浅谈建筑施工现场临时用电的保护系统TN―S系统

摘 要：按照国际IEC/TC64标准，临时用电的保护系统分为两种：一种是将电气设备的金属外壳作接地的保护系统称为TT系统；另一种是将电气设备的金属外壳作接零的保护系统称为TN系统。在TN保护系统中又分为两种型式：电气设备的保护零线与其工作零线合一的系统，称为TN-C系统；电气设备保护零线与工作零线分开的系统，称为TN-S系统。现行的建筑施工现场安全检查标准JGJ59-99中，明确规定临时用电必须实行三相五线制，即TN-S保护系统。文章就上述几种保护系统进行比较，来证实TN-S系统的实效性。

关键词：施工现场；临时用电；保护系统

1 TT系统

如图1所示为TT系统，多用在不需工作零线的三相用电设备的保护系统，它本身存在严重的不安全性，假设C相电源出现碰壳即对外壳短路，简化等效电路图如图2

图1 图2

其中ZC为C相电源的阻抗，因为数值很小，可忽略不计，R为变压器的工作接地电阻，一般不大于4Ω，R1为设备的保护接地电阻。根据等效电路可得下式：

U1=R1/（R1+R）×220

Idt=U1/R1

从上面的计算式中可以看出，我们希望U1越小越好，Idt越大越好，因为U1越小，越接近安全电压，Idt越大，熔断器熔体熔断的时间越短，对人和设备的安全就越有保障。实际就希望R1的值越小越好，R1为设备的保护接地电阻，通常的做法是将2.5米长的镀锌圆钢打入地下-0.8米，作为接地体。但其接地电阻值与土壤电阻率、垂直接地体的根数及其间距有关，受施工场地限制及从节约材料等方面来看，现场的所有电气设备均采用TT保护系统不经济，所以说它不可取。

2 TN-C系统

设备金属外壳与工作零线连接的保护系统，如图3所示：

图3

从图中可以看出，此系统存在以下的缺点：

（1）当三相负载不平衡时，零线上出现零序电流，则零线对地有电压。当三相负载严重失衡时，可能导致触电事故。

（2）通过漏电保护器的工作零线，不能作为电气设备的保护零线使用。因为保护零线在任何情况下不能断。工作零线做保护零线使用时，对有漏电保护装置的系统，将无法正常运转，漏电保护器会跳闸。这种现象在现场经常发生。

（3）某一相线对设备外壳短路，保护零线（即工作零线）断线，外壳对地将呈现相电压，人体一旦触及后果将不堪设想。

3 TN-S系统

对照TN-C系统的缺点，连接电气设备金属外壳的保护零线，只能与工作零线分开而单独敷设，即必须采用TN-S型式。根据笔者的多年的现场施工经验，认为目前大多数施工现场整体采用的是TN-C-S保护系统，这种系统也就是TN-C和TN-S两种型式的组合：即从外电变压器到施工现场总箱处为TN-C系统，即三相四线制；从总箱到各分箱及设备为TN-S系统，即三相五线制，TN-S系统如下：

TN-S系统总箱接线图 分配电箱

用电设备开关箱

在这里我们只考虑从总箱到各分箱及设备的保护系统TN-S系统，此系统表示电气设备的保护零线与工作零线分开的系统，保护零线只作连接金属箱体及设备的金属外壳，不能另做它用，即专用的保护零线-PE线。

关于对PE线的引出位置，“施工现场临时用电安全技术规范”作了明确的规定：

（1）系统正常运行时，专用保护线上设有电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。

（2）工作零线只用作单相照明负载回路。

（3）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。国家规定在TN-S系统中。中性线和保护线是要严格分开的，施工临时用电，就是采取这样的系统还要求用三相五芯线进行配线，建筑施工的临时用电是采用三极配电，两极保护系统，电源进总开关箱，设一台总断路器，和一台总漏电保护器，在总开关箱处做临时接地体引出接地线，电源出总开关箱，在进分配电箱，在分配电箱分出三种，单，三，相回路，每一回路装一台短路，断路器，（刀闸开关也可以）分出的回路在到操作箱，设置要求是，一机，一闸，一漏电保护器，电缆要求，单项设备用三芯电缆，三相设备用五芯电缆，接地线（也就PE线）接设备外壳，零线不可以同时接设备外壳，因为零线和地线同时接，会使漏电保护器动作跳闸，送不上电，（就是说零线和地线混接就是说明电路中零线对地发生了泄露电流）使漏电保护器产生动作。如果用电设备没有明显的接地标志时可在施工工人容易触摸到的设备外壳做保护接地，就可以了。当然了TN-S系统中设备外壳只需要做保护接地就可以了，不需要在做保护接零了。

（4）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

（5）TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平――必须采用 TN-S 方式供电系统。

通过以上几种保护系统的分析，对于施工现场的保护系统TN-S系统是最有效的，也是最可靠的，施工现场的临时用电触电事故，在建筑市场也是多发的，为了确保人民生命及财产安全，我们必须高度重视，积极主动作好建筑施工现场的临时用电的保护系统。