浅析TN-C-S系统的使用方法
fitman
fitman Lv.15
2016年04月12日 09:26:31
只看楼主

本帖最后由 fitman 于 2016-4-12 17:25 编辑 鉴于不少网友对TN-C-S系统的讨论,而规范和设计手册很少给出如何使用TN-C-S系统的方法,本人在这里给出一些观点,希望对大家有所帮助。同时也希望大家指出不足,共同进步。 一、什么是 TN-C-S 系统 TN-C-S系统,按GB14050-2008《系统接地的型式及安全技术要求》的定义。TN系统:电源端有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连到此接地点。

本帖最后由 fitman 于 2016-4-12 17:25 编辑

鉴于不少网友对TN-C-S系统的讨论,而规范和设计手册很少给出如何使用TN-C-S系统的方法,本人在这里给出一些观点,希望对大家有所帮助。同时也希望大家指出不足,共同进步。
一、什么是 TN-C-S 系统
TN-C-S系统,按GB14050-2008《系统接地的型式及安全技术要求》的定义。TN系统:电源端有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连到此接地点。TN-C-S则是系统中的一部分中性导体和保护导体是合一的。
TN-C-S.png
二、TN-C-S系统的优缺点:
1、优点:
a、节省费用;
b、一般会减少相保阻抗,也就是能增加单相接地故障的电流,从而增加保护的灵敏度;
c、减少NPE导体之间的电压差,对某些电子设备特别适用。
2、缺点:
a、因为部分导体为PEN导体,这部分导体的意外断开会使中性点的不平衡电压飘移体现到设备的外壳上,增加意外电击的风险;
b、线路前端没法使用RCD作保护。
3、优缺点分析
使用TN-N-S系统多是为了节省费用,但实际上第二点也是重要的因素。至于缺点,正是很多设计者害怕命使用TN-C-S系统的原因,实际上并不可怕,象a 点的问题,可以通过建筑物总等电位来解决(这本来就要做的,不增加费用);而前端不能使用RCD,更不是什么问题,对于主供电线路,RCD一般不是必选项,进入建筑物后,会分成TN-S系统,这时加RCD就没问题了。
三、TN-C-S系统的应用
从上述的简单分析,大家可能觉得可以放心使用TN-C-S系统了,但实际上并不是那么简单。主要体现在两点:
1、 对PEN线的足够保护。也就是PEN导体不能断开。除在PEN上严禁装置开关电器外,还应在布线方式上满足规范的要求。这点对于设计人员来说是容易做到的,因为外线工程的布线方式一般没有按接地方来提出不同的要求。
2、 另一点最容易忽略,也是本文重点说明的。规范中(设计原理也是如此)“在设计不适当的情况下,一些工作电流就可能通过不期望的路径流通。”而这些电流可能引起火灾、腐蚀、电磁干扰。
TN-C-S示意图.jpg

上图是一个使用TN-C-S系统供电的原理图,应该注意到的是,当配电所与建筑物1的地网是连在一起时(图中的m点与n点)。就会出现了地网与PEN导体并联的现象,也就是出现了I。与I’。两个电流。由于mn的阻抗与PEN的阻抗是比较接近甚至于小于PEN的阻抗,因此I’。会有较大的数值,这是我们不能接受的,也就是违反了上述工作电流不应通过不期望的路径。只有当两地网不连通时,这个TN-C-S供电系统才成立。
应该注意的是,上图中即使两地网不连通,但由于接地电阻的存在,实际上I。是一直存在的,只是由于I。’与I。相差两个数量级,工程上认为这是可接受的。但如果在实际的情况下,对那个微量的I。’也不允许存在,这时就不应采用TN-C-S配电了。
四、使用TN-C-S系统时应注意的问题
上述谈到了使用TN-C-S系统的条件,在实际应用中还应注意以下一些问题。
1、 电源点到用电点之间是否有水管、燃气管、穿线管等金属性的管道。由于这此管道如果是金属性的,他们进入建筑物时是要做总等电位连接的,这时实际上会把电源点与用电点的地连在一起了,从而出现上述三.2的不合理现象,从而影响了TN-C-S的使用。幸好现时新建建筑多采用塑料管。如果是金属管道,又要用TN-C-S系统,则应在管道中加一个绝缘的接件。
2、 如果第1点还容易注意到,下面说的就有一定的隐秘性了。那就是作为电源、通信等电缆的金属加强或屏蔽层。象常用的YJV22电缆,其铠装一般是要两端接地的,同样,传信号用的RVVP导线的屏蔽层一般也是两端接地的。如何解决这个问题,方法有两个,一个是如果距离近,附近又没有什么干扰源,可使用一点接地的方式;另下个方法是一端接地,另一端通过SPD接地;前者简单,后者则能较好的解决问题。当然,这两个方法都不是施工人员的习惯方法,因此应在图纸和施工技术交底中说明。
总结:用好TN-C-S系统的核心是在于“不应让工作电流通过不期望的路径”。
Fitman原创,欢迎指证。


TN-C-S.png


TN-C-S.png


TN-C-S示意图.jpg

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muyuyao
2016年04月13日 10:44:53
22楼
本帖最后由 muyuyao 于 2016-4-13 11:09 编辑 fitman 发表于 2016-4-12 16:20 这个问题以前已讨论多次了。其实规范上的画法本来就存在两种(一种是1楼的画法,另一种是类似你的修改 …个人不认为对于TN-C系统没必要过分强调最未端的接线方式。同理,我们使用TN-S系统时,也没必要过分关注变压器引出杆那一小段线路是PEN,而把整个系统定义为TN-C-S。———–个人完全赞同版主的这两个观点!!!1、对于TN-C系统,没必要过分强调最未端的接线方式!!!个人认为:即便是TN-C系统,即便PEN导体引到灯具近旁 ,“先连接外壳,再连接灯具的N端子”的做法在现实中估计也不存在!!!很多电工的连接顺序都会与此相反,会“先连接灯具的N端子,后连接外壳的”!!!还会有更多电工会在PEN线末端之前,根据安装现场的尺寸,提前采取“不切断PEN线线芯,只破坏PEN线外部绝缘”的方式并接一根连接外壳的线!!!这根并出来连接外壳的线,依旧是PEN线,并不是PE线!!!因为TN-C系统中不存在PE线,只有PEN线!!!这样理解,就不会有争议了!!!2、我们使用TN-S系统时,也没必要过分关注变压器引出杆到低压进线柜之间(这几个字是我增加的)那一小段线路是PEN,而把整个系统定义为TN-C-S!!!应该将变配电室理解成为一个电源点!!!从这一电源点,是完全可以以TT/TN-C/TN-S三种形势引出电源的!!!以TN-C型式引出的电源,如果一成不变,就一直还是TN-C系统,这在以前很普遍,但现在这样的设计很少,基本绝迹!!!以TN-C型式引出的电源,在进入另外一个地网不相连的建筑物之后,如果PEN线在进户处重复接地分离为PE和N的话,亦即完成了向TN-S型式的转换,则整体看就是TN-C-S型式!!!
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beida_energy
2016年04月13日 13:54:59
23楼
xiamuzhixin 发表于 2016-4-13 10:25 这帖子说的不是TNCS么?不分的话,就必须要做漏电了。我的帖子是说的TN-C的事!请仔细看!
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fitman
2016年04月13日 13:57:22
24楼
"应该将变配电室理解成为一个电源点",个人支持这个观点。
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beida_energy
2016年04月13日 14:00:56
25楼
fitman 发表于 2016-4-13 10:24 是的,现在的建筑要求做总等电位,所以PEN一定会重复接地。很多设计人员都注意到不同地网的要求,但我更 …是的,如果是电源端和负荷端的问题,就基本不是问题。但是如果真的电源和负荷离得很近,那那点儿大地的距离,其实就等于一个地网,尽管你不想这样。过去一直对于现场的保护接地的接地电阻有较大的传统看法,国标规定不大于10欧嘛,可是现在 ,在大开挖的基础接地施工方式下,现场建筑物的保护接地比变电所的工作接地做的还要好和稳定。那么两个地方离得近了,一个地网就免不了啦!
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wudistar
2016年04月13日 14:27:16
26楼
路过学习,感谢各位大神分析
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fitman
2016年04月13日 14:31:01
27楼
beida_energy 发表于 2016-4-13 14:00 是的,如果是电源端和负荷端的问题,就基本不是问题。但是如果真的电源和负荷离得很近,那那点儿大地的 …城市化的建设,小区建筑一体化,确实使现在很多用电点虽然是不同的建筑物,实际上是同一建筑基础的。典型的结构就是一个大的地下室车库上建筑了多个塔楼。这个情况对塔楼的配电不宜用TN-C-S系统。另外还有一个甲方常提出的,就是地下室的变配电房以TN-C-S方式向各个风机房配电。以前考虑到地下室的重要性不大,我也曾经摇摆过,但现在我会坚决反对,因为真的没法评估那个工作电流会流向建筑的那个角落和以后地下室是否会有其他的用途。
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fitman
2016年04月13日 14:40:36
28楼
再说明一下同一地网的概念。
现代建筑物一般以建筑物本身的桩基、基础梁、阀板等构筑物的内部钢筋作为接地装置的一种联合接地方式。同一地网是指电源与受电点都是以这个基础作为接地装置的。要注意的是这时分流效应与接地电阻无关,只与基础内的钢筋多少,结构有关。
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beida_energy
2016年04月13日 15:17:52
29楼
fitman 发表于 2016-4-13 14:31 城市化的建设,小区建筑一体化,确实使现在很多用电点虽然是不同的建筑物,实际上是同一建筑基础的。典型 …严重同意!另外,我也不赞同居民住宅采用TN-C-S系统!但是很多都这样设计。
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zhu1458
2016年04月13日 15:54:45
30楼
拜读了,我需要重新整理一下我之前所学所想。
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q123321aaa
2016年04月13日 16:19:45
31楼
beida_energy 发表于 2016-4-12 17:24 我还真是设计这样的系统,还真是这样安装、运行的!PEN导体引到比如,灯具近旁 ,先连接外壳,再连接灯 …哈哈 您这接线方式 是在厂房 还是住宅 别的?
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