三相五线制详解

供电的线制
三相五线制
1.什么是三相五线制?
在三相四线制制供电系统中,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.
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.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,这对安全运行十分不利.
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,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供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 2 TN-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 3 TN-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.
①"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.
②每个建筑物进户线处应将零线重复接地,接地电阻≤lO.
③从引入处开始,接至建筑物内各个插座,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".
④插座的接线应遵循左零(N)右相(L)上接地.如图4所示.
图4 插座线路示意图
三相
三相五线制
五线制包括三相电的三个相线（A、B、C线）、中性线（N线）；以及地线（PE线）。

中性线(N线)就是零线。

三相负载对称时，三相线路流入中性线的
电流矢量和为零，但对于单独的一相来讲，电流不为零。

三相负载不对称时，中性线的电流矢量和不为零，会产生对地电压。

接地方式：
三相五线制
三相五线制分为TT接地方式和TN接地方式，其中TN又具体分为TN-S，TN-C，TN-C-S三种方式。

TT接地方式：
第一个字母T表示电源中性点接地，第二个T是设备金属外壳接地，这种方法高压系统普遍采用，低压系统中有大容量用电器时不宜采用。

TN-S接地方式：
字母S代表N与PE分开，设备金属外壳与PE相连，设备中性点与N相连。

其优点是PE中没有电流，故设备金属外壳对地电位为零。

主要用于数据处理，精密检测，高层建筑的供电系统。

TN-C接地方式：
字母C表示N与PE合并成为PEN，实际上是四线制供电方式。

设备中性点和金属外壳都和N相连。

由于N正常时流通三相不平衡电流和谐波电流，故设备金属外壳正常对地有一定电压，通常用于一般供电场所。

TN-C-S接地方式：
一部分N与PE分开，是四线半制供电方式。

应用于环境较差的场所。

当N和PE分开后不允许再合并。

中国规定，民用供电线路相线之间的电压（即线电压）为380V，相线和地线或中性线之间的电压（即相电压）均为220V。

进户线一般采用单相二线制，即三个相线中的任意一相和中性线（作零线）。

如遇大功率用电器，需自行设置接地线。

三相五线制标准导线颜色为：A线黄色，B线绿色，C线红色，N 线淡蓝色，PE线黄绿色。