有关TN―C―S供电系统中接地问题的思考

摘 要 本文分析了TN-C-S系统在运行中由于三相负荷的不平衡，所导致的中性点电位偏移引起三个相电压的畸变及PEN线断线所带来的一系列问题和缺陷，并就如何解决上述问题提出了自己的观点和看法。

【关键词】TN-C-S 接地 措施

目前住宅小区往往设有变电所向各建筑物呈放射式供电，由于TN-C-S系统在进入建筑物配电装置前只有一根PEN线，节省了专用的PE线，且建筑物内N线与PE线之间电位差较小等优点被广泛采用，而由此带来的接地问题，值得思考。

1 TN-C-S系统的构成

在现行的《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-2008）中，TN系统是指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接到此接地点的系统。在该系统中，电源中性点接地称为工作接地，从该中性点引出的中性线称为N线。担负着电气装置外露可导电部分连接到该接地点的保护导体称为PE线，而同时起着N线和PE线作用的保护中性导体称为PEN线。

根据该系统中性导体和保护导体的组合情况，TN系统有三种型式。即TN-C系统、TN-S系统及TN-C-S系统。

TN-C-S系统指的是系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的。其表征图如图1所示。很显然，在PE线与N线分开点之前，单相设备的工作零线与所有电气设备的外露可导电部分都要通过保护接零支线连接到PEN线上，而在分开点之后，单相设备的工作零线应连接到N线上，所有电气设备的外露可导电部分则通过接零支线连接到PE线。

2 TN-C-S系统的缺陷分析

由图1可知：由于该系统可以提供两种等级电压，既可满足三相负荷又能满足单相负荷的供电，所以三相负荷往往是不平衡的，此时PEN线上必然有电流流过，从而在PEN线上产生电压降，导致中性点电位发生偏移，三个相电压畸变。如图2所示。

而PEN线上电流的大小取决于三相负荷的不平衡度，三相负荷越不平衡这个电流就越大，且PEN线电流越大，其上的电压降落就越大。这时由PEN线分出来的PE线及与之相连的电气设备外露可导电部分与大地之间都会有一个电位差。当该电位差不为零时，致使与PE线相连的电气设备外露可导电部位带电，严重的可能会发生间接接触电击。

由图1还可知：PE线的接地是完全依赖它前面的PEN线在电源端的接地点。如果当PEN断线，那么从其上分出来的PE线也失去了接地点，其结果与TN-C系统一样，断线点后的系统将处于既不接零也不接地的无保护状态。用电设备外露可导电部位将带上中性点偏移电压，单相设备外露可导电部位呈现危险相电压；此时若在PEN断线点后再发生单相碰壳或绝缘损坏的漏电故障，将会使断线点后所有设备外壳所带电压达到相值，由其所引起的人身触电危险性将更大；另外由于三相不平衡，将使用电器的使用寿命受到不同程度的影响，甚至会发生击穿、烧毁用电设备等严重后果。

3 拟采取的措施

为了减轻上述危险性，应该在PE线与N线的分开点处作重复接地，当PEN线正常时，系统处于保护接零状态。这样使得电气设备的外露可导电部分，通过该重复接地点与电源接地点形成一条与PEN线并联的通路，当电气设备出现碰壳故障时可以缩短故障的持续时间；而当PEN线发生断线故障时，系统则处于保护接地状态，从而有效降低断线点之后PEN线的对地电压。这对于单相供电系统而言，其安全性能有了很大提高。

在《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）规定，当建筑物内未做总等地位联结，且建筑物距低压系统电源接地点的距离超过50米时，低压电缆和架空线路在引入建筑物处，保护线（PE）或保护中性线（PEN）应重复接地，接地电阻不宜超过10欧姆。该规定对于减轻PEN断线所带来的危险性是有益的。

进入信息时代后，一些敏感的信息技术设备，如数据的接收、处理、传输等设备。由于现时这些设备的逻辑电压很低，如果其电源回路内中性线N和PE线间的电位差过大，这些设备的正常工作将受到干扰，显然在建筑物电源进线处做重复接地后，可以有效地降低这种干忧，改善其电磁兼容性。

近年来等电位联结在电气安全上的作用已经越来越引起人们的重视，若能将PE线做总等电位联结，即将电气设备的外露可导电部分与系统外可导电部分（如混凝土中的钢筋、各种金属管道等）通过PE线作良好的电气连接。由于实施了等电位联结，在电气设备发生碰壳接地时各点的电位都同时升高，因而不会发生电击危险，所以其安全性会更高。

在TN-C-S系统中，如供电末端TN系统不能满足故障时自动切除供电的要求时，可以将这部分电气设备改为局部的TT系统，此时将由漏电保护开关自动切除供电。

4 结束语

综上所述，TN-C-S系统由于节省了一段PE线，但存在的问题不容忽视。所以当建筑物内设有变电所时，应该采用TN-S系统来供电，从而减轻或消除采用TN-C-S系统，由于其PEN线上产生的对地电压可能引发的种种不良影响；而当建筑物内未设变电所从外面引进低压供电时则以采用TN- C- S系统较为合理。

参考文献

[1]GB14050-2008系统接地的型式及安全技术要求[S].2008.

[2]王厚余.接地系统的选用[J].建筑电气，2007（01）：4-7.

[3]JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].2008.

作者单位

甘肃钢铁职业技术学院 甘肃省嘉峪关市 735100