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三相五线制是什么意思?三相五线是什么意思?三相五线制接线图

2015-2-4 16:36| 编辑:电工学习网| 查看: 107758| 评论: 0

当前国际上权威、通用的低压电气标准是IEC国际电工委员会第64技术委员会制订的《建筑物电气装置》标准(IEC 60364 标准)。相应地,20世纪90年代始国家对电工的技术规范、标准(如《低压配电设计规范》、《供配电系统设计规范》)进行等同或等效IEC标准的修改、修订,在向IEC标准靠拢趋势下,我国有关的规范、标准(如《交流电气装置的接地》、《系统接地的型式及安全技术要求》)补充了建筑物电气装置的接地要求和方法。

IEC 60364标准内容广泛,要求严谨,但只作纲领性叙述,无相应详细丰富图文举例,掌握和运用IEC 60364标准,如婴儿学步,举步维艰;对于长久受前苏联电气规程影响,电工用语偏滞于技术相对落后的水准,重视电网安全,忽略用户的用电安全,至今还不能完全摸清影响深度,习惯长久使然。新的引入的国际电工标准艰深难懂、精述间练,旧有的思维定势潜移偶现,新旧观念的矛盾下,产生了一些似是而非的电工术语名称,对电气标准的理解和执行造成了误区存在。新引入的IEC国际电工标准词简意骇。新旧电工标准的冲突下,产生了一些望文生义的电工用语名称,如“三相五线制”,混淆了TT系统、TN-C-S系统、TN-S系统三种不同性质的接地系统。只有理明低压配电接地系统的概念、范围及要求,才不会因错误的电工用语而施工方法不当,留下安全用电的隐患。

1、提出疑问

“三相五线制”,人们通常指某一电气设备有五根导线引出。具体来讲,五根导线的功能通常有以下两种说法:第一种说法,五根导线为三根相线,一根零线,一根与设备外壳连接的地线;第二种说法,五根导线是指三根相线,一根工作零线(或称系统零线),一根与设备外壳连接的保护零线。这两种说法,都有共同之处,当三相不平衡时,零线或工作零线(系统零线)流过不平衡负荷电流,而与设备连接的导线无电流通过。三相供电,五线连接,乍看之下,合乎道理。下面,通过对有关的国家标准、行业标准对低压配电接地系统进行分析、探讨。

2、有关标准、规范对低压配电系统的规定

参照GB50054-95《低压配电设计规范》、GB50052-95《供配电系统设计规范》、DL/T621-1997《交流电气装置的接地》、GB14050-93《系统接地的型式及安全技术要求》;低压配电系统由以下两种型式描述。

其一为带电导体系统的型式,分为交流系统:单相二线制、单相三线制、两相三线制、两相五线制、三相三线制、三相四线制;直流系统:二线制、三线制。我国常用方式为单相二线制、两相三线制、三相三线制、三相四线制。

其二为系统接地型式,分为IT系统、TT系统、TN系统;TN系统又分为TN-C系统、TN-C-S系统、TN-S系统。

1.IT系统

I 表示电源端带部分不接地或经高阻抗接地。T 表示电气装置外露可导电部分接地,通常指电气设备的金属外壳接地。见图3.1

2.TT系统

第一个T 表示电源端有一点直接接地,通常是指配变的中性点直接接地。第二个T 是指电气装置外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点。见图3.2

3.TN 系统

T 表示电源端有一点直接接地,通常是指配变的中性点直接接地。N 表示电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。按中性线与保护线的的组合情况,TN系统又分为以下三种型式:

3.1 TN-C 系统:整个系统的中性线和保护线是合一的。见图3.3.1

3.2 TN-C-S 系统:系统中有一部分的中性线和保护线是合一的。见图3.3.2


3.3 TN-S 系统:整个系统的中性线和保护线是分开的。见图3.3.3

4.有关接地系统术语

外露可导电部分――平时不带电压,但故障情况下能带电压的电气装置的容易触及的导电部分

中性线(N线)――与低压系统电源中性点连接用来传输电能的导线。

保护线(PE线)――低压系统中为防触电用来与下列任一部分作电气连接的导线:

a.线路或设备金属外壳;b.线路或设备以外的金属部件;c.总接地线或总等地位连接端子板;d.接地极;e.电源接地点或人工中性点。

保护中性线(PEN线)――具有中性线和保护线两种功能的接地线。

工作接地――在电力系统电气装置中,为运行需要所设的接地(如中性点直接接地或经其它装置接地等)

保护接地――电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等,由于绝缘损坏有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。

低压配电系统可由两种方式来表达,一种是以构成部分论述,另一种是以流程论述。低压配电系统简单来说,由电源部分、输电部分、负荷部分构成。电源部分是可泛指10/0.4kV变配电所,变配电所将交流标称电压10kV转变为0.4kV,供电380V工业用户、220V居民用户,电源部分具体范围只是变配电所内配变至低压柜部分。输电部分是指变配电所内的低压柜馈电线路,包括相线、中性线、保护线、保护中性线。负荷部分是工农业用的电器(车床、收割机等),居民用的电器(电灯、电风扇等)。低压配电系统也可用另一种功能顺序来描述,可分为发电、变电、输电、受电四部分,发电是指有些工厂自备发电机独立市电供电,变电是指配变利用电磁感应原理将一次侧绕组的10kV交流电能转变成二次侧绕组0.4kV交流电能。输电指承载380V/220V交流电压的线路(架空线路或电缆线路)。受电是指将电能转换为机械能、热能等不同型式能量进行工农业生产、居民生活的设备。

3、电工用语误区实质探析

综览上述规范、标准, “三相五线制”的提法毫无出处。从系统接地型式来看: TT系统(图3.2)、TN-C-S系统(图3.3.2)、TN -S系统(图3.3.3),设备都是三相供电,五线连接,但不要忘记的是,该三种接地系统型式有各自的特性,不能用“三相五线制”综合命名。TT系统中与设备外壳连接的导线自行接地,与配变中性点接地毫无相干。TN-C-S系统、TN -S系统中与设备外壳连接的导线与配变中性点相连。一旦设备内相对壳碰触,在TN-C-S系统、TN -S系统中,相线与中性线形成回路,瞬间产生大电流,过负荷保护动作;而在TT系统中,设备与配变中性点各自接地,至少有8欧的接地电阻,产生的电流难使过负荷保护动作。

在本文第二部分中提及的“零线”、“地线”、“工作零线(系统零线)”、“保护零线”,都是用词不规范,这里,涉及一个过弃电工术语名词“零线”,是出现于二十多年未更新版本的GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》的附录二 名词解释――“与变压器直接接地的中性点连接的导线,或直流回路中的接地中性线,称为零线”。由于这“零线”,派生出“工作零线(系统零线)” 、“保护零线”。若按照GBJ65-83中的对零线来看,“零线”,“地线”与TT系统相似对应,即是说“零线”对应N线,“地线”对应设备外壳与大地直接连接(同电源接地装置无关)的导线,那么在TN-S系统、TN-C-S系统中“零线”亦是对应N线,而剩下那接壳的“地线”就对不上号,它不是与电源独立的接地装置连接。就单单在TN-S系统、TN-C-S系统中,若“保护零线”对应PE线,“工作零线(系统零线)”应是指主回路上,那么对应N线,那么剩下的PEN线又作如何称谓。电气设备所引出的五根线应为三根相线,一根中性线(N线)或一根保护中性线(PEN线),一根保护线(PE线)。这样的电气设备三相供电、五线相连的外在型式,在有关向IEC标准接轨的国家标准、规范中只是有TT系统、TN-C-S系统、TN-S系统来表达。没有确切弄懂电气标准的技术内涵,人为地生造电工用语,用语不规范、不能清楚表达其实际意义,无法准确区别不同性质的TT系统、TN-C-S系统、TN-S系统的3种接地系统型式,而含糊地归纳为“三相五线制”,具体不清楚是指这三种系统中的那一种,若混淆了不同性质的接地系统,会对电气工程设计施工中导致误解,产生失误,留下隐患,潜伏危险。

4、结束语

随着我国入世后必然于逐步融入世界电气大市场,关键在于国际交流中准确理解电气技术标准、规范的内涵,正确使用现行国家标准、规范的名词术语,逐步稳健迈向国际先进电气水平,更新传统行业习惯落后观念,提升电气安全水平。

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