关于TN-C-S接地系统的正确接线

1关于低压配电系统TN-C-S接地型式的正确接线公司兼职电气专业副总工黄亩伦问题地提出:最近竣工验收的某工程,低压配电系统的接地型式设计为TN-C-S系统。安装单位在低压进线柜接线时，未将电源电缆的PEN线（电源电缆的第4芯）与开关柜的PE线进行联结，其接线是错误的。如此接线，存在安全隐患，将对人身安全构成极大威胁。当监理要求整改、正确接线时，施工方告之，某设计师认为可以不连接。在监理工程师地坚持下，错误接线最终得以改正。上述事例说明还有极少的技术人员对TN-C-S接地系统的概念模糊，有进一步说明的必要。根据国家相关规范的规定，本文拟对低压配电系统TN-C-S接地型式的正确接线作一论述，供同行参考、讨论，希望引起关注，用正确的理论指导工作。一、TN-C-S接地型式的构成为了了解TN-C-S接地型式的构成，我们先分别对TN-C和TN-S接地系统作简要介绍。1、TN-C系统TN-C-S接地系统的前半段用4芯电缆（或4根导线）将电源的L1、L2、L3和N线引来，即三相四线制，低压配电系统的这种接地型式叫做TN-C系统，它的PE线和N线是合一的，叫做PEN线，TN-C接地型式如图1所。解放初，我国电力行业和其他行业一样，一直沿用前苏联的标准，低压配电系统接地型式同样采用前苏联标准，即TN-C系统。一直到20世纪70年代末80年代初，我国开始全面与IEC标准（国际电工委员会标准）接轨，才逐渐采用TN-S和TN-C-S等接地型式，尽量不用或少用TN-C系统。TN-C系统的最大优点是可以损去一根导线,但它的缺点更不能忽视:一旦设备外壳带电,就是单相短路，它的PEN线上始终有电流流过，而且不能使用漏电保护装置。2、TN-S系统TN-S接地系统是将工作零线（N线）和专用保护零线（PE线）严格分开的接地型式。如图2所示。TN-S接地系统的PE线和N线在变压器中性点处是连接在一起并接地（工作接地），PE线要2求重复接地，且与N线要绝缘良好，而且要求PE线不能断线。它的最大优点是系统正常运行时，只在N线中有电流流过，PE线中没有电流，对地无电压，电气设备金属外壳接到保护零线（PE）上，安全可靠。3、TN-C-S接地系统的构成在低压配电系统的前半段采用TN-C接地型式，而从建筑物电源进线总开关柜（总配电箱）处开始，将TN-C接地型式转换为TN-S接地系统，即系统的后半段为TN-S接地系统，从这里开始，到负荷末端，PE线和N线要绝缘良好，不准再有电气连接，并对PE线作重复接地。这种配电系统的前半段后半段分别由TN-C和TN-S两种不同接地型式构成的混合接地型式，就是TN-C-S接地系统。如图3所示。若在建筑物电源进线处的总开关柜（总配电箱）内不将PEN线与PE线进行连接，又何以构成TN-C-S接地系统？TN-C-S接地系统的特点是供电系统的前半段可以损去一根导线，但PEN线上有电流流过，且不能安装漏电保护装置；而后半段又具有TN-S接地系统的特点，PE线为专用保护零线，正常情况下无电流流过，能够安装漏电保护装置，供电系统的安全功能得到了可靠保证。二、TN-C-S接地系统的正确接线对TN-C-S接地系统的正确接线，国家相关规范已作了明确规定，现叙述如下。1、国家标准《漏电保护器安装和运行》GB13955-92第6.1.4条,规定了包括TN-C-S系统在内的低压配电系统各种接地型式的正确接线方式，并附有接线图。其中要求TN-C-S系统在建筑物电源进线配电柜处将PE线和N线作电气连接。2、国家规范《供配电系统设计规范》GB50052-2009，在条文说明的7.0.1条的图6，画出了TN-C-S系统的接线图，如图4所示。从图中可见，在将TN-C系统转换为TN-C-S系时，PEN线变为两根线：PE、N线。在此处PE、N线是连接在一起的。3、行业标准《全国民用建筑工程设计技术措施》电气分册（2009版）第5.5.6条第5项，对TN-C-S系统的接线作了具体规定：“将TN-C系统转换为TN-C-S系统,即在电源进线处，将PEN线转换为PE线和N线，PEN进线先联接PE母线，并作接地，再联接N母线，同时N线与PE线分开后不应再合并。”并绘制了示例接线图（图5.5.6-1TN-C-S系统接线示例图），如图53所示。该图对《供配电系统设计规范》GB50052-2009的第6图如何在配电箱内具体实施作了更明确地规定。接线图有两个特点：一是在电源进线配电柜(箱)处，PE线和N线必须连接起来；二是电源进线的PEN线必须先与PE母线联接，并作接地，再将PE母线与N母线连接起来。三、《全国民用建筑工程设计技术措施》电气分册为什么要求PEN进线先联接PE母线，并作接地，再联接N母线？试分析如下：在PEN线先接PE母线，再将PE母线与N母线进行连接的情况下，当PE母线与N母线之间的连接线接触不良时，中性线路（N线）不通，系统设备运行不正常，单相设备甚至不工作。这时故障容易被发现并修复，不致造成大的危害。若PEN线先与N母线连接，再将N母线与PE母线进行连接时，当PE母线与N母线之间的连接线接触不良时，则整个系统失去PE线的接零保护，但系统内的设备仍正常工作，失去PE接零保护的故障将不被发现，对人身安全构成极大威胁。而人的生命安全是头等大事，因此规范如此规定是合理的、科学的。TN-C-S接地系统的正确接线，事关供配电系统的正常运行和人身安全问题，不容忽视，应引起我们的重视,在工作中杜绝错误的接线。