關於TN-S系統中若PE線斷線帶來的危險與解除?

請教一下大家,TN-S 系統中,假設某設備PE線斷線,同時該設備發生單相碰殼接地故障,故障電流從大地流回變壓器中性點(此時相當於TT系統),那麼是不是N線和PE線都帶上110V對地電勢,導致所有連接PE線的設備外殼均帶危險電壓?因為TNS系統中很多設備都沒設漏保的(除插座),這種情況要怎麼處理?可以通過將設備做等電位聯結來解決嗎?請各位大神分析一下!謝謝!


3月17日更新

我想說說自己的看法,希望對題主有所幫助。

首先簡單的介紹一下幾個概念:

接地系統大致分為工作接地保護接地、防雷接地、防干擾接地等,其中配電變壓器或低壓發電機中性點通過接地裝置與大地相連,稱為工作接地;外露可接近導體通過接地裝置與大地相連,稱為保護接地。

接地保護形式文字代號

第一個字母表示電力系統的對地關係:

T——直接接地

I——所有帶電部分與地絕緣或一點經阻抗接地

第二個字母表示裝置的外露可接近導體的對地關係:

T——外露可接近導體對地直接作電氣連接,此接地點與電力系統的接地點無直接關聯

N——外露可接近導體通過保護線(接地線)與電力系統的接地點直接作電氣連接

如果後面還有字母時,這些字母表示中性線與保護線的組合:

S——中性線與保護線是分開的

C——中性線與保護線是合一的

下面我們了解一下題主提到的TN系統和TT系統,TN系統分為:TN--S系統、TN--C系統、TN--C--S系統,TN系統接線:電力系統有一點直接接地,電氣裝置的外露可接近導體通過保護線與該接點相連接。

▼ TN-C系統

TN-C系統內的PEN線兼起PE線和N線的作用,可節省一根導線,比較經濟。

▼ TN-S系統

整個系統中的中性線N和保護線PE分開的,這種系統是在TN--C系統的基礎上做了改進,為了可靠起見專門加設了一根保護接地線PE線,即單相三線制和三相五線制。PE線引自電源,它既與電源中性點N相連又在電源處接地。三相電氣設備接於電網的L1、L2、L3、N,外殼等可接近導體接PE線,相對於TN--C系統中如果PEN斷線導致設備既缺N又失去接地保護來說TN--S系統更加可靠。

TN--C--S系統

這個系統是實踐出來比較合適實際施工情況的系統

3月30日更新

▼ TT系統

TT 方式供電系統是指將電氣設備的金屬外殼就地直接接地的保護系統,稱為保護接地系統,也稱 TT 系統。

好的現在開始解題:

【TN-S 系統中,假設某設備PE線斷線,同時該設備發生單相碰殼接地故障,故障電流從大地流回變壓器中性點(此時相當於TT系統)】答〖此時不相當於TT系統,因為殼體已經不可靠接地了〗

【那麼是不是N線和PE線都帶上110V對地電勢,導致所有連接PE線的設備外殼均帶危險電壓?】答〖在TN系統中中性點N和大地是相連的所以N對大地沒有電壓,PE線同理沒有對地電壓;按照假設TN-S 系統中,某設備PE線斷線,同時該設備發生單相碰殼接地故障,如果殼體與大地絕緣且電壓等級為220V,則與殼體相連的「PE線」對地有220V電壓〗

【因為TNS系統中很多設備都沒設漏保的(除插座),這種情況要怎麼處理?可以通過將設備做等電位聯結來解決嗎?】答〖解決方案1:恢復殼體接地,可以是就地直接接地變成TT系統,也可以與系統PE相連恢復TN-S系統;解決方案2:在進線空開下端加裝火災監控模塊和零序電流互感器可以在設備發生漏電和接地電流時報警並脫扣進線總開關


TN-S系統PE線斷線,如果發生接地故障時,接地故障電流返回變壓器中性點的路徑被切斷,即使如樓主所說PE線斷開後相當於TT系統,但此時接地故障電流不足以使進線斷路器的接地故障保護動作,或使進線斷路器的過電流保護動作,除非你的進線斷路器裝有靈敏度非常高的RCD,則發生接地故障時才有可能使斷路器動作,但這樣就相當於按TT系統設計了,失去了TN-S系統可以用過電流保護兼做接地故障保護或接地故障保護GFP動作值可以設置較高參數的優勢。。


隨手一答。漏電火災報警器,圖中RCAS.

目前民用建築要求設置漏電火災報警系統。出現PE線斷線且設備對地短路故障時。在此故障點所在配電櫃會發生報警,並自動切斷非消防迴路電源。電工會逐一排查並修復。消防電源手動切除後維修。

另外不一定是110v。要根據故障點距離總配電櫃遠近,即電纜長度(阻抗)求得。

至於對設備做等電位連接,無意義。


電氣保護的,針對問題講講吧

TN保護大類分為TN-S,TN-C和TN-C-S三類

TN-S系統(三相五線制)

TN-S中的S代表separate,意味著零線與地線分離,也是目前在建築業工業領域應用最多的一種保護

圖1. TN-S保護系統

如上圖所示,地線和零線是分開的,假設地線的接地點設置合理,數量足夠,那麼即使局部斷線,同時發生了題主所說設備發生單相碰殼接地故障,那麼故障電流首先會流向大地,在流向大地這個過程中湮滅,須知大地可等效為無限容量,不管流向大地的電壓電流數量級有多大,都可認為流入大地即為零

所以說不怕它流入大地,更不可能設備發生單相碰殼接地故障後又導入零線和地線造成對地電壓

那麼問題來了,如果接地點設置不合理,且除了聯合接地極之外缺乏獨立接地極,接地數量偷工減料,那麼會造成:斷線的部分地線帶上了電,對用電器和人身造成了危險

所以說地線斷線會造成兩種可能:1、接地極設置合格的情況下,地線和零線都保持安全穩定狀態;2、接地極缺失,缺失獨立接地極的部分斷線地線帶上電壓,零線依然處於安全穩定狀態

無論哪種情況,零線都是安全的

當然了,我們假設的這些情況都是極端的情況,電網保護種類豐富,漏電保護會在第一時間啟動,所以即使情況2也是很少見的

TN-C系統(三相四線制)

TN-C中的C代表combine,意味著零線與地線聯合,共用一根兒線,又叫保護接零,說來感慨的很,TN-C最大的優點是省線,在早期安全生產意識淡漠的年代,保護接零流行的很,埋下了很多安全隱患

圖2. TN-C系統

如上圖所示,TN-C在公共端實際上只有一根零地共用線,用電設備的零線、地線在公共端都接入PE,如果用TN-C的方式,發生了題主所說的PE線斷線,同時設備發生單相碰殼接地故障,我們可以看到,很可能會造成PE線直到變壓器的中性點都帶上了電,危險的很

當然這個系統也有強制性的安全規範,也就是說在PE整條線路上按照規範距離做多次的重複接地,可以減少上述危險的發生

但是依然,TN-C系統的安全性是不如TN-S系統的,至少TN-S系統里零線地線是不會互相干擾其安全性的

TN-C-S系統(部分三相五線制)

TN-C-S屬於一種變種保護系統,PE線引自電源,在電源處接地。系統中有一部分中性導體(工作零線)和保護導體(金屬外殼)的功能是結合在一根導體上,另一部中性導體和保護導體則是分開的,即所謂的部分保護接零,部分三相五線制系統

圖3. TN-C-S系統

如果說有一種保護方式屬於掩耳盜鈴的話,那毫無疑問就是TN-C-S的保護了,當然,相對於TN-C系統來說,加裝了剩餘電流保護裝置後會大大增加系統的安全性(TN-C系統不允許加裝),但是如果系統中三相不平衡,那麼末端的PE基本就是形同虛設,為了保證安全,必須在PE線上按照規範距離做多次的重複接地

三種方式分析完,希望題主了解,作為最安全的TN-S系統,只要保護齊全,接地合格,完全可以避免這種危險,而將用電器做等電位聯結是完全沒必要的,用電器外殼某些部分採用的絕緣材料會影響等電位的效果


接地這玩意挺高深的,佔座查查資料再來答吧,


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