TN－C系统与TN－S系统零线断线后的危害分析

王远兴

（宁夏吴忠供电局，宁夏 吴忠751100）

0 引言

供电系统中，根据线路的保护线和工作零线是否分开，我们将线路分为TN－C系统和TN－S系统2种。在供电系统中，工作零线和接地保护线共用一条线的称为TN－C系统；工作零线N和接地保护线PE严格分开的称为TN－S系统。

1 TN－C系统与TN－S系统的区别

在三相四线制供电系统中，由于三相负载不平衡时和低压电网零线过长且阻抗过大时，零线中将有零序电流通过，过长的低压电网由于环境恶化、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。在零线断线的特殊情况下，断线后的单相设备和所有保护接零的设备将产生危险电压，这是绝对不允许的。

采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线和接地保护线是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离三相四线制供电方式所造成的危险电压，使用电设备外壳始终处于地电位，从而消除设备产生危险电压的隐患。

发电机中，3组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点，引出线称为中性线（单相供电系统中称零线）；另一端与中性线之间有额定的电压差，称为相线。一般情况下，中性线是以大地作为导体，所以中性线对地电压应为0，而相线对地必然形成一定的电压差，可以形成电流回路。正常的供电回路由相线和零线构成，接地保护线是负荷设备的外壳或者屏蔽系统就近与大地连接的导线，不参与供电回路，主要用于保护操作人员的人身安全或抗干扰。很多情况下，中性线和大地的连接问题会导致用电端中性线对地电压大于0，因此TN－S系统中将零线和接地保护线分开对消除安全隐患有重要意义。

国家有关部门规定：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。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，做到保护线和工作零线单独敷设。根据JGJ／T16—2008《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，而应推广采用TN－S供电系统。

2 TN－C系统与TN－S系统零线断线后的危害分析

在我们的日常工作与生活中，零线的作用非常大。经常有人错误地认为单相供电的系统中，零线上没有电，因此零线就采用型号较小、截面较小的导线，其实这种思想是极其错误的。《国家电网安全工作规程》明确规定，在单相供电的系统中，零线截面和相线截面必须相同，因为单相供电系统中零线上经过的电流和相线上经过的电流是相同的（不计漏电电流）。

从安全的角度进行分析：现在的低压供电系统中一般都采用三相五线制，而以前经常用的是三相四线制。三相四线中的三相是指A、B、C相，四线是指A、B、C三条相线和一条零线。三相五线中的三相也是指A、B、C相，五线是指A、B、C三条相线和一条零线以及一条接地保护线。显然，三相五线比三相四线多了一条接地保护线。

图1 三孔插座

居民用电一般都是单相供电，采用单相三线制，即一根相线、一根零线和一根接地保护线。居民家中的很多电器都是使用三孔（接地孔、零线孔、相线孔）插座（图1）的。接地保护线这个插孔是和家电的外壳接在一起的，它的作用是将家电外壳的电荷通过接地保护线导入接地极，与大地连在一起，使家电的外壳和大地形成等电位，从而对人体起到保护作用。

如果不管接地孔的接线（图2（a）），那么这个插座就会失去接地保护作用，如果家电的外壳有一定电荷，势必对人体造成伤害；而如果有保护接地线，且保护接地线和零线单独敷设，则保护接地线肯定会将外壳部分的电荷导入大地，此时，家电的外壳和大地处于同一电位，即家电的外壳、人和大地三者为等电位体，故而对人体就不会造成伤害。

还有一种情况，就是将三孔插座中的零线孔和接地孔串起来接在一起。下面来分析这样做的后果：假设现在有一用户家的零线和接地保护线共用了同一根线（图2（b）），那么在正常情况下，线路运行看不出什么问题；但由于很多人认为零线上没电，所以其导线截面一般都比较小，因而容易断线；假设该用户家的零线在电能表的出线处烧断了，那么用户家中的家电肯定无法工作，而家电的相线上肯定有电压，通过家电内部零线和相线会成为等势体，零线上的电压和相线上的电压一样都是220 V，而和零线串接在一起的接地线势必也会带有电压，由于用户家的家电外壳和接地线是连在一起的，于是家电外壳也就带有电压，而且也是220 V，如果这时用户不知道情况，以为家电坏了，不小心触及家电外壳，则非常有可能发生人身伤亡事故，后果不堪设想。

图2 零线和接地保护线的不同接法

所以，假如用户家中的电气回路中没有接地保护线，我们在处理这种三孔插座的时候，宁可不要保护接地，也不能将它和零线串接起来。如果不管它，只是在家电外壳带电的情况下才有可能触电，而且即使外壳带电，它的电压也不可能达到220 V；但如果将接地线和零线串接起来，一旦零线断线，则家电的外壳就和相线电压一致，也是220 V，这样用户就很容易受到人身伤害。所以，如果没有特殊情况，无论是居民照明用电还是低压三相用户用电，都应该严格按照规程要求，将零线和保护接地线单独敷设；即使没有单独敷设，也切记宁可不要保护接电线，也不能使保护接电线和零线共用一条导线。

3 结语

总之，安全无小事。我们一定要严格按照设计要求和规程进行接线操作，把安全放在首位。同时，在平时装表接电工作、验收中一定要严把质量关，严格按照规程、标准和设计要求开展工作，确保将保护接地线和零线单独敷设，同时保证零线与相线使用截面规格相同的导线，不可认为零线中没有电流而选用截面小于相线截面的导线。

［1］JGJ／T16—2008 民用建筑电气设计规范

［2］国家电网公司.电力安全工作规程.北京：中国电力出版社，2009

［3］陈福加.中性线断线和过电压保护.农村电气化，2008（2）

［4］宁夏电力公司.农网配电工程设计实用手册.北京：中国电力出版社，2010

［5］山西电力公司晋城供电分公司.线路运行与检修1 000问.北京：中国电力出版社，2008