“三相五線制”,人們通常指某一電氣設(shè)備有五根導(dǎo)線引出。具體來(lái)講,五根導(dǎo)線的功能通常有以下兩種說(shuō)法:第一種說(shuō)法,五根導(dǎo)線為三根相線,一根零線,一根與設(shè)備外殼連接的地線;第二種說(shuō)法,五根導(dǎo)線是指三根相線,一根工作零線(或稱(chēng)系統(tǒng)零線),一根與設(shè)備外殼連接的保護(hù)零線。這兩種說(shuō)法,都有共同之處,當(dāng)三相不平衡時(shí),零線或工作零線(系統(tǒng)零線)流過(guò)不平衡負(fù)荷電流,而與設(shè)備連接的導(dǎo)線無(wú)電流通過(guò)。三相供電,五線連接,乍看之下,合乎道理。下面,通過(guò)對(duì)有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低壓配電接地系統(tǒng)進(jìn)行分析、探討。在三相四線制制供電系統(tǒng)中,把零線的兩個(gè)作用分開(kāi),即一根線做工作零線(n),另外用一根線專(zhuān)做保護(hù)零線(pe),這樣的供電結(jié)線方式稱(chēng)為三相五線制供電方式.三相五線制包括三根相線、一根工作零線、一根保護(hù)零線.三相五線制的接線方式如下圖1 所示.
圖1 三相五線制接線示意圖
該接線的特點(diǎn)是:工作零線n與保護(hù)零線pe 除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外,兩線不再有任何的電氣連接.由于該種接線能用于單相負(fù)載、沒(méi)有中性點(diǎn)引出的三相負(fù)載和有中性點(diǎn)引出的三相負(fù)載,因而得到廣泛的應(yīng)用.在三相負(fù)載不完全平衡的運(yùn)行情況下,工作零線 n是有電流通過(guò)且是帶電的,而保護(hù)零線 pe 不帶電,因而該供電方式的接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電位.
有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)低壓配電系統(tǒng)的規(guī)定
參照gb50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、gb50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、dl/t621-1997《交流電氣裝置的接地》、gb14050-93《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》;低壓配電系統(tǒng)由以下兩種型式描述。
其一為帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式,分為交流系統(tǒng):?jiǎn)蜗喽€制、單相三線制、兩相三線制、兩相五線制、三相三線制、三相四線制;直流系統(tǒng):二線制、三線制。我國(guó)常用方式為單相二線制、兩相三線制、三相三線制、三相四線制。
其二為系統(tǒng)接地型式,分為it系統(tǒng)、tt系統(tǒng)、tn系統(tǒng);tn系統(tǒng)又分為tn-c系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)、tn-s系統(tǒng)。
it系統(tǒng)
i 表示電源端帶部分不接地或經(jīng)高阻抗接地。t 表示電氣裝置外露可導(dǎo)電部分接地,通常指電氣設(shè)備的金屬外殼接地。見(jiàn)圖3.1
tt系統(tǒng)
第一個(gè)t 表示電源端有一點(diǎn)直接接地,通常是指配變的中性點(diǎn)直接接地。第二個(gè)t 是指電氣裝置外露可導(dǎo)電部分直接接地,此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)。見(jiàn)圖3.2
tn 系統(tǒng)
t 表示電源端有一點(diǎn)直接接地,通常是指配變的中性點(diǎn)直接接地。n 表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。按中性線與保護(hù)線的的組合情況,tn系統(tǒng)又分為以下三種型式:
tn-c 系統(tǒng):整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是合一的。見(jiàn)圖3.3.1
tn-c-s 系統(tǒng):系統(tǒng)中有一部分的中性線和保護(hù)線是合一的。見(jiàn)圖3.3.2
tn-s 系統(tǒng):整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是分開(kāi)的。見(jiàn)圖3.3.3
有關(guān)接地系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)
外露可導(dǎo)電部分――平時(shí)不帶電壓,但故障情況下能帶電壓的電氣裝置的容易觸及的導(dǎo)電部分
中性線(n線)――與低壓系統(tǒng)電源中性點(diǎn)連接用來(lái)傳輸電能的導(dǎo)線。
保護(hù)線(pe線)――低壓系統(tǒng)中為防觸電用來(lái)與下列任一部分作電氣連接的導(dǎo)線:
a.線路或設(shè)備金屬外殼;b.線路或設(shè)備以外的金屬部件;c.總接地線或總等地位連接端子板;d.接地極;e.電源接地點(diǎn)或人工中性點(diǎn)。
保護(hù)中性線(pen線)――具有中性線和保護(hù)線兩種功能的接地線。
工作接地――在電力系統(tǒng)電氣裝置中,為運(yùn)行需要所設(shè)的接地(如中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)其它裝置接地等)
保護(hù)接地――電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等,由于絕緣損壞有可能帶電,為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地。
低壓配電系統(tǒng)可由兩種方式來(lái)表達(dá),一種是以構(gòu)成部分論述,另一種是以流程論述。低壓配電系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),由電源部分、輸電部分、負(fù)荷部分構(gòu)成。電源部分是可泛指10/0.4kv變配電所,變配電所將交流標(biāo)稱(chēng)電壓10kv轉(zhuǎn)變?yōu)?.4kv,供電380v工業(yè)用戶(hù)、220v居民用戶(hù),電源部分具體范圍只是變配電所內(nèi)配變至低壓柜部分。輸電部分是指變配電所內(nèi)的低壓柜饋電線路,包括相線、中性線、保護(hù)線、保護(hù)中性線。負(fù)荷部分是工農(nóng)業(yè)用的電器(車(chē)床、收割機(jī)等),居民用的電器(電燈、電風(fēng)扇等)。低壓配電系統(tǒng)也可用另一種功能順序來(lái)描述,可分為發(fā)電、變電、輸電、受電四部分,發(fā)電是指有些工廠自備發(fā)電機(jī)獨(dú)立市電供電,變電是指配變利用電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)繞組的10kv交流電能轉(zhuǎn)變成二次側(cè)繞組0.4kv交流電能。輸電指承載380v/220v交流電壓的線路(架空線路或電纜線路)。受電是指將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能等不同型式能量進(jìn)行工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活的設(shè)備。
電工用語(yǔ)誤區(qū)實(shí)質(zhì)探析
綜覽上述規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn), “三相五線制”的提法毫無(wú)出處。從系統(tǒng)接地型式來(lái)看: tt系統(tǒng)(圖3.2)、tn-c-s系統(tǒng)(圖3.3.2)、tn -s系統(tǒng)(圖3.3.3),設(shè)備都是三相供電,五線連接,但不要忘記的是,該三種接地系統(tǒng)型式有各自的特性,不能用“三相五線制”綜合命名。tt系統(tǒng)中與設(shè)備外殼連接的導(dǎo)線自行接地,與配變中性點(diǎn)接地毫無(wú)相干。tn-c-s系統(tǒng)、tn -s系統(tǒng)中與設(shè)備外殼連接的導(dǎo)線與配變中性點(diǎn)相連。一旦設(shè)備內(nèi)相對(duì)殼碰觸,在tn-c-s系統(tǒng)、tn -s系統(tǒng)中,相線與中性線形成回路,瞬間產(chǎn)生大電流,過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作;而在tt系統(tǒng)中,設(shè)備與配變中性點(diǎn)各自接地,至少有8歐的接地電阻,產(chǎn)生的電流難使過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作。
在本文第二部分中提及的“零線”、“地線”、“工作零線(系統(tǒng)零線)”、“保護(hù)零線”,都是用詞不規(guī)范,這里,涉及一個(gè)過(guò)棄電工術(shù)語(yǔ)名詞“零線”,是出現(xiàn)于二十多年未更新版本的gbj65-83《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》的附錄二 名詞解釋――“與變壓器直接接地的中性點(diǎn)連接的導(dǎo)線,或直流回路中的接地中性線,稱(chēng)為零線”。由于這“零線”,派生出“工作零線(系統(tǒng)零線)” 、“保護(hù)零線”。若按照gbj65-83中的對(duì)零線來(lái)看,“零線”,“地線”與tt系統(tǒng)相似對(duì)應(yīng),即是說(shuō)“零線”對(duì)應(yīng)n線,“地線”對(duì)應(yīng)設(shè)備外殼與大地直接連接(同電源接地裝置無(wú)關(guān))的導(dǎo)線,那么在tn-s系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)中“零線”亦是對(duì)應(yīng)n線,而剩下那接殼的“地線”就對(duì)不上號(hào),它不是與電源獨(dú)立的接地裝置連接。就單單在tn-s系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)中,若“保護(hù)零線”對(duì)應(yīng)pe線,“工作零線(系統(tǒng)零線)”應(yīng)是指主回路上,那么對(duì)應(yīng)n線,那么剩下的pen線又作如何稱(chēng)謂。電氣設(shè)備所引出的五根線應(yīng)為三根相線,一根中性線(n線)或一根保護(hù)中性線(pen線),一根保護(hù)線(pe線)。這樣的電氣設(shè)備三相供電、五線相連的外在型式,在有關(guān)向iec標(biāo)準(zhǔn)接軌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中只是有tt系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)、tn-s系統(tǒng)來(lái)表達(dá)。沒(méi)有確切弄懂電氣標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)涵,人為地生造電工用語(yǔ),用語(yǔ)不規(guī)范、不能清楚表達(dá)其實(shí)際意義,無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)別不同性質(zhì)的tt系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)、tn-s系統(tǒng)的3種接地系統(tǒng)型式,而含糊地歸納為“三相五線制”,具體不清楚是指這三種系統(tǒng)中的那一種,若混淆了不同性質(zhì)的接地系統(tǒng),會(huì)對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)施工中導(dǎo)致誤解,產(chǎn)生失誤,留下隱患,潛伏危險(xiǎn)。