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在工厂和建筑
电气
设计中,TN系统是我们最熟悉的“老朋友”,但你真的确定你手里的图纸和现场施工是100%安全的吗?很多电气事故往往不是因为原理不懂,而是因为“似懂非懂”和接线上的小疏忽。今天我们就把TN系统扒开了揉碎了讲,特别是那个容易被忽视的“重复
接地
”,关键时刻能救命。
一、 TN系统到底是个啥?
简单说,TN系统就是
电源
端(变压器或发电机)中性点直接接地,而电气设备的外壳通过保护线(PE)连接到这个接地点。
这里的字母很有讲究:
T:电源端一点直接接地。
N:设备外露导电部分通过导体连接到接地点。
核心安全原理其实就是“逼”保护装置跳闸。当设备外壳漏电时,相当于火线直接碰壳,形成单相短路。巨大的短路电流会瞬间让
断路器
或熔断器动作,切断电源。如果没有这个低阻抗回路,设备外壳可能长期带电,人一摸就出事。
根据中性线(N)和保护线(PE)的组合,TN系统分三种:
TN-S:N线和PE线从源头到末端完全分开。最安全,爆炸危险场所、独立
变电站
必用。
TN-C-S:前一段共用(PEN线),后一段分开。常见于民用楼和厂内总配电。
TN-C:全程共用PEN线。只适合无爆炸危险、设备少的简单场所。
二、 动作速度
别以为短路了就一定跳闸。TN系统的命门在于相线-保护线回路阻抗。阻抗太大,短路电流不够,保护元件就会“犹豫”甚至不动作。
国标给了死线:
1.220V系统中,手持/移动设备:必须在0.4秒内切断。
2.固定设备/配电线路:允许放宽到5秒。
为什么固定设备能放宽?
因为人不常去摸
配电柜
后面的线。但现在为了绝对安全,尤其是生产用电,强烈建议加装剩余电流动作保护装置(RCD)。因为有时候绝缘损坏产生的电流不算大,断路器不跳,但足以电死人,这时候RCD就是最后一道防线。
三、 现场最大的坑
这是老
电工
最容易犯的错:在TN系统里,给个别设备单独打个接地极,却不接保护线(PE)。
这是极度危险的!
假设设备C单独接地(电阻RE),当它漏电时,故障电流通过大地流回中性点(电阻RN)。因为回路阻抗太大,电流很小,断路器根本不跳闸。
后果是什么?不仅设备外壳带电,连中性点和所有接了PE线的设备外壳都会带上危险电压!整个车间的金属件可能都带电。
TN系统里严禁混用TT方式(单独接地)。 如果非要接地,必须再连一根线接回PE,这叫“重复接地”,是好事;但如果只接地不接PE,就是埋雷。
四、 重复接地
重复接地就是在PE线或PEN线上,除了电源端接地外,其他地方再接一次或多次。
它有三大作用:
1.防断线:万一PEN线断了,重复接地能降低断点后的对地电压,虽然不能完全消除危险,但能把电压降下来,减轻电击程度。
2.降电压:漏电时,和工作接地形成并联,降低设备外壳电压。
3.助跳闸:增加短路电流,让保护装置动作更快。特别是架空长线路,效果明显。
哪里需要做?
电缆进建筑物处、线路最远端、每隔1公里处、高低压同杆架设段两端。接地电阻一般要求≤10Ω,而且尽量均匀分布,让电位更均衡。
五、 工作接地
最后说说工作接地(变压器中性点接地)。这不仅是为了运行需要(比如定相电压),更是为了泄放过电压(如雷击、操作过电压)。
工作接地电阻通常要求≤4Ω。如果在石头多的高电阻率地区,最多放宽到10Ω。
TN系统虽好,但必须“规矩”用。PE线不能断,严禁混用TT接地,该做重复接地的地方别省,该装RCD的地方别省。电气安全没有“差不多”,只有“零容忍”。
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