TN－C系統(tǒng)與TN－S系統(tǒng)零線斷線后的危害分析

王遠(yuǎn)興

（寧夏吳忠供電局，寧夏 吳忠751100）

0 引言

供電系統(tǒng)中，根據(jù)線路的保護(hù)線和工作零線是否分開，我們將線路分為TN－C系統(tǒng)和TN－S系統(tǒng)2種。在供電系統(tǒng)中，工作零線和接地保護(hù)線共用一條線的稱為TN－C系統(tǒng)；工作零線N和接地保護(hù)線PE嚴(yán)格分開的稱為TN－S系統(tǒng)。

1 TN－C系統(tǒng)與TN－S系統(tǒng)的區(qū)別

在三相四線制供電系統(tǒng)中，由于三相負(fù)載不平衡時(shí)和低壓電網(wǎng)零線過(guò)長(zhǎng)且阻抗過(guò)大時(shí)，零線中將有零序電流通過(guò)，過(guò)長(zhǎng)的低壓電網(wǎng)由于環(huán)境惡化、受潮等因素，導(dǎo)線的漏電電流通過(guò)零線形成閉合回路，致使零線也帶一定的電位，這對(duì)安全運(yùn)行十分不利。在零線斷線的特殊情況下，斷線后的單相設(shè)備和所有保護(hù)接零的設(shè)備將產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓，這是絕對(duì)不允許的。

采用三相五線制供電方式，用電設(shè)備上所連接的工作零線和接地保護(hù)線是分別敷設(shè)的，工作零線上的電位不能傳遞到用電設(shè)備的外殼上，這樣就能有效隔離三相四線制供電方式所造成的危險(xiǎn)電壓，使用電設(shè)備外殼始終處于地電位，從而消除設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓的隱患。

發(fā)電機(jī)中，3組感應(yīng)線圈的公共端作為供電系統(tǒng)的參考零點(diǎn)，引出線稱為中性線（單相供電系統(tǒng)中稱零線）；另一端與中性線之間有額定的電壓差，稱為相線。一般情況下，中性線是以大地作為導(dǎo)體，所以中性線對(duì)地電壓應(yīng)為0，而相線對(duì)地必然形成一定的電壓差，可以形成電流回路。正常的供電回路由相線和零線構(gòu)成，接地保護(hù)線是負(fù)荷設(shè)備的外殼或者屏蔽系統(tǒng)就近與大地連接的導(dǎo)線，不參與供電回路，主要用于保護(hù)操作人員的人身安全或抗干擾。很多情況下，中性線和大地的連接問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致用電端中性線對(duì)地電壓大于0，因此TN－S系統(tǒng)中將零線和接地保護(hù)線分開對(duì)消除安全隱患有重要意義。

國(guó)家有關(guān)部門規(guī)定：凡是采用保護(hù)接零的低壓供電系統(tǒng)，均是三相五線制供電的應(yīng)用范圍。凡是新建、擴(kuò)建、企事業(yè)、商業(yè)、居民住宅、智能建筑、基建施工現(xiàn)場(chǎng)及臨時(shí)線路，一律實(shí)行三相五線制供電方式，做到保護(hù)線和工作零線單獨(dú)敷設(shè)。根據(jù)JGJ／T16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，住宅小區(qū)設(shè)計(jì)不應(yīng)采用TN－C供電系統(tǒng)，而應(yīng)推廣采用TN－S供電系統(tǒng)。

2 TN－C系統(tǒng)與TN－S系統(tǒng)零線斷線后的危害分析

在我們的日常工作與生活中，零線的作用非常大。經(jīng)常有人錯(cuò)誤地認(rèn)為單相供電的系統(tǒng)中，零線上沒(méi)有電，因此零線就采用型號(hào)較小、截面較小的導(dǎo)線，其實(shí)這種思想是極其錯(cuò)誤的?！秶?guó)家電網(wǎng)安全工作規(guī)程》明確規(guī)定，在單相供電的系統(tǒng)中，零線截面和相線截面必須相同，因?yàn)閱蜗喙╇娤到y(tǒng)中零線上經(jīng)過(guò)的電流和相線上經(jīng)過(guò)的電流是相同的（不計(jì)漏電電流）。

從安全的角度進(jìn)行分析：現(xiàn)在的低壓供電系統(tǒng)中一般都采用三相五線制，而以前經(jīng)常用的是三相四線制。三相四線中的三相是指A、B、C相，四線是指A、B、C三條相線和一條零線。三相五線中的三相也是指A、B、C相，五線是指A、B、C三條相線和一條零線以及一條接地保護(hù)線。顯然，三相五線比三相四線多了一條接地保護(hù)線。

圖1 三孔插座

居民用電一般都是單相供電，采用單相三線制，即一根相線、一根零線和一根接地保護(hù)線。居民家中的很多電器都是使用三孔（接地孔、零線孔、相線孔）插座（圖1）的。接地保護(hù)線這個(gè)插孔是和家電的外殼接在一起的，它的作用是將家電外殼的電荷通過(guò)接地保護(hù)線導(dǎo)入接地極，與大地連在一起，使家電的外殼和大地形成等電位，從而對(duì)人體起到保護(hù)作用。

如果不管接地孔的接線（圖2（a）），那么這個(gè)插座就會(huì)失去接地保護(hù)作用，如果家電的外殼有一定電荷，勢(shì)必對(duì)人體造成傷害；而如果有保護(hù)接地線，且保護(hù)接地線和零線單獨(dú)敷設(shè)，則保護(hù)接地線肯定會(huì)將外殼部分的電荷導(dǎo)入大地，此時(shí)，家電的外殼和大地處于同一電位，即家電的外殼、人和大地三者為等電位體，故而對(duì)人體就不會(huì)造成傷害。

還有一種情況，就是將三孔插座中的零線孔和接地孔串起來(lái)接在一起。下面來(lái)分析這樣做的后果：假設(shè)現(xiàn)在有一用戶家的零線和接地保護(hù)線共用了同一根線（圖2（b）），那么在正常情況下，線路運(yùn)行看不出什么問(wèn)題；但由于很多人認(rèn)為零線上沒(méi)電，所以其導(dǎo)線截面一般都比較小，因而容易斷線；假設(shè)該用戶家的零線在電能表的出線處燒斷了，那么用戶家中的家電肯定無(wú)法工作，而家電的相線上肯定有電壓，通過(guò)家電內(nèi)部零線和相線會(huì)成為等勢(shì)體，零線上的電壓和相線上的電壓一樣都是220 V，而和零線串接在一起的接地線勢(shì)必也會(huì)帶有電壓，由于用戶家的家電外殼和接地線是連在一起的，于是家電外殼也就帶有電壓，而且也是220 V，如果這時(shí)用戶不知道情況，以為家電壞了，不小心觸及家電外殼，則非常有可能發(fā)生人身傷亡事故，后果不堪設(shè)想。

圖2 零線和接地保護(hù)線的不同接法

所以，假如用戶家中的電氣回路中沒(méi)有接地保護(hù)線，我們?cè)谔幚磉@種三孔插座的時(shí)候，寧可不要保護(hù)接地，也不能將它和零線串接起來(lái)。如果不管它，只是在家電外殼帶電的情況下才有可能觸電，而且即使外殼帶電，它的電壓也不可能達(dá)到220 V；但如果將接地線和零線串接起來(lái)，一旦零線斷線，則家電的外殼就和相線電壓一致，也是220 V，這樣用戶就很容易受到人身傷害。所以，如果沒(méi)有特殊情況，無(wú)論是居民照明用電還是低壓三相用戶用電，都應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)程要求，將零線和保護(hù)接地線單獨(dú)敷設(shè)；即使沒(méi)有單獨(dú)敷設(shè)，也切記寧可不要保護(hù)接電線，也不能使保護(hù)接電線和零線共用一條導(dǎo)線。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，安全無(wú)小事。我們一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)程進(jìn)行接線操作，把安全放在首位。同時(shí)，在平時(shí)裝表接電工作、驗(yàn)收中一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格按照規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求開展工作，確保將保護(hù)接地線和零線單獨(dú)敷設(shè)，同時(shí)保證零線與相線使用截面規(guī)格相同的導(dǎo)線，不可認(rèn)為零線中沒(méi)有電流而選用截面小于相線截面的導(dǎo)線。

［1］JGJ／T16—2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范

［2］國(guó)家電網(wǎng)公司.電力安全工作規(guī)程.北京：中國(guó)電力出版社，2009

［3］陳福加.中性線斷線和過(guò)電壓保護(hù).農(nóng)村電氣化，2008（2）

［4］寧夏電力公司.農(nóng)網(wǎng)配電工程設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：中國(guó)電力出版社，2010

［5］山西電力公司晉城供電分公司.線路運(yùn)行與檢修1 000問(wèn).北京：中國(guó)電力出版社，2008