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1、1.什么是三相五线制?在三相四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线.三相五线制的接线方式如下图1所示.图1三相五线制接线示意图该接线的特点是:工作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接.由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载,因而得到广泛的应用.在三相负载不完全平衡的运行情况下,工作零线N是有电流通过且是带电的,而保护零线PE不带电,因而该供
2、电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位.2.三相五线制与三相四线制的比较(1)基本供电系统简介常用的基本供电系统有(380V)三相三线制和(380/220V)三相四线制等,但这些名词术语内涵不是十分严格.国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定,称为TT系统、TN系统、IT系统.其中TN系统又分为TN-C、TN-S系统.TT式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称TT系统.第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T表示负载设备金属外壳和正常不带电的金属部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关.在TT系统中负载的所有
3、接地均称为保护接地。TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用TN表示.TN-C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE表示,即常用的三相四线制供电方式.TN-S式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统,称作TN-S供电系统,即常用的三相五线制供电方式.IT方式供电系统,其中I表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地.第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护.IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好.一般用于不允许停电的场所,或者是
4、要求严格地连续供电的地方,例如连续生产装置、大医院的手术室、地下矿井等处.(2)三相四线制(TN-C)与三相五线制(TN-S)系统的比较在三相四线制供电方式中,由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利.在零线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压,这是不允许的.采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的,工作零线上的电位不能传递到用电
5、设备的外壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在"地"电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患.4发电机中,三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点,引出线称为中线(在单相供电中称为零线);另一端与中线之间有额定的电压差,称为相线(单相供电中称为火线).一般情况下,中线是以大地作为导体,故其对地电压应为零,称为零线.因此相线对地必然形成一定的电压差,可以形成电流回路,称其为火线.正常供电回路由相线(火线)和中线(零线)形成.地线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大地连接的导线,其对地电阻小于4欧姆;它不参与供电回路,主要
6、是保护操作人员人身安全或抗干扰用的.很多情况下,中线和大地的连接问题会导致用电端中线对地电压大于零,因此三相五线制种将中线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义.在三相四线制供电方式中,主要采用TN-C系统供电系统,对于单相回路存在较大的安全缺陷.单相二线供电方式,最大缺陷是在发生电器外壳碰相线时,直接将220V相电压施加给此时正巧触摸到的人,从而发生触电事故.但如果把接外壳的保护线PE和中性线N并联合用一根,实际上这也是极不安全的.建筑物的配电线路由于接头松脱、导线断线等故障,很可能造成图2所示A点处开路,此时当其中一台设备开关接通后,在A点后面所有中性线上,将出现
7、相电压,这个高电压又被设备接地引至所有插入插座的用电设备外壳上,而且其后的设备即使并未开启,外壳上也有220V电压,这是十分危险的.图2TN-C系统单相回路断零示意图如果采用三相五线制的TN-S供电系统,则不会出现这种情况.如图3所示,只有当保护线断开,而且又有一台设备发生相线碰外壳,两故障同时出现时,才会出现与前述二线制中类似情况的事故.从而也极大地降低了事故出现的可能性.图3TN-S系统单相回路示意图3.三相五线制在民用建筑电气设计中的应用(1)三相五线制供电的应用范围凡是采用保护接零的低压供电系统,均是三相五线制供电的应用范围.国家有关部门规定:凡是新建、
