三相电源插头插座的选用.doc

三相电源插头插座的选用 张军 丁筱铃 赵立新 丁元法 山东省农业大学机械与电子工程学院 (271018) 随着社会的发展和人们生活水平的提高，对电气设计中的人身安全保护提出了更高的要求。在设计时大量采用的TN系统中，TNC系统中被保护的用电设备外壳在不同程度上带有对地电压，检修时PEN线存在电位而无法隔离等缺点，而TNS和TNCS系统明显克服了TNC系统的这些缺点，即PE线在正常条件下无回零电流，N线可以隔离，从而使得TNS和TNCS系统被大量采用。为了进一步保护人身安全，国标漏电保护器安装和运行(GB1395592)规定，在潮湿场所的电气设备、手持式电动工具等均需装设剩余电流动作断路器保护。虽然系统设计中考虑了多项保护措施，但由于三相插座和电气设备的生产未能及时配套，从而在已建成的工程中，三相用电设备的使用存在着一些不容忽视的问题。 1TN和TT系统中三相插座的使用概况 TNS、TNCS及TT系统设置了专用的PE线，对于不经插座直接接线的三相设备，较为安全，而对于需要经三相电源插座供电的电气设备，情况就复杂了。因为系统需要三相五极插座，而国内目前在民用方面还没有三相五极插座和插头的标准，虽然工业用插头插座和耦合器一般要求(GB1191889)，工业用插头插座和耦合器插销和插套尺寸互换性的要求(GB1191989)规定了工业用插头插座和耦合器的统一标准，但由于其使用范围、生产成本等原因，使其还没有普及应用。现有的三相四极插座已经不能满足TNS、TNCS和TT系统的需要，存在着系统的五条线与电源插座的四个极不能对应的问题。另外，即使有五极插座，由于国内生产的与插座连接的三相用电设备(以下称插接式三相设备)几乎全部采用三相四极插头，同样不能很好的连接，这是因为这些插接式三相设备是针对过去常用的TNC系统设计生产的，即在设备内部将N线与设备外壳相连接组成PEN线，显然不能很好地与TNS、TNCS和TT系统相适应。这些问题在工程中大量的存在。例如，电源插座箱在各类工程中都会用到，国内生产的定型插座箱所配的三相插座基本上全是四极插座，这类插座箱也毫无例外的被用在了TNS、TNCS和TT系统的工程上。 三相四极插座是针对TNC系统而设计的，插座第四极规定为PEN线端子。对于需要将N线与PE线分开的TNS、TNCS和TT系统，由于N线与PE线不能同时接入第四端子，那么插座的第四个端子上应该接中性线(N线)还是接保护线(PE线)呢？四极插座的第四端子标示着接地符号，似乎就应将PE线接在第四端子上，可中性线接在哪里呢？从插接式三相设备实际情况分析，一般这些三相用电设备都用二次控制回路，控制回路常采用220V的单相电源，所以中性线也应该提供给用电设备。在实际的工程中，插座的第四极接N线和接PE线的情况都存在。 2TNS、TNCS和TT系统采用三相四极插座存在的问题 (1)TNS系统： TNS系统的中性线(N线)与保护线(PE线)是分开的，它们只在电力系统接地点处相连，负荷侧只有PE线可做重复接地，并与电气装置外露可导电部分连接。 三相插座的第四极接中性线(N线)时，插接式三相设备就变成了TNC保护系统。由于N线在进户处没有做重复接地，所以在正常工作情况下，插接式三相设备外壳上将带有较高的零序电压U0，一旦发生相线对地短路，且供电干线N线截面等于相线截面时，设备外壳将会产生110V的危险电压。如果供电干线的N线截面等于1/2相线截面时，设备外壳将产生高达147V的危险电压。在此情况下，插接式三相设备的安全性还不如在TNC系统内高。 三相插座的第四极接PE线时，由于插接式三相设备的二次回路电流I0流过PE线，它不仅插接式三相设备的外壳产生非零电位U0，而且通过PE线将该非零电位传递给其它设备的外壳，从而破坏了整个系统的安全性。 (2)TNCS系统： 在TNCS系统中，有一部分N线与PE线是合一的，一般为前端部分。该系统常常在进户处将PEN线做重复接地，入户后N线与PE线分开，并且两者不得再相连接，电气装置外露可导电部分只与PE线相连。 三相插座的第四极接N线