三相五线制和三相四线制比较

1、1 .什么是三相五线制？ 在三相四线制制 J 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五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护 零线.三相五线制的接线方式如下图 1所示. 图 1 三相五线制接线示意图 该接线的特点是：工作零线 N 与保护零线 PE 除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接.由 于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载，因而得到广泛的应用. 在三相负载不完全平衡的运行情况下，工作零线 N 是有电流通过且是带电的，而保护零线 PE 不

2、带电，因而 该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位 2 .三相五线制与三相四线制的比较 (1)基本供电系统简介常用的基本供电系统有(380V)三相三线制和(380/220V)三相四线制等，但这些名词术 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. TT 式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 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 表示负载设备金属外壳和正常不带电的金属部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关

3、.在 TT系统中负载的所有接地均称为保护接地。 TN 方式供电系统是将电气设备的金属外壳和正常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. IT 方式供电系统，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 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全

4、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、地下矿井等处 (2)三相四线制(TN-C)与三相五线制(TN-S)系统的比较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，这对安全运彳 f 十分不利.在零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. 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，

5、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彳 ft 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危险电压的隐患. 发电机中，三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点，引出线称为中线(在单相供电中称为零线)；另一端与中线之间有额定的电压差，称为相线（单相供电中称为火线）. 一般情况下，中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，其对地电阻小于 4欧姆；它不参与供

6、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 种将中线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义 在三相四线制供电方式中，主要采用 TN-C系统供电系统，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.但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.建筑物的配电线路由于接头松脱、 导线断线等故障，很可能造成图 2 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

7、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. 图 2TN-C 系统单相回路断零示意图 如果采用三相五线制的 TN-S供电系统，则不会出现这种情况.如图 3 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. 图 3TN-S 系统单相回路示意图 3 .三相五线制在民用建筑电气设计中的应用（1）三相五线制供电的应用范围凡是采用保护接零的低压供电 系统，均是三相五线制供电的应用范围.国家有关部门

8、规定：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. 根据 JGJ/T-1992民用建筑电气设计规范，住宅小区设计不应采用 TN-C供电系统即三相四线制供电方式， 而应推广采用 TN-S 供电系统即三相五线制供电方式. （2） 单相三线制和三相五线制配电建筑电气设计中采用单相三线制和三相五线制配电.就是在过去单相二线制 和三相四线制配电基础上，另增加一根专用保护线直接与接地网相连，如图 1 所示.即根据国际电工委员

9、 会（IEC）标准和国家标准而定的 TN-S系统，从而保障了电器使用的安全. 单相三线制是三相五线制的一部分，在配电中出现了 N 线和 PE 线：一个是工作接地 N 线，这是构成电气回路的需要，其中有工作电流流过，在单相二线制中，工作接地 N 严禁装设保险等可断开点，但单相三线制中则应同相线一样装设保护元器件.另一个是保护接地 PE 线，要求直接与接地网相联接，保护线 PE与中性线 N从某点分开后，就不得有任何联系，目的有两个：其一是为了使漏电电流动作保护能正确动作；其二是为了使保护线上没有电流流过，以利安全. 每个建筑物进户线处应将零线重复接地，接地电阻 010. 从引入处开始，接至建筑物内

10、各个插座，中性线 N和保护线 PE完全分开（严禁零地混接）.至于保护线 PE 的导线应采用与工作回路相同等级的绝缘导线，且与中性线 N 截面相同，敷设方式和路径也同工作回路，为便 于识别，最好能采用三种颜色分开，依据规范，相线为 L1 黄、L2绿、L3 红色；中性线 N 为淡兰色或黑色；保护线 PE为黄绿双色.（民用建筑电气设计规范规定住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路宜设置漏电电流动作保护，动作电流为 30mA. 插座的接线应遵循左零（N）右相（L）上接地.如图 4 所示. 三相四线制三相五线制的选择 TN-S 接地：即常说的三相五线制，由变电所引出的 N 线和 PE线是分开的，N线不允许

11、再接地，PE 线则与用电建筑地相连。 TN-C-S 接地：即常说的三相四线制，变电所引出的 N 线和 PE连合二为一为 PEN 线，用电建筑将 PEN 线重 复接地，其后在用电建筑内 N 线和 PE 线是分开的，N线绝缘并且不再接地。 TT 接地：由变电所引出的 N 线全程绝缘，用电建筑物内 PE 线为单独接地，与变电所接地线无任何联系。优缺点分析： TN-S（三相五线制）接地形式的 PE 线平时不通过工作电流， 仅在发生接地故障时流过故障电流， 其电位接近大地电位，不会干扰信息设备，不会对地打火，较为安全；缺点是需要全程设置 PE 线，造价较 TN-C-S（三相四线制）相对于 TN-S（三相

12、五线制）来说少了一根专用 PE 线，造价较低，由于其进入用电 建筑后 PE线和 N 线分开所以也具有 TN-S的有点；但是要求 PEN戋的连接非常可靠，PEN线一旦断线将引发很多故障。 需要注意的是 NT-S和 TN-C-S在同一供电范围内的 PE/PEN 都是连通的，当变电所或配电系统中某一设施发生电气接地故障时，其故障电压会沿着 PN/PEN线在电气设备间传导，这是 TN 系统共有的缺点，所以必须采取等电位措施来预防这种情况的发生。 TT 接地形式兼有 TN-S和 TN-C-S的优点，还同时避免了 TN接地系统共有的缺点，对于住宅建筑来说宜作为首要推荐接地形式。但是 TT 接地的缺点是用电

13、建筑接地故障电流由变电所接地与用电建筑地两个接地电阻串联关系返回电源，故障电流小，断路器或熔断器的灵敏度难以满足其要求，需要剩余电流动作保护装置 RC味弥补这一缺点。 结论： 1:多层住宅建筑通常采用户外箱变作为供电电源，宜优先选用 TT接地，仅在箱变等供电设施与该住宅建 筑接地无法分开时选用 TN-S接地形式即三相五线制。 2:高层住宅建筑宜选用 TN-S 接地形式。 3:高层住宅供电电源在建筑物内时可采用 TN-S 接地，如供电电源在住宅外世优选 TT 接地，采用单路及多 路电源供电时宜选用 TN-S 接地。 4 :TN-C-S三相四线制接地在工程设计中应根据项目实际情况谨慎选用。 三相五

14、线制的优点是保护灵敏性与可靠性都比三相四线制的要高，因为 PE 线（即接地零线）是单独设置，并且是直接接自电源变压器中性点，变压器的中性点已可靠直接接地，接地电阻较低，满足系统保护要求。三相五线制通常用于用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所及住宅。 三相四线制（TN-C 系统） 该接法包含：三根相线 L1-（A）相、L2-（B）相、L3-（C）相和一根零线 PEN,是工作零线与保护零线合一设置的接零保护系统。PEN线是为了从 380V 相间电压中获得 220V 线间电压而设的， 有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。 注：用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性

15、线，可用 NPE表示。 1 ）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。 2 ）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电（对地 220V!）。 3 ）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。 4 ）TN-C 系统干线上使用漏电保护器时，漏电保护器后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断开。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。 5 ）TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡（无 220V 负载）情况。 三相五线制（

16、TN-S 系统，含 TN-C-S系统） 该接法包含：三根相线 L1-（A）相、L2-（B）相、L3-（C）相及一根零线 N 还有一卞 g地线 PE,是工作零线与保护零线分开设置或部分分开设置的接零保护系统。PE 线在供电变压器侧和 N 线接到一起，但进入用户 侧后则不能当作零线使用。三相五线制的优点是保护灵敏性与可靠性都比三相四线制的要高，因为 PE线（即 接地零线）是单独设置，并且是直接接自电源变压器中性点，变压器的中性点已可靠直接接地，接地电阻较低，满足系统保护要求。三相五线制通常用于用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所及住宅。应用中最好使用标准/规范的导线颜色：A 线用黄色，B线用蓝

17、色，C 线用红色，N 线用褐色，PE线用黄绿色。零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路，一个起保护作用叫做保护接地，一个回电网，一个回大地，在 电子电路中这两个概念是要区别开来的. 结构的区别： 零线（N）:从变压器中性点接地后引出主干线。 地线（PE）:从变压器中性点接地后引出主干线，根据标准，每间隔 20-30 米重复接地。原理的区别： 零线（N）:主要应用于工作回路，零线所产生的电压等于线阻乘以工作回路的电流。由于长距离的传输，零线产生的电压就不可忽视，作为保护人身安全的措施就变得不可靠。 地线（PE）:不用于工作回路，只作为保护线。利用大地的绝对“0”电压，当设备外壳发生漏电，电流 会迅速流入大地，即使发生 PE 线有开路的情况，也会从附近的接地体流入大地。 注：TN-S系统-工作零线 N 和专用保护线 PE严格分开的供电系统 1 ）系统正常运行时，专用保护线上没有电