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
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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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fitman
2016年04月15日 16:38:55
52楼
muyuyao 发表于 2016-4-15 14:52 TN-C系统应谨慎采用单相系统用TN-C,真是不负责任,就算是TN-C-S也不见得安全。
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muyuyao
2016年04月16日 16:07:09
53楼
在 TN-C-S系统中,上游部分是TN-C,下游部分是TN-S!!!

注意:禁止在TN-C系统的上游使用TN-S系统!!!

当铜芯电缆的截面积小于10mm2,铝芯电缆(和软电缆)的截面积小于16mm2时,应使用TN-S系统!!!
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engineershao
2016年04月18日 09:28:19
54楼
muyuyao 发表于 2016-4-16 16:07 在 TN-C-S系统中,上游部分是TN-C,下游部分是TN-S!!! 注意:禁止在TN-C系统的上游使用TN-S系统! …难怪上次看一个图纸,明明写了TN-C-S,那个建筑别的箱子进线都是4*185,唯独有个箱子进线是5*6,现在明白了。
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fitman
2016年04月18日 09:55:49
55楼
engineershao 发表于 2016-4-18 09:28 难怪上次看一个图纸,明明写了TN-C-S,那个建筑别的箱子进线都是4*185,唯独有个箱子进线是5*6,现在明白 …如果一个建筑物多路低压进线(进线为同电源,建筑物联合接地),则不应用TN-C-S系统。
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muyuyao
2016年04月18日 10:23:53
56楼
fitman 发表于 2016-4-18 09:55 如果一个建筑物多路低压进线(进线为同电源,建筑物联合接地),则不应用TN-C-S系统。这倒值得留意!!!请详述其原理!!!还是杂散电流的问题吧???!!!
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fitman
2016年04月18日 14:07:13
57楼
muyuyao 发表于 2016-4-18 10:23 这倒值得留意!!!请详述其原理!!!确实还是那个杂散电流(其实应叫中性线上的返回电流容易理解)的问题。多回路对一建筑物配电时,如果是同电源(或虽然不同电源但同一变配电所),那电源中性点实际是接在一起的(同一接地网)。当多回路接到同一建筑物,如果是使用TN-C-S系统,侧每路PEN线还是要重复接地,当建筑物采用联合接地方式(现在已是普遍使用),那实际上这些重复接地是接在一起了。这相当于把这些PEN线并联在一起使用,这是非常不合理的。同理,虽然是两建筑物,但同一接地网,也不应使用TN-C-S系统。
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风平浪静02
2016年04月19日 09:20:02
58楼
fitman 发表于 2016-4-18 14:07 确实还是那个杂散电流(其实应叫中性线上的返回电流容易理解)的问题。多回路对一建筑物配电时,如果是 …楼主一直在强调同一地网和PEN或者N与地网并联问题。个人认为;1、TN-C-S 并没有强调转换处必须重复接地。即使现在普遍地重复接地,也不应该是TN-C-S问题,是重复接地所致。2、地网与PEN或者N与分流并没有坏处。转换处重复接地降低了对地电位,本来就是靠分流来获得的。只是建筑钢筋结构作为“系统接地”时,可能在建筑某一处钢筋上产生压降造成威胁。这就是保留意见的其中一个理由,“系统接地”另设,分流就不会过于集中,压降就可以减少。3、同一地网相比不同地网杂散电流要小。4、同一地网内不是无法使用TT,而是已经失去TT的要素。
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fitman
2016年04月19日 10:08:03
59楼
风平浪静02 发表于 2016-4-19 09:20 楼主一直在强调同一地网和PEN或者N与地网并联问题。个人认为;1、TN-C-S 并没有强调转换处必须重复接 …1、TN-S系统重复接地的是PE线,地网与电力系统连接的只有电源点的接地点(也就是一点连接),因此不存在分流工作电流的现象。2、单从电力系统来看,地网分流部分的中性导体的电流没有什么问题。但现在从安全,防干扰,防腐蚀的角度来看,这是一个不合理的现象(这个现象在现时建筑配电是以建筑物内部钢筋作接地装置时更为突出)。3、你所提的杂散电流与本帖讨论的中性线电流的分量在地网中流动的现象应该不是一个内容。4、TT需要独立地网。所以我说在TN的地网范围内不能形成局部的TT。
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w_rongshan
2016年04月20日 10:27:37
60楼
学习了,谢谢 谢谢
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博乐
2016年04月22日 14:59:59
61楼
真正的技术讨论帖子,持续关注,向高手学习!谢谢版主及各位高手!
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