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(xiāng)建設(shè)集團有限責任公司工程承包總部，北京 100076）

1 低壓配電系統(tǒng)

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

TT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)備外露不與帶電體聯(lián)接的金屬導電部分與大地直接聯(lián)接，而與系統(tǒng)任何接地無關(guān)。

IT供電系統(tǒng)：IT系統(tǒng)為三相三線制中性點不直接接地，電氣設(shè)備的外露導電部分接地的系統(tǒng)。第一個字母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。

TN供電系統(tǒng)：這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼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，它的特點如下：

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短路電流，這個電流很大，是 TT系統(tǒng)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(shè)備斷電，比較安全。

TN系統(tǒng)節(jié)省材料、工時，在我國和其他許多國家廣泛地得到應(yīng)用。根據(jù)中性線和保護線的布置，TN系統(tǒng)的形式有以下三種：

1）TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)為三相四線制中性點直接接地，整個系統(tǒng)的中性線與保護線是合一的系統(tǒng)。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(lián)接的電氣設(shè)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(shè)備外殼帶電。

（3）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。

（4）TN-C系統(tǒng)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(guān)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(cè)有重復接地。

（5）TN-C方式供電系統(tǒng)只適用于三相負載基本平衡情況。

2）TN-S 系統(tǒng)

TN－S系統(tǒng)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(tǒng)，稱作TN-S供電系統(tǒng)。

TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨立變配電所時進線采用該系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)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(tǒng)完全具備安全和可靠的基準電位。只要象TN-C-S接地系統(tǒng)，采取同樣的技術(shù)措施，TN-S系統(tǒng)可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計算機等電子設(shè)備沒有特殊的要求時，一般都采用這種接地系統(tǒng)。其特點如下：

（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。

（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(guān)。

（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(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）TN-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)。

3）TN-C-S系統(tǒng)

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

（1）在全系統(tǒng)內(nèi)，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(lián)，PE線上不許安裝開關(guān)和熔斷器。

圖1 TN-C-S配電系統(tǒng)圖

2 住宅設(shè)計規(guī)范要求

《住宅設(shè)計規(guī)范》（2003版）--GB50096-99中第 6.5.2 規(guī)定：住宅供電系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)符合下列基本安全要求：“每幢住宅的總電源進線斷路器，應(yīng)具有漏電保護功能”。其條文說明中進一步明確規(guī)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(fā)生?！边@里已經(jīng)明確提出了在每棟住宅樓總進線應(yīng)設(shè)漏電斷路器，但應(yīng)如何設(shè)置、參數(shù)計算和選擇，并未作進一步的細化，應(yīng)通過實際情況來計算和選擇。

3 某工程配電系統(tǒng)

某小區(qū)一建筑工程，按照《住宅設(shè)計規(guī)范》（2003版）的要求，在總配電柜處電源進線開關(guān)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(tǒng)，要在總配電柜處將TN-C供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)門N-S三相五線制供電系統(tǒng)，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(tǒng)圖

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

圖4 常規(guī)連接做法圖

經(jīng)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(guān)合不上閘。后來經(jīng)過仔細檢查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過該總漏電開關(guān)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(yīng)磁通也等于零，二次繞組無輸出，自動開關(guān)保持在接通狀態(tài)，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(nèi)電流矢量和不為零，互感器鐵心中感應(yīng)出現(xiàn)磁通，其二次繞組有感應(yīng)電流產(chǎn)生，經(jīng)放大后輸出，使漏電脫扣器動作推動自動開關(guān)跳閘。

4 系統(tǒng)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(shè)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(jīng)過漏電保護器后，N線出線再連接至長段N排，負荷側(cè)的引出N線在長段N排上面連接（見圖 5）。這樣經(jīng)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(tǒng)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(jīng)過通電試運行，該漏電開關(guān)沒有出現(xiàn)合不上閘的現(xiàn)象。

圖5 改進連接做法圖

5 結(jié)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(tǒng)中漏電保護器對配電系統(tǒng)的控制作用，又滿足了在電源進線處需要完成配電系統(tǒng)轉(zhuǎn)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。