TN-S系统接地方式中重复接地的探讨

TN-S系统接地方式中重复接地的探讨

作者：印小勇

来源：《商情》2011年第31期

【摘要】 文章明确了TN-S系统的重复接地的针对性，通过对TN-S系统重复接地的简要分析，指出重复接地对TN-S系统的作用和重要性。 【关键词】 TN-S系统 N线 PE线 重复接地

1.TN-S系统重复接地的针对性

在低压配电系统中，TN系统中“重复接地”是对N线重复接地还是对PE线重复接地一直存在理解误区。在《交流电气装置的接地》（DL/T 621—1997）第7.2.1规定“当建筑物内未作总等电位联结，且建筑物距低压系统电源接地点的距离超过50m时，低压电缆和架空线路在引入建筑物处，保护线(PE)或保护中性线(PEN)应重复接地，接地电阻不宜超10Ω。”另外在《民用建筑电气设计规范》等设计规范中均未提及N线重复接地的概念和规定，由此可见，各标准和规范中针对的重复接地并非为“N线重复接地”。

对于TN-S系统来说因N线与PE线是除中性点外分开敷设并且彼此是相互绝缘的配电系统，同时与电气设备外壳相连接的是PE线而不是N线，因为我们所关心的更主要的是PE线的电位，而不是N线的电位。另外，TN-S系统重复接地只能与PE线连接，工作零线不得作重复接地，否则漏电保护器产生误动作而无法使用。所以，在TN-S系统中重复接地不是对N线的重复接地，而是对PE线的重复接地。 2.TN-S系统重复接地概述

TN-S系统对于电气设备导电外壳采用接PE线保护的供电系统，当其带电部分碰壳时，短路电流经过相线、PE线、外壳形成回路。此时设备的对地电压等于中性点对地电压和单相短路电流在PE线中产生电压降的相量和。显然，PE线阻抗的大小直接影响到设备对地电压，而这个电压往往比安全电压高出很多。为改善上述情况，在设备PE接地线再加一组接地装置，可以降低相线碰壳接地时的对地电压，这个接地就叫重复接地。如下图1：

图1 TN-S 重复接地系统图

3.TN—S系统中PE线的重复接地的作用

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1） 降低故障点的接地电压

当TN-S系统中发生单相碰壳短路故障时，假设C相电源电压为220V,Ra是C相导线电阻,R0是PE线的电阻，由等效电路图可以得出故障点对地电压为：

当PE线的重复接地时TN-S系统中发生单相碰壳短路故障时如图2，如果在PE线上加一组重复接地装置，R1为中性点接地电阻，R2为重复接地电阻，R2=10Ω，由图3等效电路图可以得出故障点对地电压：

由电路原理可知：R0、R1、R2的等效电阻必小于R0 或( Rl+R2)值，而必然小于1。由此可见

图2 TN-S重复接地方式单相短路系统图 图3 TN-S重复接地方式单相短路等效电路图 2） 减轻PE线的断线危险

如果PE线不进行重复接地，当PE断线时，系统处于既不接零也不接地的无保护状态。如果PE线重复接地，当PE线正常，系统处于接零保护状态；当PE断线时，如果断线处在重复接地前侧，系统则处在接地保护状态，此时重复接地的TN—S系统具有双重保护功能，即PE断线后由TN—S转变成TT系统的保护方式。

通过等效电路图可以分析断线前侧的故障点对地电压；断线后侧的故障点对地电压；假设R1=1Ω，R2=4Ω；将此值代入上式中，可得断线处后方设备对地电压和断线初前方设备对地电压分别为:≈176V。

由上述分析可知，在保护零线断线的情况下，重复接地的设置有利于降低电气设备发生碰壳短路故障的接触电压，但被降低的接触电压对人体来说，仍处于危险范围，并应同时注意保护零线断线两端的电压值仍接近220V。因此，PE线的断线现象应该避免发生，在施工与运行时都要提高敷设质量与维护质量。 3） 缩短故障持续时间

在系统内重复接地装置不应少于三处,一般情况下每处的接地电阻R2≤10Ω。显然，整个系统的接地电阻值降低了，当低压电网中某一相线漏电或断线落地时,可经过各处的重复接地就近构成回路,形成多点短路,使故障电流大大增加，迅速烧断保险装置,使电网的故障时间大大缩短,而且线路越长,效果越明显,从而加速了配电线路保护装置的动作。 4） 改善电网的防雷性能

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在有雷电的地区或季节里，低压电网的线路遭到雷击或有感应雷引入时，雷电的高压和强大的雷电电流对电气设备和人员都有很大的危险性。但是有了重复接地装置之后，雷电电压和雷电电流可以通过各处的重复接地就近入地，从而减小雷电的危险性。 4.结束语

综上所述，对于TN-S系统来说，重复接地实际上就是PE线的重复接地。PE线的重复接地在TN-S用电保护系统中具有不可磨灭的作用，但同时应注意，这些作用对人体安全来说还具有危险性，所以TN-S保护系统中应根据的国家相关规定要求采用多重保护以确保设备和人身的安全。

参考文献：

［1］ DL/T 621—1997,交流电气装置的接地[S]. ［2］ DL/T 321-1997,交流电气装置的接地[S]. ［3］ JGJ 16-2008,民用建筑电气设计规范[S].