施工現(xiàn)場變壓器低壓配電應(yīng)用-試驗(yàn)變壓器

施工現(xiàn)場變壓器低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用

 根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054）的定義，將低壓配電系統(tǒng)分為三種，即TN、TT、IT三種形式。其中，*個(gè)大寫字母T表示電源變壓器中性點(diǎn)直接接地;I則表示電源變壓器中性點(diǎn)不接地（或通過高阻抗接地）。第二個(gè)大寫字母T表示電氣設(shè)備的外殼直接接地，但和電網(wǎng)的接地系統(tǒng)沒有;N表示電氣（YDQ交流試驗(yàn)變壓器）設(shè)備的外殼與系統(tǒng)的接地中性線相連。

    TN系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，設(shè)備外露部分與中性線相連。

    TT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。

    IT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設(shè)備外殼電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。（例如產(chǎn)品：YDQ交流試驗(yàn)變壓器）

    1、 TN系統(tǒng)

    電力系統(tǒng)的電源變壓器的中性點(diǎn)接地，根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類：即TN—C系統(tǒng)、TN—S系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)。下面分別進(jìn)行介紹。

    1.1、TN—C系統(tǒng)

    其特點(diǎn)是：電源變壓器中性點(diǎn)接地，保護(hù)零線（PE）與工作零線（N）共用。

    （1）它是利用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線（零線）作為故障電流的回流導(dǎo)線，當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，故障電流經(jīng)零線回到中點(diǎn)，由于短路電流大，因此可采用過電流保護(hù)器切斷電源。TN—C系統(tǒng)一般采用零序電流保護(hù);

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

    （3）TN—C系統(tǒng)應(yīng)將PEN線重復(fù)接地，其作用是當(dāng)接零的設(shè)備發(fā)生相與外殼接觸時(shí)，可以有效地降低零線對地電壓。

    由上可知，TN-C系統(tǒng)存在以下缺陷：

    （1）當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，在零線上出現(xiàn)不平衡電流，零線對地呈現(xiàn)電壓。當(dāng)三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡時(shí)，觸及零線可能導(dǎo)致觸電事故。

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

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

    （4）重復(fù)接地裝置的連接線，嚴(yán)禁與通過漏電開關(guān)的工作零線相連接。

    TN-S供電系統(tǒng)，將工作零線與保護(hù)零線*分開，（YDQ交流試驗(yàn)變壓器）從而克服了TN-C供電系統(tǒng)的缺陷，所以現(xiàn)在施工現(xiàn)場已經(jīng)不再使用TN-C系統(tǒng)。

    1.2、 TN—S系統(tǒng)

    整個(gè)系統(tǒng)的中性線（N）與保護(hù)線（PE）是分開的。

    （1）當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護(hù)器切斷電源;

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

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

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

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

    （2）同一用電系統(tǒng)中的電器設(shè)備不允許部分接地部分接零（YDQ交流試驗(yàn)變壓器）。否則當(dāng)保護(hù)接地的設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，會(huì)使中性點(diǎn)接地線電位升高，造成所有采用保護(hù)接零的設(shè)備外殼帶電。

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

    1.3、 TN—C—S系統(tǒng)

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

    （1）當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼，同TN—S系統(tǒng);

    （2）當(dāng)N線斷開，故障同TN—S系統(tǒng);

    （3）TN—C—S系統(tǒng)中PEN應(yīng)重復(fù)接地，而N線不宜重復(fù)接地。

    PE線連接的設(shè)備外殼在正常運(yùn)行時(shí)始終不會(huì)帶電，所以TN—C—S系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。施工現(xiàn)場一般當(dāng)變臺(tái)距現(xiàn)場較遠(yuǎn)或沒有施工變壓器（YDQ交流試驗(yàn)變壓器）時(shí)采取TN—C—S系統(tǒng)。

    2、 TT供電系統(tǒng)

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

    在采用此系統(tǒng)保護(hù)時(shí)，當(dāng)一個(gè)設(shè)備發(fā)生漏電故障，設(shè)備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護(hù)開關(guān)的動(dòng)作，對人和設(shè)備有危害。為消除 T系統(tǒng)的缺陷，提高用電安全保障可靠性，根據(jù)并聯(lián)電阻原理，特提出完善TT系統(tǒng)的技術(shù)革新。技術(shù)革新內(nèi)容是：用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線（簡稱 PT線），并聯(lián)總配電箱、分配電箱、主要機(jī)械設(shè)備下埋設(shè)的4-5組接地電阻的保護(hù)接地線為保護(hù)地線，用綠/黃雙色線連接電氣設(shè)備金屬外殼。它有下列優(yōu)點(diǎn)：1）單相接地的故障點(diǎn)對地電壓較低，故障電流較大，使漏電保護(hù)器迅速動(dòng)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(lián)接，線路架設(shè)分明、直觀，不會(huì)有接錯(cuò)線的事故隱患;幾個(gè)施工單位同時(shí)施工的大工地可以分片、分單位設(shè)置PT線，（YDQ交流試驗(yàn)變壓器）有利于安全用電管理和節(jié)約導(dǎo)線用量。3）不用每臺(tái)電氣設(shè)備下埋設(shè)重復(fù)接地線，可以節(jié)約埋設(shè)接地線費(fèi)用開支，也有利于提高接地線質(zhì)量并保證接地電阻≤10Ω，用電安全保護(hù)更可靠。

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

    3、 IT系統(tǒng)

    電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接（或經(jīng)電阻接地），而受電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分則通過保護(hù)線直接接地。

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

    建設(shè)部新頒發(fā)的《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-99）規(guī)定：施工現(xiàn)場的中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中必須采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)。因此，TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)在施工現(xiàn)場中得到了廣泛的應(yīng)用，但如果PE線發(fā)生斷裂或與電氣設(shè)備未做好電氣連接，（YDQ交流試驗(yàn)變壓器）重復(fù)接地阻值達(dá)不到安全的要求，也同樣會(huì)發(fā)生觸電事故，為了提高TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)的安全性，在此提出等電位聯(lián)接概念。所謂等電位聯(lián)結(jié)，是將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與系統(tǒng)外可導(dǎo)電部分（如混凝土中的主筋、各種金屬管道等）通過保護(hù)零線（PE線）作實(shí)質(zhì)上的電氣連接，使二者的電位趨于相等。應(yīng)注意差異，即等電位聯(lián)結(jié)線正常時(shí)無電流通過，只傳遞電位，故障時(shí)才有電流通過。等電位聯(lián)結(jié)的作用。（1）總等電位聯(lián)結(jié)能降低預(yù)期接觸電壓;（2）總等電位聯(lián)結(jié)能消除裝置外沿PE線傳導(dǎo)故障電壓帶來的電擊危險(xiǎn)。因此施工現(xiàn)場也應(yīng)逐步推廣該技術(shù)。當(dāng)然，無論采取何種接地形式都絕不是*安全的。施工現(xiàn)場臨時(shí)用電必須嚴(yán)格按JGJ46-88規(guī)范要求進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)置和漏電保護(hù)器的使用，嚴(yán)格履行施工用電設(shè)計(jì)、驗(yàn)收制度，規(guī)范管理，才能杜絕事故的發(fā)生。