施工現場變壓器低壓配電應用-試驗變壓器

施工現場變壓器低壓配電系統的應用

 根據現行的國家標準《低壓配電設計規(guī)范》（GB50054）的定義，將低壓配電系統分為三種，即TN、TT、IT三種形式。其中，*個大寫字母T表示電源變壓器中性點直接接地;I則表示電源變壓器中性點不接地（或通過高阻抗接地）。第二個大寫字母T表示電氣設備的外殼直接接地，但和電網的接地系統沒有;N表示電氣（YDQ交流試驗變壓器）設備的外殼與系統的接地中性線相連。

    TN系統：電源變壓器中性點接地，設備外露部分與中性線相連。

    TT系統：電源變壓器中性點接地，電氣設備外殼采用保護接地。

    IT系統：電源變壓器中性點不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設備外殼電氣設備外殼采用保護接地。（例如產品：YDQ交流試驗變壓器）

    1、 TN系統

    電力系統的電源變壓器的中性點接地，根據電氣設備外露導電部分與系統連接的不同方式又可分三類：即TN—C系統、TN—S系統、TN—C—S系統。下面分別進行介紹。

    1.1、TN—C系統

    其特點是：電源變壓器中性點接地，保護零線（PE）與工作零線（N）共用。

    （1）它是利用中性點接地系統的中性線（零線）作為故障電流的回流導線，當電氣設備相線碰殼，故障電流經零線回到中點，由于短路電流大，因此可采用過電流保護器切斷電源。TN—C系統一般采用零序電流保護;

    （2）TN—C系統適用于三相負荷基本平衡場合，如果三相負荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，再加一些負荷設備引起的諧波電流也會注入PEN，從而中性線N帶電，且極有可能高于50V，它不但使設備機殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩(wěn)定的基準電位;

    （3）TN—C系統應將PEN線重復接地，其作用是當接零的設備發(fā)生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。

    由上可知，TN-C系統存在以下缺陷：

    （1）當三相負載不平衡時，在零線上出現不平衡電流，零線對地呈現電壓。當三相負載嚴重不平衡時，觸及零線可能導致觸電事故。

    （2）通過漏電保護開關的零線，只能作為工作零線，不能作為電氣設備的保護零線，這是由于漏電開關的工作原理所決定的。

    （3）對接有二極漏電保護開關的單相用電設備，如用于TN-C系統中其金屬外殼的保護零線，嚴禁與該電路的工作零線相連接，也不允許接在漏電保護開關前面的PEN線上，但在使用中極易發(fā)生誤接。

    （4）重復接地裝置的連接線，嚴禁與通過漏電開關的工作零線相連接。

    TN-S供電系統，將工作零線與保護零線*分開，（YDQ交流試驗變壓器）從而克服了TN-C供電系統的缺陷，所以現在施工現場已經不再使用TN-C系統。

    1.2、 TN—S系統

    整個系統的中性線（N）與保護線（PE）是分開的。

    （1）當電氣設備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護器切斷電源;

    （2）當N線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位升高，但外殼無電位，PE線也無電位;

    （3）TN—S系統PE線首末端應做重復接地，以減少PE線斷線造成的危險。

    （4）TN—S系統適用于工業(yè)企業(yè)、大型民用建筑。
    目前單獨使用*變壓器供電的或變配電所距施工現場較近的工地基本上都采用了TN—S系統，與逐級漏電保護相配合，確實起到了保障施工用電安全的作用，但TN—S系統必須注意幾個問題：

    （1）保護零線不允許斷開。否則在接零設備發(fā)生帶電部分碰殼或是漏電時，就構不成單相回路，電源就不會自動切斷，就會產生兩個后果：一是使接零設備失去安全保護;二是使后面的其他完好的接零設備外殼帶電，引起大范圍的電氣設備外殼帶電，造成可怕的觸電威脅。因此在《JGJ46-88施工現場臨時用電安全技術規(guī)范》規(guī)定保護線必須在首末端做重復接地。

    （2）同一用電系統中的電器設備不允許部分接地部分接零（YDQ交流試驗變壓器）。否則當保護接地的設備發(fā)生漏電時，會使中性點接地線電位升高，造成所有采用保護接零的設備外殼帶電。

    （3）保護接零PE線的材料及連接要求：保護零線的截面應不小于工作零線的截面，并使用黃/綠雙色線。與電氣設備連接的保護零線應為截面不少于 2.5mm2的絕緣多股銅線。保護零線與電氣設備連接應采用銅鼻子等可靠連接，不得采用鉸接;電氣設備接線柱應鍍鋅或涂防腐油脂，保護零線在配電箱中應通過端子板連接，在其他地方不得有接頭出現。

    1.3、 TN—C—S系統

    它由兩個接地系統組成，*部分是TN—C系統，第二部分是TN—S系統，其分界面在N線與PE線的連接點。

    （1）當電氣設備發(fā)生單相碰殼，同TN—S系統;

    （2）當N線斷開，故障同TN—S系統;

    （3）TN—C—S系統中PEN應重復接地，而N線不宜重復接地。

    PE線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電，所以TN—C—S系統提高了操作人員及設備的安全性。施工現場一般當變臺距現場較遠或沒有施工變壓器（YDQ交流試驗變壓器）時采取TN—C—S系統。

    2、 TT供電系統

    電源中性點直接接地，電氣設備的外露導電部分用PE線接到接地極（此接地極與中性點接地沒有電氣）

    在采用此系統保護時，當一個設備發(fā)生漏電故障，設備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護開關的動作，對人和設備有危害。為消除 T系統的缺陷，提高用電安全保障可靠性，根據并聯電阻原理，特提出完善TT系統的技術革新。技術革新內容是：用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線（簡稱 PT線），并聯總配電箱、分配電箱、主要機械設備下埋設的4-5組接地電阻的保護接地線為保護地線，用綠/黃雙色線連接電氣設備金屬外殼。它有下列優(yōu)點：1）單相接地的故障點對地電壓較低，故障電流較大，使漏電保護器迅速動作切斷電源，有利于防止觸電事故發(fā)生。2）PT線不與中性線相聯接，線路架設分明、直觀，不會有接錯線的事故隱患;幾個施工單位同時施工的大工地可以分片、分單位設置PT線，（YDQ交流試驗變壓器）有利于安全用電管理和節(jié)約導線用量。3）不用每臺電氣設備下埋設重復接地線，可以節(jié)約埋設接地線費用開支，也有利于提高接地線質量并保證接地電阻≤10Ω，用電安全保護更可靠。

    TT系統在國外被廣泛應用，在國內于局部對接地要求高的電子設備場合，目前在施工現場一般不采用此系統。但如果是公用變壓器，而有其它使用者使用的是TT系統，則施工現場也應采用此系統。

    3、 IT系統

    電力系統的帶電部分與大地間無直接連接（或經電阻接地），而受電設備的外露導電部分則通過保護線直接接地。

    這種系統主要用于10KV及35KV的高壓系統和礦山、井下的某些低壓供電系統，不適合在施工現場應用，故在此不再分析。

    建設部新頒發(fā)的《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-99）規(guī)定：施工現場的中性點直接接地的電力系統中必須采用TN-S接零保護系統。因此，TN-S接零保護系統在施工現場中得到了廣泛的應用，但如果PE線發(fā)生斷裂或與電氣設備未做好電氣連接，（YDQ交流試驗變壓器）重復接地阻值達不到安全的要求，也同樣會發(fā)生觸電事故，為了提高TN-S接零保護系統的安全性，在此提出等電位聯接概念。所謂等電位聯結，是將電氣設備外露可導電部分與系統外可導電部分（如混凝土中的主筋、各種金屬管道等）通過保護零線（PE線）作實質上的電氣連接，使二者的電位趨于相等。應注意差異，即等電位聯結線正常時無電流通過，只傳遞電位，故障時才有電流通過。等電位聯結的作用。（1）總等電位聯結能降低預期接觸電壓;（2）總等電位聯結能消除裝置外沿PE線傳導故障電壓帶來的電擊危險。因此施工現場也應逐步推廣該技術。當然，無論采取何種接地形式都絕不是*安全的。施工現場臨時用電必須嚴格按JGJ46-88規(guī)范要求進行系統的設置和漏電保護器的使用，嚴格履行施工用電設計、驗收制度，規(guī)范管理，才能杜絕事故的發(fā)生。