不同接地型式四极开关的选用

不同接地型式四极开关的选用

摘要针对不同的接地型式。依据现行规范。介绍了四极开关的选择：①IT系统有中性线引出时，应采用四极开关：②TT系统应在隔离相线的同时隔离中性线；(爹在TN—c系统中必须选用三极开关；④"IN—S系统可使用四极开关。但是开关的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线。在有总等电位联的TN—S系统建筑物内不必为电气检修安全而隔离中性线；⑤在TN—C—S系统的建筑物内不必为电气检修安全装设四极开关。

关键词接地型式四极开关中性线

末端电源转换三极开关或四极开关的正确选用，对整个供电系统和人身的安全都至关重要。

选用四极开关是为了在电气检修时，避免中性线上可能出现的故障电压引起电击事故而隔离中性线。有时也为了保证电气装置的某些功能正常运作。

中性线是带电导体，外表包上绝缘，所以中性线上的故障电压并不危及使用者．只对电气检修人员构成威胁。《低压配电设计规范》(GB 50054—95)第2．1．5条规定：“隔离电器宜采用同时断开电源所有极的开关⋯⋯”，即选用四极开关可以确保电气检修的安全。但不宜滥用四极开关。无此需要就不要在中性线上设置接头，尽量确保中性线的畅通是个原则。因为通常三相线的电流较大，开关触头若略有脏污，较容易自洁和克服，且相回路中断也容易被发现。而中性线的触头导电不良，难以发现，往往成为“断零”而导致烧坏大量单相用电设备的事故。因此在可能条件下应尽量减少中性线上的触头或刀闸数量．用予中性线过流保护的可装可不装的触头就不必装设了。下面针对不同的接地型式。对四极开关的合理选取进行讨论。

低压配电系统按接地的型式不同，可分为：IT系统、’兀’系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地)，TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。

1 lT系统

IT系统的电源中性点与大地隔离。或经高阻抗接地，设备的外露可导电部分均经各自的接地装置单独接地。

IT系统一般不引出中性线，原本不存在采用四级开关的问题。当IT系统中有中性线(N 线)引出时，应采用四极开关。

当三相IT系统引出中性线时，其中性线的电位是浮动的，如果相线绝缘降低或损坏，发生单相接地故障。中性点对地电位升高。可达相电压。本接地系统的特点是：在发生单相接地时，可允许系统继续供电运行。而此时若触及中性线将是很危险的，故必须予以切断隔离。

每个回路的中性线上装设有过流检测，用来使相应回路的所有带电导线断开。包括中性线在内。IT系统接地原理如图1所示。

2 TT系统

TT系统的电源中性点直接接地，用电设备的金属外壳直接接地，且与电源中性点的接地无关。由于采用单独的接地体接地，它和电源的接地在电气上没有联系，PE线问互不连通。

在TT系统建筑物内。必须在总电源进线处和有需要的局部场所电源处，采用四极开关将中性线和相线同时隔离。

在TT系统中．正常情况下中性线的电位基本上是大地的电位，若三相负荷不平衡或有非线性负荷存在，在中性线上会有不平衡电流及谐波电流存在，此电流在N线上将产生较大电压降。另外。平时电网都存在漏电流，特别是漏电流不平衡时，此电流经过变压器中性点接地极会产生压降，可使N线带上同样的对地电压。但因中性线包有绝缘。还不致引起事故，为了避免因此造成公用电网内大量低压用户停电这种故障一般不跳闸。只作为事故隐患潜伏下来。它只在电气检修时对检修人员构成危险。

当三相开关断开检修时。室外雷电感应或电源侧操作过电压就会经N线传导至用电设备上，由于N线接地点与设备金属外壳接地分别设置，N线与PE线之间存在电位差．危及检修人员。所以为安全起见．N线应接入隔离电器，应在隔离相线的同时也隔离中性线。1 Yr系统接地原理如图2所示。

3 TN—C系统

TN—C系统的保护线与中性线是合二为一的，因此具有更简单、经济的优点，该线称为PEN线(三相四线系统)。但该种系统的不足之处在于，运行中的PEN线不仅要通过正常的负荷电流。有时尚有谐波电流通过。而其优点是节省了一条导线。

《低压配电设计规范》第2．2．12条规定：“在TN—C系统中。PEN线严禁接入开关设备。”第4．5．6条规定：“在TN—C系统中严禁断开PEN线．不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线装设电器时。只能相应断开相线回路。”这是因为TN—C系统是用工作零线兼作接零保护线的供电系统，PEN线既作中性线，又作PE线。

在TN—C系统中，如设置四极开关，第四极只有设在PEN线上。如果某相线发生碰壳短路。则四极开关跳闸，此时，设备的外露导电部分与电力系统的接地点不相连。根据《低压电气装置第4部分：安全防护第4l章：电击防护》(IEC 60364—4—41)第413．1．3．1款对间接电击保护的要求：“外露导电部分必须用保护线与电力系统的接地点相连。”设备接有PE线，接地故障引起的故障电压和通过各种金属导体引来的其他危险对地电压都可以减少或消除。这是电气安全的基本要求，所以PE线是不允许断开的。

因此．在TN—C系统中．PEN线除作为中性线外，还起到保护线的作用，PEN线如被切断，不能与电力系统的接地点始终相连，有悖于IEC60364—4—41标准对TN—C系统间接电击保护的基本要求。所以在TN—C系统中必须选用三极开关。TN—C系统接地原理如图3所示。

4 TN—S系统

TN—S系统中PE线与N线是分开的。PE线不通过正常电流，因此不会对接在PE 线上的其它设备产生电磁干扰，由于N线与PE线分开，N线断线也不会影响PE线的保护

作用。

TN—S系统可使用四极开关，以便在维修时保障检修者的安全，但是TN—S系统。开关的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线。

并非所有建筑物电气装置都要求中性线和相线一起隔离才能保证检修安全，需视接地系统类别和建筑物内有无总等电位联结而定。《低压电气装置第4部分：安全防护第46章：隔离和开关》(IEC 60364—4—46)第461．2条规定：在TN—S系统中(包括TN—C—S

系统中户内"IN—S部分)中性线不需要隔离和开关。英国IEE标准《电气安装规范》第461—01一02条也规定：在电源进线处。除单相回路外，TN—S、TN—C—S系统三相回路应断开全部相线而不要求断开中性线。在TN—S系统中，中性线及PE线接在一个接地点上．当发生单相接地故障时，由于故障接地电阻及电源侧接地电阻的存在。其故障电流可能远小于开关的整定值而拒动。

这时N线电位升高。可能会达到50V危险电压。但是，如果系统做了总等电位联结，PE线的电位与中JI生线电位相同，不存在电位差，即使有人触及中性线也不会发生危险。甚至连触电的感觉都没有。因此在有总等电位联结的TN—S系统建筑物内不必为电气检修安全而隔离中性线。rIN—S系统接地原理如图4所示。

5 TN—C—S系统

TN—C—S系统是民用建筑中常见的接地系统．通常电源线路中用PEN线，进入建筑物后分为PE线和N线，此结构简单，又保证一定的安全水平，耗材也不是很多，最适用于分散的民用建筑(小区建筑)。由于建筑物内设有专门的PE线．因而消除了，IN—C的一些不安全因素。有一点应注意。在PEN线分为PE和N线后，N线应使之对地绝对绝缘，且再也不能与PE线合并或互换，否则它仍然属于"IN—C系统。

在民用建筑中，若采用TN—C—S系统。进户处PEN线作总等电位联结并分为PE 线和N线后。N线接入四极开关，若各级保护开关均采用四极开关则不妥当。当建筑物电气装置为TN—C—S接地系统时。因中性线和PE线电位基本相同，而PE线又和总等电位联结相连通，当中性线带有危险电位时，整个建筑物都升至同一电位水平，不出现电位差则不会发生电击事故，所以在TN—C—S系统的建筑物内不必为电气检修安全装设四极开关。

6使用四极开关还应注意以下几点

a．在两种不同的接地系统问电源转换开关应采用四极开关。在TY、TN、IT系统中．除相同接地系统间电源可转换外，不同接地系统间的电源转换只能在Tr和IrI’或者电力系统电源与柴油发电机组之间转换。而r11'或"IN系统是不能转换的。因在PE线上不

允许加隔离电器，故不可操作。

不同系统问电源转换其中性线与相线要同时转换。主要目的是避免不同系统中性线上的电位漂移和扰动。

b．带RCD(剩余电流动作保护器)的双电源转换开关应采用四极开关。两个电源开关带漏电保护，其下级的电源转换开关应采用四极开关。两个电源的转换开关如采用三极漏电开关，由于中性线分流作用，转换开关可能产生误动或拒动作。

c．正常供电电源与备用发电机之间的转换开关应采用四极开关。依据IEC 364—4