低压配电系统简介

于洪国

在低压配电系统中，变压器低压侧中性点不同的接地方式与用电设备不同安全保护方式相结合，就构成了不同的低压配电系统。为了与先进工业国家开展技术交流与合作，国家对电工的技术规范、标准作了大量修订，基本上全部等效或等同IEC标准，如 《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050－93、《漏电保护器安装和运行》GB13955－92，两部国家标准明确提出低压配电根据工作接地与保护接地型式和组合的不同有三种系统，分别为TT系统、IT系统和TN系统，现介绍如下：

一、TT系统

TT系统也称三相四线制保护接地供电系统。由相线（火线）L1、L2、L3，中性线（工作零线）N，工作接地和保护接地 PE组成。工作接地采用变压器的低压侧中性点直接接地，接地电阻不大于4Ω。其保护方式是将用电设备的外露导电部分通过独立的接地装置接地，叫保护接地，其接地电阻也不应大于4Ω。其作用一是避免用电设备外壳因故障漏电时，造成接触电器的人员发生触电事故；二是消除用电设备金属外壳产生的静电；三是当用电设备发生短路性漏电时，通过保护接地使供电回路短路，短路电流使短路保护装置动作后，断开发生短路性漏电用电设备的电源。这种系统工作零线没有保护作用。

TT系统主要用于低压共用用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进低压电源的小型用户。该系统适用于运行连续性要求较低无维护服务的场合。我国《低压用户电气安装规程》中规定：城镇低压公用电网和农村集体电网采用TT系统供电。

目前我国农村家庭用电保护接地的问题十分突出。几乎100%的农户住宅供电没有设计接地线与接地体。极个别采取保护接地的农户，其接地也不可靠、不标准。常常用一根导线与大地连接，用一只钉子钉在墙上或地下，甚至用导线往大地上一丢就算接地。这些简单的接地方法很不可靠，危险性很大，应杜绝使用。

二、IT 系统

IT系统也称三相三线保护接地供电系统。由相线L1、L2、L3组成。常见的有三种方式：一种是变压器的低压侧中性点对地绝缘，其保护方式是将用电设备的外露导电部分独立接地。另一种方式是变压器的低压侧中性点经高电阻接地，用电设备的外露导电部分独立接地。第三种方式是变压器的低压侧中性点经高电阻接地，用电设备的外露导电部分接到电源的接地体上。

IT系统的优点是供电可靠性高，当单相接地第一次故障时，故障电流小，可不切断电源，警报设备报警，通过检查线路消除故障，供电连续性较高，适用于大型电厂的厂用电和重要生产线用电。

IT系统的缺点是消除故障前，又发生故障，故障电流很大，非常危险。因此对一次故障探测报警设备的要求较高，以便及时消除和减少出现双重故障的可能性，保证IT系统的可靠性。

IT系统适用于运行连续性要求较高有维护服务的场合。主要用于环境不良，易发生一相接地或火灾爆炸的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂，也可用于农村地区。近几年逐步应用于重要建筑物内的应急电源系统，以及医院手术室等重要场所的动力和照明系统。

三 、TN系统

TN系统是变压器的中性点直接接地，用电设备不带电的金属外壳与中性线或专用保护零线连接的供电系统，这种供电系统的防触电保护措施叫保护接零。其保护原理：当用电设备绝缘损坏，发生碰壳短路故障时，通过保护接零线使为用电设备供电的电源短路，强大的短路电流使保护装置可靠的动作，把漏电用电设备的电源切断，避免因用电设备绝缘损坏金属外壳带电伤人。对保护零线的要求主要有六点：一是保护零线应单独敷设，并在首、末端和中间处作不少于三处的重复接地，每处重复接地电阻值不大于10Ω；二是保护零线仅作保护接零之用，不得与工作零线混用；三是保护零线上不得装设控制开关和熔断器；四是保护零线应为具有绿／黄双色标志的绝缘线；五是保护零线截面应不小于工作零线截面。架空敷设时，采用绝缘铜线，截面积应不小于10 mm2采用绝缘铝线时，截面积应不小于16mm2；六是电气设备的保护接零线应为截面积不小于2.5mm2的多股绝缘铜线。

TN系统分三种安装类别：

（一）TN-C系统。TN-C系统也叫三相四线制保护接零供电系统。它由相线L1、L2、L3，保护中性线PEN和变压器工作接地组成。这种制式的工作接地采用变压器的低压侧中性点直接接地，即电源三相绕组作星形连接，中性点直接接地，叫变压器的工作接地，其接地电阻一般应小于4Ω，从中性点引出中性线N。其保护方式是将用电设备的外露导电部分与中性线相连接。本配电方式中的保护线PE与中性线N合并为PEN线，通常叫保护中性线。该系统具有简单、经济的优点。当发生用电设备漏电或绝缘击穿时，故障电流大，可采用一般过电流保护电器切断电源，保证使用电器人员的安全。但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路，正常PEN线有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，这对敏感的电子设备不利。另外，PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸，因此，爆炸危险环境中不能采用TN-C系统。同时由于PEN线在同一建筑物内往往相互有电气连接，当PEN线断线或相线直接与大地短路时，都将呈现相当高的对地故障电压，可能扩大事故范围。TN-C系统是干线部分保护零线与工作零线完全共用的系统，适用于无爆炸危险和安全较好的场所，现在已很少用。

(二)TN-S-C系统。TN-S-C系统也叫三相四线五线混合保护接零供电系统。该系统是由TN-C系统演变而来的，根据需要PEN线自某一点分为中性线N和保护线PE，即干线部分保护零线与工作零线前部共用构成PEN线，后部分开的系统。厂区设有变电站，低电压进线的车间以及民用楼房可采用该系统。目前我国城镇居民用电普遍采用TN-S-C系统，即在楼房内采用三相五线制，楼房外采用三相四线制。

（三）TN-S系统。TN-S系统也叫三相五线保护接零供电系统。它由相线L1、L2、L3及中性线N和保护线PE组成。这种供电系统的工作接地采用变压器的低压侧中性点直接接地。其保护方式是将用电设备的外露导电部分与保护线PE相接。本系统中的PE线又叫保护零线，N线又称工作零线，由于工作零线与保护零线全线分开，因此，工作零线没有保护作用。

在TN-S系统中，保护线与中性线完全分开，因此，正常情况下PE线不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位，所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电，也可用于有爆炸危险的环境中。在民用建筑中，家用电器大都有单独接地极的插头，采用TN-S供电，既方便又安全。缺点是因多出一根PE线，增加成本。爆炸危险性较大或安全要求较高的场所，有独立附设变电站的车间宜采用TN-S系统。在发达国家居民用电已普遍采用这种系统，我国经济发达地区居民用电也已开始采用该系统。

目前，我国一些基层供电单位，特别是农村在低压供电施工中，大量存在保护接地与保护接零混用的现象。分析其原因，主要是设计与施工人员对低压配电三种系统缺乏应有的认识及了解造成的。为防止保护接地与保护接零混用造成电气火灾和人身伤亡发生，相关人员应熟练掌握低压配电的三种系统，在低压配电线路设计和施工时严格按国家标准执行。