源中性点的工作接地外，还要在一定的处所把PE线或PEN线再行接地，这种接地就是重复接地。重复接地可以减轻PE线或PEN线意外断线或接触不良时，在被保护设备上遭受电击的危害程度，减轻负荷中性点的漂移，减小等效工作接地电阻，增大单相短路电流，加速保护装置动作，缩短故障持续时间。重复接地还可改善架空线路的防雷性能。
3 选用TN系统注意事项
(1) 插座的接地线应遵循左零(N)右相(L)上接地(PE)原则，插头的接线应遵循右零(N)左相(L)上接地(PE)原则，相互配套；
(2) 选用TN系统后，在配电中出现了两个零线：一个是工作接零（中性线N），这是构成电气回路的需要，其中有工作电流流过，在单相线一样装设保护元器件。另一个是保护接零（保护线PE），要求直接与接地网相连接，保护线PE与中性线N从某点分开后，就不得有任何联系；
(3) 每个建筑物进户线处应将零线重复接地，接地电阻≤10Ω；
(4) 从引入处开始，接至建筑内各个插座，中性线N和保护线PE分开(严禁零地混接）。
参考文献：
[1] 罗海.TN系统的安全特性.内蒙古科技与经济.第五期.91-92,2007.3
[2] 詹文惠.TN接地系统中接地故障保护.佛山科学技#p#副标题#e#术学院学报（自然科学版）.第23卷第3期.14-16，2005.9
[3] 王厚余.接地系统的选用.建筑电气.第1期.4-6，2007
[4] 李升，陈莹.接零保护与TN系统.浙江电力.第1期.32-36，2004
