tn-c低压供电系统零线带电问题探讨

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1、第3O卷第5期新乡学院学报(自然科学版)2013年l0月V_0I．3ONo．5JournalofXinxiangUniversity(NaturalScienceEdition)0ct．2O13TN．C低压供电系统零线带电问题探讨陈玉新(新乡学院物理与电子工程系，河南新乡453003)LiveZeroLine0fTN-CLowVoltagePowerSupplySystemCHENYu．xin(PhysicsandElectronicEngineeringDepartment，XinxiangUnive

2、rsity，Xinxiang453003，China)Abstract：ThezerolinepotentialriseofTN—Csystemisdiscussedinthispaper．Keywords：zeroline；safety；TN—CpowersupplysystemO引言随着科学技术的发展，电能的使用越来越广，如使用不当，电会引起火灾、爆炸，造成设备的损坏及人员伤亡．接“地”是广泛使用的电气安全措施之一．电气设备通过接地线与接地体相连，接地体可以是单独一个金属体，也可以是由多个相互连通的

3、金属体组成的接地网，埋设在距地表0．5～0．8m处．图1所示为一个垂直埋设的金属接地体，当电流经接地体流人大地时，形成以接触点为球心的半球形“地电场”，入地电流，d由接地点向外呈半球形流散．一般认为，距接地点约20m处，半球面积已达2500m，土壤电阻已小到可忽略不计，流散电流在此处不再产生电压降砜，也就是真正的“零电位”．1低压供电技术的类型按照国际电工技术委员会规定，低压配电系统根据电源和用电设备的接地保护形式的不同可分为IT(IsolantTerre)、TT(TerreTerre)和TN(Terr

4、eNeutre)系统．其中TN系统又分为TNC和TN．s．IT系统采用三相三线制．供电距离较短时，供电可靠性高，安全性好，但由于IT系统没有中性线引出，只能用于三相平衡负载设备，不方便用于单相设备和照明，大范围供电时存在安全隐患，现已很少使用．TT系统／一、、采用三相四线制，既可以用于三相平衡负载，也可以用于单相负载，但系统中如使、、用大容量的用电设备，就会存在安全隐患，因此现也很少使用．地体我国从20世纪60年代起使用TN．C系统．由于该系统在保障人身安全上存在、流散电场／／大地、、’一些缺陷，9O年

5、代末期，居民住宅已不再使用，但由于系统简单、经济，目前除／～一居民住宅外的其他方面仍在广泛使用．图1入地电流电场Fig．1Electricfieldof2TN．C供电系统安全性探讨thegroundcurrentTN．C供电系统是将电源保护线PE与中性线N合为PEN线，习惯上又叫工作零线．将用电设备金属外壳与PEN线连通，习惯上称为保护接零．由于用电设备金属外壳与零线直接连通，零线带电会对人身安全造成威胁，下面主要讨论两种情况．2．1导线电压降引起的零线带电随着供电范围扩大，线路长度增加，PEN线的电阻

6、也将增大，当三相负载不平衡时，PEN线会有很大收稿日期：2013—09．10修回日期：2013．10—06作者简介：陈玉新(1958一)，男，河南新乡人．副教授，研究方向：电学．E—mail：chendong336@qq．corn．·336·新乡学院学报(自然科学版)的工作电流，线电压降有可能超过50v特别是一些远离变压器的设备，其外壳很可能长期带有超过50V的不安全电压，而对人身安全造成威胁．因三相负载不平衡，零线电流过大，在导线电阻上产生电压降，造成零线电位升高的现象，目前是任何供电系统自身都无法解

7、决的问题．出于安全目的，笔者每年都会不定期检查实验室及自家供电线路(TN．S供电方式)的工作零线是否带电．检测中发现，零线带电10V左右的情况经常出现，在用电高峰期，高于40V的情况也出现过几次．2．2错误使用设备{TN—C系统规定，不允许一部分用电设备保护接零，另一部分用电{、rrv——设备保护接地．如果两种保护方式混用(如图2所示)，当采用保护接地—llPE的用电设备发生相线与金属外壳短路故障时，PEN线的电压将会升高接保护零}lfl到电源相电压的一半或更高．此时，由于故障设备还能带障正常工作，PE

8、重会使所有实施保护接零的用电设备的外壳长时间处于同样高的电位(因复接直接与零线相连)，而危及人身安全．地对此规定的理论解释，无论是相关专著，还是有关安全用电的教li：Il材都相同．以图2所示电路为例，当单相电机M2出现电源与外壳短路v／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／dV／／／／／／／／A故障时，会有电流经保护接地电阻R。、工作接地电阻Rs回到电源中性I。作接地ll保护接地月s≤40U凡≤4o点，其电流大小为UL／(RG+s)=220