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三相电源插头插座的选用

2015-2-20 09:17| 编辑:电工学习网| 查看: 3888| 评论: 0

摘要: 随着社会的发展和人们生活水平的提高,对电气设计中的人身安全保护提出了更高的要求。在设计时大量采用的TN系统中,TN-C系统中被保护的用电设备外壳在不同程度上带有对地电压,检修时PEN线存在电位而无法隔离等缺点 ...
    随着社会的发展和人们生活水平的提高,对电气设计中的人身安全保护提出了更高的要求。在设计时大量采用的TN系统中,TN-C系统中被保护的用电设备外壳在不同程度上带有对地电压,检修时PEN线存在电位而无法隔离等缺点,而TN-S和TN-C-S系统明显克服了TN-C系统的这些缺点,即PE线在正常条件下无回零电流,N线可以隔离,从而使得TN-S和TN-C-S系统被大量采用。为了进一步保护人身安全,国标《漏电保护器安装和运行》(GB13955-92)规定,在潮湿场所的电气设备、手持式电动工具等均需装设剩余电流动作断路器保护。虽然系统设计中考虑了多项保护措施,但由于三相插座和电气设备的生产未能及时配套,从而在已建成的工程中,三相用电设备的使用存在着一些不容忽视的问题。
    1、TN和TT系统中三相插座的使用概况
    TN-S、TN-C-S及TT系统设置了专用的PE线,对于不经插座直接接线的三相设备,较为安全,而对于需要经三相电源插座供电的电气设备,情况就复杂了。因为系统需要三相五极插座,而国内目前在民用方面还没有三相五极插座和插头的标准,虽然《工业用插头插座和耦合器一般要求》(GB11918-89),《工业用插头插座和耦合器插销和插套尺寸互换性的要求》(GB11919-89)规定了工业用插头插座和耦合器的统一标准,但由于其使用范围、生产成本等原因,使其还没有普及应用。现有的三相四极插座已经不能满足TN-S、TN-C-S和TT系统的需要,存在着系统的五条线与电源插座的四个极不能对应的问题。另外,即使有五极插座,由于国内生产的与插座连接的三相用电设备(以下称"插接式三相设备")几乎全部采用三相四极插头,同样不能很好的连接,这是因为这些插接式三相设备是针对过去常用的TN-C系统设计生产的,即在设备内部将N线与设备外壳相连接组成PEN线,显然不能很好地与TN-S、TN-C-S和TT系统相适应。这些问题在工程中大量的存在。例如,电源插座箱在各类工程中都会用到,国内生产的定型插座箱所配的三相插座基本上全是四极插座,这类插座箱也毫无例外的被用在了TN-S、TN-C-S和TT系统的工程上。
    三相四极插座是针对TN-C系统而设计的,插座第四极规定为PEN线端子。对于需要将N线与PE线分开的TN-S、TN-C-S和TT系统,由于N线与PE线不能同时接入第四端子,那么插座的第四个端子上应该接中性线(N线)还是接保护线(PE线)呢?四极插座的第四端子标示着接地符号,似乎就应将PE线接在第四端子上,可中性线接在哪里呢?从插接式三相设备实际情况分析,一般这些三相用电设备都用二次控制回路,控制回路常采用220V的单相电源,所以中性线也应该提供给用电设备。在实际的工程中,插座的第四极接N线和接PE线的情况都存在。
2、TN-S、TN-C-S和TT系统采用三相四极插座存在的问题
(1) TN-S系统:
TN-S系统的中性线(N线)与保护线(PE线)是分开的,它们只在电力系统接地点处相连,负荷侧只有PE线可做重复接地,并与电气装置外露可导电部分连接。 三相插座的第四极接中性线(N线)时,插接式三相设备就变成了TN-C保护系统。由于N线在进户处没有做重复接地,所以在正常工作情况下,插接式三相设备外壳上将带有较高的零序电压U0,一旦发生相线对地短路,且供电干线N线截面等于相线截面时,设备外壳将会产生110V的危险电压。如果供电干线的N线截面等于1/2相线截面时,设备外壳将产生高达147V的危险电压。在此情况下,插接式三相设备的安全性还不如在TN-C系统内高。 三相插座的第四极接PE线时,由于插接式三相设备的二次回路电流I0流过PE线,它不仅插接式三相设备的外壳产生非零电位U0,而且通过PE线将该非零电位传递给其它设备的外壳,从而破坏了整个系统的安全性。
(2) TN-C-S系统:
在TN-C-S系统中,有一部分N线与PE线是合一的,一般为前端部分。该系统常常在进户处将PEN线做重复接地,入户后N线与PE线分开,并且两者不得再相连接,电气装置外露可导电部分只与PE线相连。 三相插座的第四极接N线时,对插接式三相设备就完全变成了TN-C系统保护,使插接式三相设备的安全性低于系统设计的安全水平。 三相插座的第四极接PE线时,同上述TN-S系统的情况一样,破坏了整个系统的安全性。

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