TNS系统详解实用教案

1、国 家 规 定 根据JGJ/T-1992民用建筑电气设计规范 ，凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、智能建筑、基建施工现场及临时线路,一律实行(shxng)三相五线制供电方式,做到保护零线和工作零线单独敷设.对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电,具体办法应按三相五线制敷设要求的规定实施. 第1页/共82页第一页，共83页。定义：三级配电(pi din)系统 总配电箱为一级，分配电箱为二级，末级配电箱为三级。 第2页/共82页第二页，共83页。定义(dngy)：三相电的概念 我们知道线圈(xinqun)在磁场中旋转时，导线切割磁场线会产生感应电动势，它的变化规律可用正弦曲线表示。如

2、果我们取三个线圈(xinqun)，将它们在空间位置上相差点120度角，三个线圈(xinqun)仍旧在磁场中以相同速度旋转，一定会感应出三个频率相同的感应电动势。由于三个线圈(xinqun)在空间位置相差点120度角，故产生的电流亦是三相正弦变化，称为三相正弦交流电。工业用电采用三相电，如三相交流电动机等。相与相之间的电压是线电压，电压为380V。相与中心线之间称为相电压，电压是220V。 第3页/共82页第三页，共83页。什么(shn me)是电源中性点？ 中性点是指变压器低压侧的三相线圈构成星形联结，联结点称中性点，又因其点为零电位，也称零线端，一般的零线就从此点引出的。中性点接地后，所有该

3、电网覆盖面的设备(shbi)接地保护线可就近入地设置为地线，一旦出现漏电可通过大地传导回路到变压器中性点，以策安全。 第4页/共82页第四页，共83页。定义(dngy)：三相五线制 在三相(sn xin)四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相(sn xin)五线制供电方式.三相(sn xin)五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线.三相(sn xin)五线制的接线方式如下图所示. 第5页/共82页第五页，共83页。第6页/共82页第六页，共83页。为什么不是(b shi)“五相”“六相”？ 你先要

4、明白“相”在电中的含义，相是指相位角，比如常说的三相电，是指相位角在空间互成120交流电。如果(rgu)使用移相技术，就比如简单的电容移相，我们一样可以得到四相、五相、N相都可以！但那在电力拖动中没有实际的应用意义，只在电子技术中有时用到。为什么在电力拖动中大都使用三相（当然有时会用到单相），而不是四相、五相呢？因为发电机的三相绕组在空间120分布时，交变磁力线均可最大限度的切割它们，成而最以限度的发出电能。而三相用电器呢，除了相反的原理外，三相互成120的回路又能最大限度的使用电能！ 第7页/共82页第七页，共83页。三相五线制供电(n din)的原理在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和

5、低压(dy)电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序电流通过，过长的低压(dy)电网，由于环境恶化，导线老化、受潮等因素，导线的漏电电流通过零线形成闭合回路，致使零线也带一定的电位，这对安全运行十分不利。在零干线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压，这是不允许的。第8页/共82页第八页，共83页。 如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生(chnshng)危险电压的

6、隐患。第9页/共82页第九页，共83页。 从线路的性质上来说，火线（相线）是提供能源的线路，零线是单相电路中，给提供能源的线路一条电流回路（和相线形成电流通道）的线路，地线是作为保护电器设备、防止漏电而发生事故的一条“非正常”电流通道。这三条线，正常工作时，由相线（某一个单位(dnwi)时间内）提供电流，经过用电设备（负载）后由零线回到电源端；正常情况下，地线是没有任何电流通过的。所以从性质上来看，这三条线路中的零线和地线，是不允许“并用”或合用的。 第10页/共82页第十页，共83页。 “PE”即英文即英文“protecting earthing”的缩写，意思的缩写，意思(y s)是是“保护

7、导体、保护保护导体、保护接地接地”。“N”即英文即英文“neutral point”意思意思(y s)“中性点，零压点中性点，零压点” 第11页/共82页第十一页，共83页。为什么在变压器端接地(jid)？ 按照规定，380伏（三相）的民用电源的中性点是不应该在进户端接地的（在变压器端接地，这个接地是考虑到不能因悬浮点位造成高于电源电压的点位，用户端的接地与变压器端的接地在大地中是存在一定的电阻的），如果把电源的中性点直接接地（这在民用电施工中是不允许的），漏电保护器就失去了作用，不能保护人身(rnshn)和电器设备的短路了。 第12页/共82页第十二页，共83页。 因此(ync)，三相五线制

8、地线在供电变压器侧和中性线接到一起，但进入用户侧后不能当作零线使用，否则发生混乱后就与三相四线制无异了。第13页/共82页第十三页，共83页。定义：TNS接零保护(boh)系统 它是把工作零线N和专用(zhunyng)保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统，TN-S供电系统的特点如下： 第14页/共82页第十四页，共83页。1、系统正常运行时，专用保护线上没有(mi yu)电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有(mi yu)电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用保护线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

9、。 第15页/共82页第十五页，共83页。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(ky)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。 第16页/共82页第十六页，共83页。漏电(lu din)保护器的工作原理 如果有人体触摸到电源的线端即火线(huxin)，或电器设备内部漏电，这时电流从火线(huxin)通过人体或电器设备外壳流入大地，而不流经零线，火线(huxin)和零线的电流就会不相

10、等，漏电保护器检测到这部分电流差别后立刻跳闸保护人身和电器的安全，一般这个差流选择在几十毫安 。第17页/共82页第十七页，共83页。第18页/共82页第十八页，共83页。判定是否漏电的的原理依据是：流进和流出开关的电流必须相等，否则就判定为漏电。当漏电电流达到和超过一定的程度时，产生保护动作-跳闸。判定的阈值是可以设定的，因为电路就是我们设计的。只是应用(yngyng)时要根据不同的场合，选用不同灵敏度的保护器。 第19页/共82页第十九页，共83页。如果是用于人身安全保护为目的，则漏电电流(dinli)小于30mA，视为安全，如大于30mA，则视为不安全，将产生保护动作。漏电保护的额定电流

11、(dinli)30mA的漏电保护器或保护开关，属于同敏度漏电保护器或保护开关。其生产保护动作时间还应在秒以内。这两个参数的选择主要依据是： 第20页/共82页第二十页，共83页。30mA：人体的感知电流-男为女为；摆脱电流男为16mA女为，儿童要较成人为小；在较短时间内危及生命的电流是致使电流，从两个方面理解-一是电流达到(d do)50mA就会引起心室颤动，有生命危险，而100mA以上的电流则足以将人致死，30mA以下暂时不会有生命危险。 第21页/共82页第二十一页，共83页。秒：人的心脏每收缩扩张一次有秒的间歇，而在这秒内，心脏对电流最敏感，若电流在这一瞬间通过心脏，即使电流较小，也会引

12、起(ynq)心脏颤动，造成危险。 第22页/共82页第二十二页，共83页。但必须注意，通常的漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频电源，对其它(qt)电源，如直流电源、高频电源是不适用的，千万不能乱用。第23页/共82页第二十三页，共83页。空气开关:空气开关是控制(kngzh)电气回路的分合开关，若以空气为灭弧介质的称空气开关。一般以额定电流（负荷）选择，做为电气回路的总开关使用。漏电保护器： 当一个空气开关(kigun)带有漏电保护功能时，称之为漏电保护开关(kigun)。如果是一个单单用于漏电保护的电气装置，则称之为漏电保护器。第24页/共82页第二十四页，共83页。 导线(doxin)面

13、积应通过计算确定（一般铜导线(doxin)的安全载流量为58A/mm2，铝导线(doxin)的安全载流量为35A/mm2） 第25页/共82页第二十五页，共83页。外电变压器低压(dy)输出到总配电房线路接法 第26页/共82页第二十六页，共83页。1、线路由外电变压器低压输出(shch)及中性点接地引入到总配电房。 第27页/共82页第二十七页，共83页。2、线路(xinl)的黄、绿、红三相线接入到总配电箱的总隔离开关上。 第28页/共82页第二十八页，共83页。隔离开关必须选用分断时有明显可见(kjin)分断点的开关。 第29页/共82页第二十九页，共83页。3、淡蓝色中性(zhngxng

14、)接地线接入到第一级漏电保护器上的接线端。 第30页/共82页第三十页，共83页。4、将中性(zhngxng)接地线用导线引出到PE端子作为保护零线。 第31页/共82页第三十一页，共83页。5、从第一级漏电(lu din)保护器“N”出线端接引到工作零接线端。 第32页/共82页第三十二页，共83页。6、从第一级总漏电保护器引出(yn ch)相线到多路分路隔离开关。 第33页/共82页第三十三页，共83页。第34页/共82页第三十四页，共83页。 现以三路分三路为例，详述(xin sh)总配电箱到分配电箱的接法 第35页/共82页第三十五页，共83页。1、从总配电箱的分配电开关分别引出(yn

15、 ch)黄、绿、红（A、B、C）三相线，淡蓝色工作零线从工作零接线端引出(yn ch)，黄绿双色PE保护零线从PE端子引出(yn ch) 第36页/共82页第三十六页，共83页。 总配电箱门与箱体间必须采用编织(binzh)软铜线可靠连接作保护接零 第37页/共82页第三十七页，共83页。五线之间架设的安全(nqun)距离第38页/共82页第三十八页，共83页。2、线路的黄、绿、红三相线接入到二级分配电箱的总隔离开关上，淡蓝色的N线接入到漏电保护器的N端上，通过(tnggu)漏保后接到工作零线端子板。 第39页/共82页第三十九页，共83页。3、黄绿双色的PE线接入到保护(boh)零端子板PE

16、板上 第40页/共82页第四十页，共83页。4、从二级分配电箱的总隔离开关(kigun)引出三相线到漏电保护器。第41页/共82页第四十一页，共83页。5、从漏电保护器接线端引出(yn ch)相线到分路隔离开关。 PE线不能进入漏电保护器，因为线路末端漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围(fnwi)停电第42页/共82页第四十二页，共83页。6、黄、绿、红三相线分别从分配电箱的分路隔离开关引出,从N板接线端子引出淡蓝色的工作(gngzu)零线,从PE板接线端子引出黄绿双色保护零线。第43页/共82页第四十三页，共83页。分配电箱门与箱体间必须采用编织软铜线可靠连接(linji)作保护

17、接零 第44页/共82页第四十四页，共83页。现以三路分路(fn l)为例，讲述分配电箱到末级开关箱的接法 第45页/共82页第四十五页，共83页。按规定要求单相(dn xin)开关箱与三相开关箱应分开设置第46页/共82页第四十六页，共83页。固定式末级开关(kigun)箱的中心点与地面的垂直距离应为第47页/共82页第四十七页，共83页。移动式末级开关(kigun)箱其中心与地面的垂直距离宜为第48页/共82页第四十八页，共83页。单相(dn xin)末级开关箱线路接法 第49页/共82页第四十九页，共83页。1、引入线可选用任意一条相线（以红色线为例），接入到单相开关(kigun)箱的隔

18、离开关(kigun)。 第50页/共82页第五十页，共83页。2、将淡蓝色的N线也接入到单相开关箱的隔离开关 ，将黄绿双色的PE线接入到PE板接线(ji xin)端子上。 第51页/共82页第五十一页，共83页。3、从隔离(gl)开关的接线端引出红色相线和蓝色N线到漏电保护器的接线端子上 。第52页/共82页第五十二页，共83页。4、红色相线和蓝色N线从漏电(lu din)保护器接线端引出，黄绿双色PE线从PE板的接线端子引出 。第53页/共82页第五十三页，共83页。此时(c sh)照明设备可用第54页/共82页第五十四页，共83页。三相(sn xin)末级开关箱线路接法 第55页/共82页

19、第五十五页，共83页。1、黄、绿、红三相线分别接入到三相开关(kigun)箱的隔离开关(kigun)。黄绿双色的PE线接入到PE板接线端子上 。从隔离开关(kigun)的接线端引出黄、绿、红三相线到漏电保护器的接线端子上 。第56页/共82页第五十六页，共83页。第57页/共82页第五十七页，共83页。此时(c sh)动力设备可用 第58页/共82页第五十八页，共83页。三相(sn xin)五线制与三相(sn xin)四线制的比较 第59页/共82页第五十九页，共83页。 (1)基本供电系统介绍： 常用的基本供电系统有(380V)三相三线(sn xin)制和(380/220V)三相四线制等,但

20、这些名词术语内涵不是十分严格.国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定,称为TT 系统、TN系统、IT 系统.其中TN 系统又分为TN-C、TN-S 系统. 第60页/共82页第六十页，共83页。 T T 式供电系统是指将电气设备的金属( jnsh)外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称T T 系统.第一个符号T 表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T 表示负载设备金属( jnsh)外壳和正常不带电的金属( jnsh)部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关.在TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地。 第61页/共82页第六十一页，共83页。 TN 方式供电系统是将电气设备的金属外

21、壳和正常(zhngchng)不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用 TN 表示.TN-C 方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE 表示,即常用的三相四线制供电方式.TN-S 式供电系统是把工作零线N 和专用保护线PE 严格分开的供电系统,称作TN-S 供电系统,即常用的三相五线制供电方式. 第62页/共82页第六十二页，共83页。 IT 方式供电系统(n din x tn),其中I 表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地.第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护.IT 方式供电系统(n din x tn)在供电距离不是很长时,供电的可

22、靠性高、安全性好.一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如连续生产装置、大医院的手术室、ICU病房、地下矿井等处. 第63页/共82页第六十三页，共83页。几种供电方式(fngsh)的区别第64页/共82页第六十四页，共83页。三相四线制(TN-C)与三相五线制(TN-S)系统(xtng)的比较 第65页/共82页第六十五页，共83页。 在三相四线制供电方式中,由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利. 特

23、别是在零线断线的特殊情况下,断线以后的单相(dn xin)设备和所有保护接零的设备产生危险的电压,这是不允许的. 第66页/共82页第六十六页，共83页。 采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接的工作零线 N 和保护零线 PE 是分别敷设的,工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳(wi k)上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳(wi k)上电位始终处在地电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患. 第67页/共82页第六十七页，共83页。 一般情况下,中性线是以大地作为导体,故其对地电压应为零,称为零线.因此相线对地必然形成一定的电压差,可以形成电流回路,称

24、其为火线.正常供电回路由相线(火线)和中线(零线)形成.地线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大地连接的导线(doxin),其对地电阻小于4 欧姆;它不参与供电回路,主要是保护操作人员人身安全或抗干扰用的.很多情况下,中线和大地的连接问题会导致用电端中线对地电压大于零,因此三相五线制种将中性线（N线）和地线分开对消除安全隐患具有重要意义. 第68页/共82页第六十八页，共83页。 在三相四线制供电方式中,主要采用 TN-C 系统供电,对于单相回路存在较大的安全缺陷.单相二线供电方式,最大缺陷是在发生电器外壳碰相线时,直接将 220V 相电压施加给此时正巧触摸到的人,从而发生触电事故(shg).因

25、此如果把接外壳的保护线 PE 和中性线 N 并联合用一根,实际上这也是极不安全的.第69页/共82页第六十九页，共83页。 建筑物的配电线路由于接头松脱、导线断线(dun xin)等故障,很可能造成下图 所示A点处开路,此时当其中一台设备开关接通后,在 A点后面所有中性线上,将出现相电压,这个高电压又被设备接地引至所有插入插座的用电设备外壳上,而且其后的设备即使并未开启,外壳上也有 220V 电压,这是十分危险的.第70页/共82页第七十页，共83页。TN-C系统单相(dn xin)回路断零示意图 第71页/共82页第七十一页，共83页。三相(sn xin)四线制零线断路，为什么有的电器烧，有

26、的不烧？ 在实际中三相负载严重分布不平衡，总零线断开，由三相四线制供电系统变为三相三线制，使中性点严重位移，导致三相负载端相电压不再对称，负载相当于在相与相之间串联(chunlin)，阻值大的分得电压高，阻值小的分得电压低，若三相负载完全相等时，电压完全相等（低压为220V）当然出现有的电器烧掉了，有的没烧。第72页/共82页第七十二页，共83页。A图-三相平衡时且零线完好；B、C图-三相不平衡，L1负荷小，L2和L3负荷一样都大且零线断开。这时，零点(ln din)按B图或C图漂移。 第73页/共82页第七十三页，共83页。 如果采用三相(sn xin)五线制的TN-S 供电系统,则不会出现

27、这种情况.如下图 所示,只有当保护线断开,而且又有一台设备发生相线碰外壳,两故障同时出现时,才会出现与前述二线制中类似情况的事故.从而也极大地降低了事故出现的可能性. 第74页/共82页第七十四页，共83页。TN-S系统单相(dn xin)回路示意图 第75页/共82页第七十五页，共83页。TN-C-S方式(fngsh)供电系统 在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式(fngsh)供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式(fngsh)供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线，这种系统称为TN-C-S供电系统，如下所示： 第76页/共82页第七十六页，共83页。TNCS供电系统(n din x tn) 第77页/共82