三相五線制與三相四線制的比較
(1)基本供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介常用的基本供電系統(tǒng)有(380v)三相三線制和(380/220v)三相四線制等,但這些名詞術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵不是十分嚴(yán)格.國(guó)際電工委員會(huì)(iec)對(duì)此作了統(tǒng)一規(guī)定,稱為tt 系統(tǒng)、tn系統(tǒng)、it 系統(tǒng).其中tn 系統(tǒng)又分為tn-c、tn-s 系統(tǒng).
tt 式供電系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng),稱為保護(hù)接地系統(tǒng),也稱tt 系統(tǒng).第一個(gè)符號(hào)t 表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地;第二個(gè)符號(hào)t 表示負(fù)載設(shè)備金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與大地直接聯(lián)接,而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān).在tt 系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱為保護(hù)接地。
tn 方式供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng),稱作接零保護(hù)系統(tǒng),用 tn 表示.tn-c 方式供電系統(tǒng)是用工作零線兼作接零保護(hù)線,可以稱作保護(hù)中性線,可用npe 表示,即常用的三相四線制供電方式.tn-s 式供電系統(tǒng)是把工作零線n 和專用保護(hù)線pe 嚴(yán)格分開的供電系統(tǒng),稱作tn-s 供電系統(tǒng),即常用的三相五線制供電方式.
it 方式供電系統(tǒng),其中i 表示電源側(cè)沒(méi)有工作接地,或經(jīng)過(guò)高阻抗接地.第二個(gè)字母t表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù).it 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí),供電的可靠性高、安全性好.一般用于不允許停電的場(chǎng)所,或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方,例如連續(xù)生產(chǎn)裝置、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處.
(2)三相四線制(tn-c)與三相五線制(tn-s)系統(tǒng)的比較
在三相四線制供電方式中,由于三相負(fù)載不平衡時(shí)和低壓電網(wǎng)的零線過(guò)長(zhǎng)且阻抗過(guò)大時(shí),零線將有零序電流通過(guò),過(guò)長(zhǎng)的低壓電網(wǎng),由于環(huán)境惡化、導(dǎo)線老化、受潮等因素,導(dǎo)線的漏電電流通過(guò)零線形成閉合回路,致使零線也帶一定的電位,這對(duì)安全運(yùn)行十分不利.
在零線斷線的特殊情況下,斷線以后的單相設(shè)備和所有保護(hù)接零的設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)的電壓,這是不允許的.
采用三相五線制供電方式,用電設(shè)備上所連接的工作零線 n 和保護(hù)零線 pe 是分別敷設(shè)的,工作零線上的電位不能傳遞到用電設(shè)備的外殼上,這樣就能有效隔離了三相四線制供電方式所造成的危險(xiǎn)電壓,使用電設(shè)備外殼上電位始終處在地電位,從而消除了設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓的隱患.
發(fā)電機(jī)中,三組感應(yīng)線圈的公共端作為供電系統(tǒng)的參考零點(diǎn),引出線稱為中線(在單相供電中稱為零線);另一端與中線之間有額定的電壓差,稱為相線(單相供電中稱為火線).
一般情況下,中線是以大地作為導(dǎo)體,故其對(duì)地電壓應(yīng)為零,稱為零線.因此相線對(duì)地必然形成一定的電壓差,可以形成電流回路,稱其為火線.正常供電回路由相線(火線)和中線(零線)形成.地線是儀器設(shè)備的外殼或屏蔽系統(tǒng)就近與大地連接的導(dǎo)線,其對(duì)地電阻小于4 歐姆;它不參與供電回路,主要是保護(hù)操作人員人身安全或抗干擾用的.很多情況下,中線和大地的連接問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致用電端中線對(duì)地電壓大于零,因此三相五線制種將中線和地線分開對(duì)消除安全隱患具有重要意義.
在三相四線制供電方式中,主要采用 tn-c 系統(tǒng)供電系統(tǒng),對(duì)于單相回路存在較大的安全缺陷.單相二線供電方式,最大缺陷是在發(fā)生電器外殼碰相線時(shí),直接將 220v 相電壓施加給此時(shí)正巧觸摸到的人,從而發(fā)生觸電事故.但如果把接外殼的保護(hù)線 pe 和中性線 n 并聯(lián)合用一根,實(shí)際上這也是極不安全的.建筑物的配電線路由于接頭松脫、導(dǎo)線斷線等故障,很可能造成圖1所示a點(diǎn)處開路,此時(shí)當(dāng)其中一臺(tái)設(shè)備開關(guān)接通后,在 a點(diǎn)后面所有中性線上,將出現(xiàn)相電壓,這個(gè)高電壓又被設(shè)備接地引至所有插入插座的用電設(shè)備外殼上,而且其后的設(shè)備即使并未開啟,外殼上也有 220v 電壓,這是十分危險(xiǎn)的.
圖1 tn-c系統(tǒng)單相回路斷零示意圖
如果采用三相五線制的tn-s 供電系統(tǒng),則不會(huì)出現(xiàn)這種情況.如圖2所示,只有當(dāng)保護(hù)線斷開,而且又有一臺(tái)設(shè)備發(fā)生相線碰外殼,兩故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí),才會(huì)出現(xiàn)與前述二線制中類似情況的事故.從而也極大地降低了事故出現(xiàn)的可能性.
圖2 tn-s系統(tǒng)單相回路示意圖
3.三相五線制在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(1)三相五線制供電的應(yīng)用范圍凡是采用保護(hù)接零的低壓供電系統(tǒng),均是三相五線制供電的應(yīng)用范圍.國(guó)家有關(guān)部門規(guī)定:凡是新建、擴(kuò)建、企事業(yè)、商業(yè)、居民住宅、智能建筑、基建施工現(xiàn)場(chǎng)及臨時(shí)線路,一律實(shí)行三相五線制供電方式,做到保護(hù)零線和工作零線單獨(dú)敷設(shè).對(duì)現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)逐步將三相四線制改為三相五線制供電,具體辦法應(yīng)按三相五線制敷設(shè)要求的規(guī)定實(shí)施.
根據(jù)jgj/t-1992《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》,住宅小區(qū)設(shè)計(jì)不應(yīng)采用tn-c供電系統(tǒng)即三相四線制供電方式,而應(yīng)推廣采用tn-s供電系統(tǒng)即三相五線制供電方式.
(2)單相三線制和三相五線制配電建筑電氣設(shè)計(jì)中采用單相三線制和三相五線制配電.就是在過(guò)去單相二線制和三相四線制配電基礎(chǔ)上,另增加一根專用保護(hù)線直接與接地網(wǎng)相連,如圖1所示.即根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)(iec)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而定的tn-s系統(tǒng),從而保障了電器使用的安全.
①單相三線制是三相五線制的一部分,在配電中出現(xiàn)了n線和pe線:一個(gè)是工作接地n線,這是構(gòu)成電氣回路的需要,其中有工作電流流過(guò),在單相二線制中,工作接地n嚴(yán)禁裝設(shè)保險(xiǎn)等可斷開點(diǎn),但單相三線制中則應(yīng)同相線一樣裝設(shè)保護(hù)元器件.另一個(gè)是保護(hù)接地pe線,要求直接與接地網(wǎng)相聯(lián)接,保護(hù)線pe與中性線n從某點(diǎn)分開后,就不得有任何聯(lián)系,目的有兩個(gè):其一是為了使漏電電流動(dòng)作保護(hù)能正確動(dòng)作;其二是為了使保護(hù)線上沒(méi)有電流流過(guò),以利安全.
②每個(gè)建筑物進(jìn)戶線處應(yīng)將零線重復(fù)接地,接地電阻≤lo.
③從引入處開始,接至建筑物內(nèi)各個(gè)插座,中性線n和保護(hù)線pe完全分開(嚴(yán)禁零地混接).至于保護(hù)線pe的導(dǎo)線應(yīng)采用與工作回路相同等級(jí)的絕緣導(dǎo)線,且與中性線n截面相同,敷設(shè)方式和路徑也同工作回路,為便于識(shí)別,最好能采用三種顏色分開,依據(jù)規(guī)范,相線為l1黃、l2綠、l3紅色;中性線n為淡蘭色或黑色;保護(hù)線pe為黃綠雙色.(民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定住宅建筑每戶的進(jìn)線開關(guān)或插座專用回路宜設(shè)置漏電電流動(dòng)作保護(hù),動(dòng)作電流為30ma.
三相四線制和三相五線制符號(hào)含義解答：
（r 黃、s綠、t紅、n藍(lán)或黑、地黃加綠雙色線）三相五線制 （r 黃、s綠、t紅、n藍(lán)或黑色線、）三相四線制 （r 黃、s綠、t紅、地黃加綠雙色線）三相四線制 三相四線制:相線a、b、c，保護(hù)零線pen，pen線上有工作電流通過(guò)，pen在進(jìn)入用電建筑物處要做重復(fù)接地；屬于tn-c接地系統(tǒng). 三相五線制：相線a、b、c，零線n，保護(hù)接地線pe，n線有工作電流通過(guò)，pe線平時(shí)無(wú)電流（僅在出現(xiàn)對(duì)地漏電或短路時(shí)有故障電流）；我國(guó)民用建筑的配電方式采用tn-s接地系統(tǒng)。