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关于低压系统的TN、TT、IT,看过来!这里有不一样的说法!(下)

 即开欧文 2020-06-24

在上一篇文章关于低压系统的TN、TT、IT,看过来!这里有不一样的说法!(上)中,着重提及了以下几个问题:

  • 什么是【系统接地】和【保护接地】?它们才是TN、TT、IT系统存在的真正意义!
  • 说明了 TN-C、TN-S、TN-C-S 系统的来由和优缺点,以及它们的运用场所。

对于TN系统,因为被大家所熟知,存在的争议并不是那么大,因此前文中我主要是在叙述它们的“发展历程”,再将其中容易被大家忽略的地方挑出来说说。

也知道大家用的是移动终端再看,若把TT、IT系统合并着一起说完,一是怕篇幅太长,很多人看不完就关了;二是担心反复提及TN、TT、IT会把大家绕晕,所以就缓了缓。

其实,相对于 TN 系统而言,我更想说说大家比较少见的 TT 和 IT 系统。下面进入正题!

关于低压系统的TN、TT、IT,看过来!这里有不一样的说法!(下)

TT 系统与 TN 系统的比较

在谈TT系统前,还是先来看看TT系统与TN系统的比较。

两者电源侧中性点都做了系统接地处理,区别在于用电设备侧的外露可导电部分是怎么接地的。TT系统是直接就地接地,而且这个保护接地极被要求不能与电源侧的系统接地有电气连通。也很容易理解,有电气连通了不就成了TN系统了吗!

【至于为什么两者在电源侧都做了系统接地?能不能不接地?】限于篇幅原因,此处不做详细分析,大家有兴趣的话,可以点击关注【电气研习,后面我还会单独去说说这个问题。

TT系统自电源侧引出了L1、L2、L3、N线,注意了这里不是PEN线,所以TT系统重来都没有【重复接地】这么一个概念。可以说,TT系统引出的都是功能性导线,目的就是为我们380V、220V的电气设备取电而提供的,也是我们用电最原始的需求。

但是只让设备运行起来还不够,还要在运行之余必须提高用电的可靠性和安全性,所以才有了系统接地和保护接地的概念。

TT系统的系统接地和保护接地没有电气连通,各用电设备的保护接地之间也没有电气连通,正常运行时,电气设备外露可导电部分与大地电位相等,且电源侧和该电源系统内的各配电分支回路出现的单相接地故障范围相对独立,因为没有PE线,并不会出现如TN系统那样故障电压沿PE线到处蔓延的情况。

这里或许有人要问了,不会沿PE线蔓延,会不会沿N线蔓延呢,N线和PE线在电源侧也是连通的呀?答案是不会,因为TT系统的配电回路开关应选能切断中性极的开关,当保护电器切断故障回路时,会将N线一并断开。

不过,TT系统发生单相接地故障时,因故障回路内存在电源侧的系统接地电阻(Rb不大于4Ω)和设备侧的保护接地电阻(Ra一般取10~30Ω),如此故障回路阻抗将比TN系统大的多,故障电流也就非常小了,所以TT系统不能像TN系统那样,用开关电器的过电流保护兼作接地故障保护,而必须采用剩余电流保护装置(RCD)来进行保护,一定程度上增加了配电系统的投资和复杂性。

关于低压系统的TN、TT、IT,看过来!这里有不一样的说法!(下)

TT系统

TT 系统怎么用?

上面说了,TN系统的故障电压会沿PE线蔓延至用电设备端,使设备外壳带电而发生电击事故。为了解决这个问题,只需在用电设备处设置等电位联结,使得人站立处与设备外壳间的故障接触电位差相等即可,而等电位联结的设置相对于建筑物内来说也是较容易实现的,所以建筑内普遍采用了TN系统。

但对于户外场所来说,设置等电位很难具备条件,如果继续采用TN系统,设备外壳与大地间的故障接触电位差将非常大,足以造成人身电击事故。那么这时考虑采用TT系统,则可以阻断故障电压蔓延的问题。所以说,TT系统适用于不具备设置等电位联结的户外场所,比如:农村宅基地用电、农场、施工场地、路灯、庭院灯、户外临时用电场所等。

但TT系统要配置RCD装置,且三相回路需要用四极开关,四极开关又容易引发“断零”事故,造成单相设备烧坏的情况(可以看我最近的另一篇文章《低压配电的TN系统中,四极开关究竟该不该用?强烈推荐!》),也有不足。一个是人身安全问题,一个是财产损失问题,以人为本,是我们的设计原则,所以在两者无法兼顾的时候,唯有选择前者。

这也告诉我们另一个道理,没有正确的接地系统型式,只有更合适的选择。

关于低压系统的TN、TT、IT,看过来!这里有不一样的说法!(下)

TT 系统

IT 系统怎么用?

IT系统是电源侧不做系统接地,只在用电设备端做保护接地。在上一篇文《关于低压系统的TN、TT、IT,看过来!这里有不一样的说法!(上)》中举例了船舶低压配电采用的是 IT 系统。你们对神秘的IT系统好奇吗?可以去看看。

IT系统相比于TN、TT系统最大的好处就是,当发生第一次单相接地故障时,故障电流没有返回电源的电气通路,电流仅为非故障两相对地电容电流的相量和,这个值非常小(几毫安级)。

因此故障电流落在设备端保护接地所产生的故障电压就很低,不会引发人身电击事故;毫安级的故障电流也不会引发火灾、爆炸等事故。

既然第一单相接地故障不会造成人身安全和财产损失,那么配电回路就可以不用切除,继续让它带“病”运行,所以IT系统的供电连续性比TN、TT系统要好很多。所以,它适用于对供电连续性和防电击要求很高的场所,比如:船舶、潜艇、飞机、矿井下、钢铁厂、医疗手术室等。其实在发达国家,IT系统被用到更多地方,比如发电厂的厂用电、化工厂、爆炸危险性场所、重要会议大厅的安全照明、计算机中心、高层建筑的消防应急电源等。

这里需要说明的是,IT系统的供电连续性只是对于第一次单相接地故障而言,如再发生第二次异相接地故障时,故障电流会流经两个用电设备端的保护接地极,此时则会造成两个回路的供电中断。所以IT系统中,必须要增设系统绝缘监测报警装置(母线绝缘表),当发生单相接地故障时,监测报警装置发出报警信号,以便告知值班人员及时排除故障。这个排除故障时间,规范中要求为两小时,如两小时后仍未排除故障,则应手动切除故障回路。

另外,IT系统一般不建议引出中性线。我们知道,引出中性线后,可从配电系统取得用于照明、插座、控制等的220V电源电压。但配出中性线后,如若N线出现绝缘损坏对地短路的话,绝缘监测装置将无法正常工作,第一次接地故障无法被及时监测和排除,再发生第二次接地故障时两个回路会被保护切断电源,从而也就失去了IT系统供电连续性的优点了。

IT系统中220V电源如何取得呢?宜增设10/0.23kV变压器或0.38/0.23kV变压器。所以介于上述种种原因,IT系统并不能广泛被采用。

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IT 系统


至此,对于TN、TT、IT系统的基础分享就算告一段落了,大家若有兴趣,可点击关注【电气研习设】,或私信我,我们可以深入交流!

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