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發布時間:2025-02-25 15:22:47 人氣:
我國低壓供配電系統的接地分類遵循國際電工委員會(IEC)標準,主要分為IT系統、TT系統、TN系統三大類,其中TN系統進一步細分為TN-C、TN-S、TN-C-S三種子類型。以下從結構原理、技術特點和應用場景三個維度展開分析,并結合關鍵參數對比表進行系統對比。
一、分類及技術特性分析
1.IT系統(中性點不接地系統)
結構特征:電源中性點不接地或通過1000Ω以上高阻抗接地,用電設備金屬外殼單獨設置接地極(見圖1)。
核心優勢:
首次單相接地故障時,故障電流僅為非故障相電容電流(約0.5-10A),系統可繼續運行2小時,供電連續性達99.99%,適用于手術室、礦井等關鍵場所。
設備外殼電壓在首次故障時不超過50V(安全電壓),但二次故障可能導致電壓升至相電壓(220V)。
局限性:
需配置絕緣監測裝置實時報警,維護成本較高;
不適用于長距離供電(電容電流累積風險)。
2.TT系統(雙獨立接地系統)
結構特征:電源中性點直接接地(工作接地),設備外殼通過獨立接地極接地(保護接地),兩者無電氣連接(見圖2)。
技術特點:
故障電流路徑:設備外殼→保護接地→大地→電源接地,回路阻抗大(通常>10Ω),故障電流較小(約幾十安培),需依賴漏電保護器(RCD)切斷電源。
雷擊過電壓抑制能力較強,但低壓側易受高壓側故障影響(正/逆變換過電壓)。
應用場景:農村電網、臨時用電場所,適合分散式單相負載。
3.TN系統(保護接零系統)
共性特征:電源中性點直接接地,設備外殼通過保護導線(PE/PEN)與中性點連接。
子類型 | TN-C系統 | TN-S系統 | TN-C-S系統 |
導線結構 | PEN線合并中性線與保護線 | N線與PE線嚴格分離 | 前端TN-C(PEN線),后端TN-S(N+PE) |
安全性 | 最低(PEN線斷線導致外殼帶電) | 最高(PE線無電流) | 中等(前端PEN斷線風險) |
適用場景 | 淘汰中(僅存于老舊工業) | 新建建筑、數據中心 | 既有建筑改造、區域配電 |
典型參數 | PEN線重復接地電阻≤4Ω | PE線重復接地電阻≤10Ω | 分界點后PE線不得與N線合并 |
TN-C系統缺陷:三相不平衡時PEN線帶危險電位,禁用RCD,易引發觸電事故。
TN-S系統優勢:PE線獨立,電磁兼容性強,適用于精密儀器和爆炸危險環境。
TN-C-S系統折衷:降低改造成本(前端沿用PEN線),但需在進線處設置重復接地并嚴格分離N/PE線。
二、關鍵參數對比表
系統類型 | 故障電流路徑 | 典型接地電阻(Ω) | RCD必要性 | 供電連續性 | 典型應用場景 |
IT | 設備外殼→獨立接地 | 無要求 | 否 | ★★★★★ | 醫院ICU、礦山 |
TT | 設備外殼→獨立接地→大地 | ≤10(保護接地) | 必需 | ★★☆☆☆ | 農村電網、臨時用電 |
TN-C | 設備外殼→PEN線→中性點 | ≤4(重復接地) | 不可用 | ★★★☆☆ | 淘汰中 |
TN-S | 設備外殼→PE線→中性點 | ≤10(重復接地) | 可選 | ★★★★☆ | 數據中心、商業建筑 |
TN-C-S | 前端:PEN線→中性點;后端:PE線→中性點 | ≤4(前端重復接地) | 后端必需 | ★★★☆☆ | 既有建筑改造、工業園區 |
三、選型建議
高連續性需求場景(如手術室):優先選擇IT系統,搭配絕緣監測裝置。
分散式單相負載(如農網):采用TT系統,強制安裝30mA高靈敏度RCD。
新建民用/工業建筑:推薦TN-S系統,保障安全性與電磁兼容性。
成本敏感改造項目:TN-C-S系統過渡,但需確保分界點后嚴格分離N/PE線。
注意事項:同一配電網絡中禁止混用不同接地系統,避免電位差引發觸電事故。
技術文獻
產品知識