浅谈工厂用电接地安全及实例解析

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）09-0279-01

摘要：鉴于目前，我国很多工厂中的配电系统老旧、甚至不规范，也有一些技术人员对低压配电的接地系统概念模糊甚至不了解，对用电安全造成一定隐患，根据国家相关规范的规定，本文拟对TN低压配电系统及故障实例作一简单解析，以便用户及相关技术人员参考了解。

关键词：接地 配电系统 中性线 保护线

一、低压配电系统分类

根据配电系统接地制式，国际上把低压配电系统分为IT、TT、TN三种形式。按照国家规范《系统接地的型式及安全技术要求》GB 14050-2008规定：

第一个字母表示电源接地点对地的关系。

T—表示电源接地点直接接地；

I —表示电源接地点不接地（包括所有带电部分与地隔离）或通过阻抗与大地相连。

第二个字母表示电气设备的外露导电部分与地的关系。

T—表示独立于电源接地点的直接接地。

N—表示电气设备的外露导电部分直接与电源系统接地点或与该点引出的导体相连接。

其中，TN又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种。字母C、S表示中性线与保护线之间的关系。

其中：C—表示中性线N与保护线PE合并为PEN线。

S—表示中性线N与保护线PE分开。

C-S 表示在电源侧为PEN线，从某点起，N线与PE线分开。

二、TN-C系统分析

TN-C系统通常称为三相四线制，L1、L2、L3为火线，PEN为中性线。三相电是直接从外部变电所直接分流而来，而单相电则是由任一根火线和中性线构成，实际使用中三相电和单相电混用。目前，这种系统在国内的工厂使用较普遍。根据三相交流电的特性，在各相负载都相同的情况下，PEN线上的电流为零。但在实际工程中，各相负载不一致的情况是持续波动存在的。因此，PEN线上会或多或少的存在一定的电流，这种电流就称为三相不平衡电流。一般设备外壳都接在PEN线上，一旦人员触碰设备外壳而该电流又达到一定的数值，就会造成电击事故。

（1）在单相负载正常工作时，PEN线上始终是有电流，因此，不能使用漏电保护装置。

（2）PEN线同时起到工作线与保护线的作用，不但要通过单相负载的工作电流，三相不

平衡电流以及短路电流，还要承受意外事故的冲击电流，这样大大地加大了PEN线上的电流负担。

（3）工程中又偶尔会发生相线，PEN线接反或者错接现象，也会造成严重后果。

图1 TN-C 电击

如图1示例所示，只有L2相有负载，当人员触碰设备外壳时，则人体和接地电阻形成并联电路，对PEN线上的电流起到分流作用。如前所述，PEN线上的电流IN=三相不平衡电流+短路电流+意外事故冲击电流，一旦分流后流经人体的电流IR超过一定范围，必将对人体造成损害。又如第（4）条，L2和PEN线接反，则是220V直接电击人体，后果严重。所以说，工厂采用的TN-C供电系统实际上是不太安全的。

三、处理、改造方案

鉴于上述的原因，在20世纪70年代末80年代初，我国开始全面与IEC标准接轨后，我国在新建及改建工程中逐渐采用TN-S和TN-C-S等接地型式，尽量不用或少用TN-C系统。TN-S和TN-C-S系统是将PEN线分成工作零线（N）和保护零线（PE）。这样工作零线（N）只通过单相负载的工作电流和三相不平衡电流；保护零线（PE）只作为保护接零作用，正常情况下不带任何电流，使设备外壳不带电，并可以使用漏电保护装置防止电击事故。这样既改善和提高了低压电网的安全用电程度，又消除了不安全因素。

对于最终用户而言：如果外部进线为5线，则直接采用TN-S方式；如果外部进线为4线，则应改造成TN-C-S方式，将PEN线分成PE线（用于外壳接地）和N线（用于工作接零）。

四、实例解析

某缝纫机厂，当员工一手触碰缝纫机金属外壳，一手碰生产线金属部分，手会较强烈的触电感觉。经测试设备外壳和生产线之间有110V。但单独接触设备外壳或生产线都不会触电。

解析：

·为了减小漏电流以免造成人身伤害，缝纫机控制器采用了在火线L、零线N与地线PE之间接一个安规电容，使漏电流通过PE线释放。

·检查中发现，各设备的外壳都接到PE线上，但该线是独立悬空的，没有与进线处的接地线良好连接。当员工的两手分别触碰缝纫机外壳和生产线时，就形成了回路。

·如上所述，缝纫机外壳带有110V的电，人体单独触碰也应该是会被电击到的。而因为该员工刚好穿的是一双绝缘性较好且鞋底较厚的鞋，有效的避免了形成回路。因此，在单独碰缝纫机时不会被电击。

处理办法：①检查PE线整个回路，断线处重新连接，确保通畅、有效接地；

②根据标准，每间隔20-30米重复接地；

③在系统中（电度表旁）加装漏电保护器。

五、结束语

接地系统的正确接线，事关供配电系统的安全、正常运行和千家万户人员的生命安全问题，不容忽视，必须引起我们的高度重视。TN-C-S接地系统的优点在于系统前端可以节省一根电缆芯线，因此在民用住宅建筑的设计和工程实施中，低压配电系统中TN-C-S的接地型式得到广泛应用。这种接地形式已执行了多年，但在近一两年中，还出现基本概念不清（极个别设计人员也在列）的情况，实施中不能正确接线。广大用户和相关技术人员需认真弄清这一问题原理，在工程实施中实施正确接线。

参考文献：

[1]《系统接地的型式及安全技术要求》GB 14050-2008

[2]《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008