TN-C-S接地系统分析及应用

TN-C-S接地系统分析及应用

一、TN-C-S接地系统的介绍

1、定义系统中有一部分线路的中性线与保护线合一的TN系统。

2、系统构成及其接线形式

TN-C-S系统是在低压配电系统的前半部分采用TN-C接地形式，干线部分保护零线与工作零线完全共用，在从建筑物电源进线总配电柜处开始，将保护零线与工作零线完全分开，转换为TN-S系统。也就是从建筑物总进线柜开始，到用电负荷末端，PE线和N线完全分开，绝缘良好，不再有电气连接，并对PE线做重复接地。TN-C-S系统接线图如图1所示：

3、与其它接地系统的区别

接地系统主要有IT系统、TT系统、TN系统。

IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上，这也是保护接地。该系统出现第一次故障时故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压。

TT系统是中性点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极的低压配电系统。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 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接。系统的配电线路内由同一接地故障保护电路的外露可导电部分，应用PE线连接，并应接至共用的接地极上。当有多级保护时，各级宜有各自独立的接地极。

TN系统是电源系统有一点直接接地，负载设备的外露导电部分通过保护导体连接到此接地点的系统。即采取了保护接零措施的系统。TN系统有三种类型：TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统。TN-S系统是具有作用保护零线，即保护零线与工作零线完全分开的系统;适用于危险性较大或安全要求较高的场所。TN-C-S 系统是干线部分保护零线与工作零线前部分共用。后部分分开的系统。适用于低压进线的车间即民用楼房。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条件较好较好的场所。

二、TN-C-S接地系统的特点

TN-C-S接地系统的特点是供电系统的前半段可以损去一根导线，但PEN线上有电流流过，且不能安装漏电保护装置;而后半段又具有TN-S接地系统的特点，PE线为专用保护零线，正常情况下无电流流过，能够安装漏电保护装置，供电系统的安全功能得到了可靠保证

1、工作零线N 与专用保护线PE 相联通，如图2中ND 这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。D 点至后面PE 线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于ND 线的负载不平衡的情况及ND 这段线路的长度。负载越不平衡，ND 线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE 线上应作重复接地，如图3所示。

2、PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。

3、对PE 线除了在总箱处必须和N 线相接以外，其他各分箱处均不得把N 线和PE 线相联，PE 线上不许安装开关和熔断器，也不得用大地兼作PE 线。

通过上述分析，TN-C-S 供电系统是在TN-C 系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用TN-S 方式供电系统。

三、TN-C-S接地系统的缺陷

1、在相线和N 线互调或相线搭落在N 线上的事故状况下，设备外壳将带上致命的相电压，这是要力求避免的。

2、中性线(PEN)断裂将使与负荷中心点相连的设备外壳带上危险电压。由于这时候三相不平衡电流流经由重复接地、大地及变压器的工作接地所组成的高阻回路，压降自然较流经PEN 线时大。而这时如果又发生重复接地引线断裂，则三相负荷中心点漂移加剧可能危及用电设备的安全，而且设备外壳电压将再度升高，尤其在这时候若发生末端用电设备的接地故障，将使设备外壳的对地电位升高到220 伏的相电压，这就十分危险了。

四、TN-C-S接地系统的应用

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。这种供电系统一般用在民用建筑物的供电由区域变电所引来的场所。迸户前采用TN-C 供电系统，迸户后变成了N-S供电系统。目前，新建通信及其它设施中也常见。

由于该系统PEN线上正常工作时有电流，使系统的PE线上和接于PE线上的电气设备金属外壳有对地电压存在，只是该系统PEN线多是系统干线，阻抗小，对地电压较低。因此，这种系统接地方式不适宜作为通信枢纽最佳供电系统及接地方式。

从图4可知，TN-C-S系统自电源到另一建筑物用户电气装置之间节省了一根专用的PE线。这一段PEN线上的电压降使整个电气装置对地升高△UPEN的电压，但由于电气装置内设有总等电位联结，且在电源进线点后PE线即和N线即分开，而PE线并不产生电压降，整个电气装置对地电位都是△UPEN，在装置内并没有出现电位差，因此不会发生TN-C系统的种种电气不安全因素。在建筑物电气装置内，它的安全水平和TN-S系统是相仿的。

就信息技术设备的抗干扰而言，因为在采用TN-C-S系统的建筑物内同一信息系统内的信息技术设备的“地”即其金属外壳，都是连接只通过正常泄漏电流的PE线的，PE线上的电压降很小，所以TN-C-S系统和TN-S系统一样都能使各信息技术设备取得比较均等的参考电位而减少干扰。但就减少共模电压干扰而言TN-C-S系统内的中性线和PE线是在低压电源进线处才分开，不像TN-S系统在变电所出线处就分开，所以在低压用户建筑物内TN-C-S系统内中性线对PE线的电位差或共模电压小于TN-S系统。因此对信息技术设备的抗共模电压干扰而言TN-C-S优于TN-S系统。

综上所述可知，当建筑物以低压供电如果采用TN系统时宜采用TN-C-S系统而不宜采用TN-S系统。一些发达国家就是这样做的。

五、结论

TN-C-S系统是对TN-C系统和TN-S系统的优缺点综合处理的一种接地型式，它既可在一定程度上满足安全要求较高的部分用户的安全性的需要，又可满足安全要求一般的部分用户的经济性的需要。接地系统事关供电系统的正常运行和人身安全，应引起我们充分的重视。