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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好学人
2016年04月15日 09:45:59
42楼
楼上注意,还有重复接地问题,
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风平浪静02
2016年04月15日 10:54:03
43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 …1、我们对高层建筑的地下钢结构作为“系统接地”的做法保留意见(作为等电位还是可以的)。因为这样建筑的基础必将成为电流的通路和杂散电流回归中心。2、楼主担心的是接地网成为没有绝缘层的N线或者说成为没有绝缘层的PEN线,所有外露可导电部分都可能流过与N线分流的电流。其实这就是TN-C系统的问题所在,采用专用PE当然可以减少这样的问题影响,与地网没有直接关系。试想如果PEN线阻抗较大,或者说断线。负荷电流就可以通过外部可导电部分与地的接触,或者PEN线的重复接地,返回PEN线,返回系统接地,回到电源。如果不是同一个地网,或者说两个地网没有直接的连接。这条通路还是存在的,只不过阻抗大一些罢了。电位差会更大,危险性也更大。所以在建筑内部采用TN-S系统是有必要的。3、TN-C-S系统主要看其中性线与保护导线是否分离,与地网没有直接的型式上的关系。所以同一地网或者两个地网直接连接,TN-C-S不能成立,应该是表述不够明确。最多是不应该采用TN-C系统,或者TN-C-S系统。看一个系统是不是符合条件,我们从基本要点上理解。有网友说在同一个地网上,或者两个地网有直接的连接,末端外露可导电部分直接接在地网上连TT都不是。这样的连接确实不符合TT系统要素。但是他是一个完整的TN-S系统。它符合电源中性点有一点接地,符合保护接地与电源端接地有直接的连接,符合中性导体与保护导体是分开的。
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fitman
2016年04月15日 11:51:22
44楼
风平浪静02 发表于 2016-4-15 10:54 1、我们对高层建筑的地下钢结构作为“系统接地”的做法保留意见(作为等电位还是可以的)。因为这样建筑的 …1、”我们对高层建筑的地下钢结构作为“系统接地”的做法保留意见(作为等电位还是可以的)。“现时的建筑采用联合接地,并以建筑物基础的钢筋作接地极已是最普遍的做法(一类防雷建筑除外),风平朋友对这点的保留不知是否有另外的含意。2、现在的TN-C-S系统都是在进入用电建筑物的第一个配电总箱时就要分开N与PE,也就是建筑物内部是TN-S系统,这点已是常规做法。3、只要电源点用4线(三相,含PEN)供电到受电点,这就形成了TN-C,如果受电点再分成PE和N来配电,则整体形成了TN-C-S系统。从这个角度来看,是否TN-C-S系统与电源点与受电点之间的地网是否相连是无关的(这个相连指的是电网之间的支接相连),但决定了使用TN-C-S系统是否合理。4、在TN系统的地网范围内,无法使用TT系统(哪怕是局部TT)。最后八卦一下,从风平朋友的描述来看,似乎不是工作在民建筑院的,不知是否?
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xiamuzhixin
2016年04月15日 12:27:58
45楼
本帖最后由 xiamuzhixin 于 2016-4-15 14:14 编辑 fitman 发表于 2016-4-15 11:51 1、”我们对高层建筑的地下钢结构作为“系统接地”的做法保留意见(作为等电位还是可以的)。“现时的建 …第4点的表述有些问题,另打独立的接地极也能使用TT系统的。这样修改下或许好些:TT系统的两个接地要求独立,当TN系统地网连成一体时,使用TT系统需要另打独立接地极。
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fitman
2016年04月15日 14:29:18
46楼
xiamuzhixin 发表于 2016-4-15 12:27 第4点的表述有些问题,另打独立的接地极也能使用TT系统的。这样修改下或许好些:TT系统的两个接地要求 …“4、在TN系统的地网范围内,无法使用TT系统(哪怕是局部TT)。”可能我没说清楚。在TN系统的地网范围内是指那地网覆盖的区域,那就是没法另做独立地网。你的观点与我是一样的,另一种表述方式就是TT系统的接地装置不能与TN系统的接地装置连在一起。
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muyuyao
2016年04月15日 14:35:44
47楼
fitman 发表于 2016-4-15 11:51 1、”我们对高层建筑的地下钢结构作为“系统接地”的做法保留意见(作为等电位还是可以的)。“现时的建 …在TN系统的地网范围内,无法使用TT系统(哪怕是局部TT)。——–完全赞同这一观点!!!在TN系统的地网范围内是指那地网覆盖的区域,那就是没法另做独立地网!!!
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xiamuzhixin
2016年04月15日 14:46:23
48楼
fitman 发表于 2016-4-15 14:29 “4、在TN系统的地网范围内,无法使用TT系统(哪怕是局部TT)。”可能我没说清楚。在TN系统的地网范围内是 …独立接地离开原有的接地20米就行了,感觉这应该不算很苛刻的条件。比如TT系统适用的路灯之类,在整个厂区中打几个独立的接地极,个人觉得还是可行的。当然如果是大楼中的某一个房间或者某个设备,这就有点困难了。
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muyuyao
2016年04月15日 14:49:25
49楼
迷雾沼泽 发表于 2016-4-14 20:08 强烈支持这种做法,存在安全隐患会出人命的,用电安全第一楼主提供的图,是GB14050-2008系统接地的形式及安全技术要求中的原图!!!存在什么会出人命的安全隐患???!!!请务必说清楚!!!搞电气的,必须用自己的脑子思考!!!千万不能鹦鹉学舌!!!
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muyuyao
2016年04月15日 14:51:22
50楼
TN-C系统存在的问题
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muyuyao
2016年04月15日 14:52:31
51楼
本帖最后由 muyuyao 于 2016-4-19 16:01 编辑

TN-C系统应谨慎采用!!!

TN—C系统适用于三相负荷基本平衡场合,如果三相负荷不平衡,则PEN线中有不平衡电流,再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN,从而中性线N带电,且极有可能高于50V,它不但使设备机壳带电,对人身造成不安全,而且还无法取得稳定的基准电位!!!

TN—C系统应将PEN线重复接地,其作用是当保护接零的设备发生相与外壳接触时,可以有效地降低零线对地电压!!!
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