西門子CPU414-3PN/DP可編程控制器

時間：2023-06-01作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：24

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什么是TN-S 接零保護系統(tǒng)? TN-S 接零保護系統(tǒng)與廣為流傳的三相五線制是一回事嗎?如何正確設(shè)置TN-S 接零保護系統(tǒng)?本文嘗試從以下五個方面為您做深入淺出的解答。

1、三相五線制及其標準術(shù)語

不少電氣方面的教科書，甚至一些相關(guān)**部門發(fā)布的中經(jīng)常會使用三相五線制一詞。何謂三相五線制? 作為一種制度，三相五線制就是TN-S 接零保護系統(tǒng)，但三相五線制并不僅僅等同于三相五線。由圖一可見，根據(jù)負荷是否使用工作零線(N)，接零保護系統(tǒng)的結(jié)線形式可以是三相四線或三相五線，如果是單相負荷，甚至可以是單相三線。










很多人是根據(jù)電線電纜的芯線數(shù)習慣地把電力系統(tǒng)的結(jié)線形式稱為三相三線制、三相四線制和三相五線制。其實，它們的內(nèi)涵以電線電纜芯線的多寡是表達不全的，尤其表現(xiàn)在間接接觸電擊的保護方式上。正確的術(shù)語來源于**電工**(IEC)對電源系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)定，分別稱之為IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)。所謂IT系統(tǒng)是指電源系統(tǒng)的帶電部分不接地或通過阻抗接地，電氣設(shè)備的外露導電部分接地的系統(tǒng)。 “I”表示配電網(wǎng)不接地或經(jīng)高阻抗接地;“T”表示電氣設(shè)備的外露導電部分接地。IT系統(tǒng)就是人們常說的“保護接地”系統(tǒng)，對應(yīng)于人們俗稱的三相三線制。TT系統(tǒng)是指電源系統(tǒng)有一點直接接地，設(shè)備外露導電部分的接地與電源系統(tǒng)的接地電氣上無關(guān)的系統(tǒng)。前后兩個字母“T”分別表示配電網(wǎng)中性點和電氣設(shè)備的外露導電部分接地，沒有與之對應(yīng)的俗稱(不少人管它叫“保護接地”，其實“保護接地”是三相三線制系統(tǒng)的專**詞，并不適用于它)。而TN系統(tǒng)指的是將電氣設(shè)備的外露導電部分與工作零線相接的系統(tǒng)，稱作接零保護系統(tǒng)，用 TN 表示，人們習慣稱它為“保護接零”系統(tǒng)。此系統(tǒng)又可細分為TN-C、TN-C-S和TN-S接零保護系統(tǒng)。TN-C接零保護系統(tǒng)是把工作零線與保護零線合一設(shè)置的系統(tǒng)，對應(yīng)于人們俗稱的三相四線制。TN-C-S接零保護系統(tǒng)則是將工作零線與保護零線**部分合一，后一部分分開設(shè)置，此系統(tǒng)也沒有與之對應(yīng)的俗稱，《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-2005)命名它為局部TN-S接零保護系統(tǒng)。TN-S接零保護系統(tǒng)指的是工作零線與保護零線分開設(shè)置的系統(tǒng)，對應(yīng)于人們俗稱的三相五線制。

2、為什么要實行三相五線制

在三相四線制電源系統(tǒng)中，零線兼有工作零線和保護零線的雙重功用，我們把它稱作PEN線(圖二)。采用PEN線來做保護存在著一定的弊端。







其一，中性點漂移帶來的影響。負荷不平衡時，中性點發(fā)生漂移，電源中性點和負荷中性點之間產(chǎn)生電壓。

電壓的大小為：UOO′=(UAYA UBYB UCYC)/(YA YB YC YN)

UA、UB、UC -三相的相電壓(向量)

Y—導納;Y=1/Z

要使UOO′等于零，必須使式中的分子等于零，或者分母無窮大。滿足分子等于零的條件是負荷必須對稱，即YA YB YC=Y

則UAYA UBYB UCYC=(UA UB UC)Y=0;滿足分母無窮大的條件是YN ,ZN 0，即PEN線上的阻抗趨于零。

有人曾做過Pspice實驗，將3000盞40W日光燈均勻分布在三相上，按三種情況進行研究。**種情況，某一相負荷不變，另外兩相，其中一相負荷增加，另一相負荷減少(即A相為1000盞，B相為1000 K盞，C相為1000-K盞，K=100,200，…，1000);*二種情況，某兩相負荷增加，另一相負荷減少(即A相為1000-K盞，B相為1000 K/2盞，C相為1000 K/2盞，K=100,200，…，1000);*三種情況，某兩相負荷減少，另一相負荷增加(即A相為1000 2K盞，B相為1000-K盞，C相為1000-K盞，K=100,200，…，1000)。實驗數(shù)據(jù)見下表：

三相星形不平衡負荷下的中性點電壓







可見，三相負荷不平衡度越大，中性點電位漂移也越大，極限值可以達到相電壓的水平。

理論上，當PEN線的阻抗由于種種原因不趨于零，并且向無窮大的方向增加時，PEN線以及接在PEN線上的設(shè)備外殼上所產(chǎn)生的電壓亦會趨于相電壓，這個電壓就必須使三相負荷盡量保持平衡，或PEN線的阻抗趨向于零。

其二，零線斷線帶來的影響。這是PEN線阻抗變化的較端個例，即阻抗無窮大。如圖三，工作零線兼做保護零線時，一旦零線斷線，相線電壓就會送到斷線處，這樣，斷線處后面所接設(shè)備的外殼上就會帶上相線電壓，此電壓對人的危害不言而喻，也是TN-C接零保護系統(tǒng)難以克服的。







為了克服TN-C接零保護系統(tǒng)存在的上訴缺陷，按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-2005)的規(guī)定采用TN-S 接零保護系統(tǒng)。由圖四可知，此時不論負荷是否平衡，不論工作零線的阻抗如何變化，其都對PE線沒有任何影響，大大地提高了安全性。







3、關(guān)于TN-C-S接零保護系統(tǒng)。

前邊介紹過，這是工作零線與保護零線**部分合一，后一部分分開設(shè)置的接零保護系統(tǒng)?？疾焓┕がF(xiàn)場的臨時用電工程，絕大多數(shù)施工單位采用的是TN-C-S接零保護系統(tǒng)，由電源進線零線重復接地處或總漏電保護器電源側(cè)零線處，引出一根PE線，形成局部的三相五線制(圖五)。從圖五中不難看出，兩根零線的節(jié)點越靠近電源中性點，就越接近TN-S接零保護系統(tǒng);離電源中性點越遠，其TN-C接零保護系統(tǒng)的特性就越**?？紤]到TN-C接零保護系統(tǒng)存在的缺陷，所以，應(yīng)該慎重應(yīng)用TN-C-S接零保護系統(tǒng)。







4、正確設(shè)置三相五線制

實際工作中，不少人認為所謂的三相五線制就是采用五芯電纜設(shè)置的接零保護系統(tǒng)，結(jié)果是盲目地采購和使用五芯電纜，導致五芯電纜被亂用、被浪費的現(xiàn)象時有發(fā)生。檢查中經(jīng)常會看到在分配電箱、開關(guān)箱里，電工或者把兩根零線擰在一起用，或者丟下一根零線不用的現(xiàn)象。那么，如何正確設(shè)置接零保護系統(tǒng)呢?筆者以為可以將三級配電線路分段來考慮。**段，由總配電箱到分配電箱的動力線路。此線路是否使用五芯電纜設(shè)置接零保護系統(tǒng)，取決于分配電箱任一分路的負荷是否需要相零220V電源供電，不需要相零220V電源供電的，則可以使用四芯電纜設(shè)置接零保護系統(tǒng)。)在具體實施中，可以把需要相零220V電源供電的負荷盡量安排在同一個分配電箱里，以減少五芯電纜的使用。*二段，由分配電箱到開關(guān)箱的動力線路(包括負荷及其控制電器的電源線)。此線路是否使用五芯電纜設(shè)置接零保護系統(tǒng)，取決于負荷及其控制電器的相數(shù)和線數(shù)。如果負荷及其控制電器只需三相電源為其供電，比如建筑工地鋼筋加工場地使用的切斷機、矯直機，木工場地使用的電鋸、電刨，攪拌場地使用的攪拌機(如JZ350砼攪拌機)等，則可以使用四芯電纜(形式為三相四線制)進行接零保護系統(tǒng)的設(shè)置。在單相供電系統(tǒng)中，如單相380V焊機，或者相零220V負荷，可以采用三芯電纜(形式為單相三線制)做接零保護系統(tǒng)，這些都是三相五線制應(yīng)包含的內(nèi)涵，它們不需要使用五芯電纜。只有負荷及其控制電器同時需要380V三相電源和相零220V電源供電時才應(yīng)采用五芯電纜做接零保護系統(tǒng)的設(shè)置(形式為三相五線制)，像塔式起重機(如QTZ63)等設(shè)備，即需要380V三相電源驅(qū)動起升、回轉(zhuǎn)、小車牽引電動機，又需要為塔頂燈、駕駛室維修燈、駕駛室燈、220V插座提供相零220V電源。廣義地講，三相五線制接零保護系統(tǒng)的結(jié)線方式包括：單相三線、無中性點的三相四線、有中性點的三相四線以及三相五線，使用的電纜分別為三芯、四芯和五芯。不能簡單地從電纜芯線的個數(shù)上去判斷是否采用了三相五線制接零保護系統(tǒng)。三相五線制叫法很容易引起誤解，還是按照標準稱為TN-S接零保護系統(tǒng)吧。







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