眾所周知,在國內機房中一般采用TN-S的接地方式。那么這種接地方式代表什么意義,與TT、IT等接地系統又有什么區別?這些接地系統各有什么優缺點?今天,我們將在這里對這些接地系統做一個詳細的闡述。
一、接地方式介紹
低壓交流供配電系統按接地方式的不同分為三類,即TT、TN和IT系統,其中TN系統應用最為廣泛。
TN系統根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TN-C,TN-S,TN-C-S系統。
低壓交流供配電系統的分類參照IEC60364-1。供配電系統的接地形式以拉丁文字作代號,其意義為:
圖1:接地系統命名字母含義
參照以上的定義,可以得出如下幾種常見接地系統的含義。
圖2:各接地系統命名含義
二、接地方式對比
說到接地系統,首先要考慮的是安全性,其次是可靠性。
安全性指的是供配電時不能傷害人或設備,可靠性指的是不間斷供電的能力。
注意:在一個地區應使用同一種供電系統,不可同時混用多種供電系統,以確保用電設備安全可靠運行。
下面就供配電系統常用的五種交流電源系統及接地方式進行簡單的介紹,并結合安全性與可靠性進行對比分析。
1.IT系統
IT系統是三相三線式供電及接地系統,該系統變壓器中性點不接地或經高阻抗接地,無中性線N,電氣設備保護接地線(PE線)各自獨立接地。
IT供電系統在供電距離不是很長時,供電可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所,或者是要求嚴格連續供電的地方,如大型醫院手術室、重要通信樞紐等。
該系統對用電設備的耐壓要求較高,不適用于供電距離很長的場所。
圖3:IT系統接地示意
2.TT系統
TT系統是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統,稱為保護接地系統。
其特點是中性點N和保護地線PE無電氣連接,即中性點接地與PE線接地是分開的。
設備的外露可導電部分均與系統接地點無關,各自的接地裝置單獨接地。
圖4:TT系統接地示意
TT系統常用于設備供電來自于公用電網的地方,民用郊區較常見。TT系統在正常運行時,不管三相負載是否平衡,在中性線N帶電的情況下,PE線均不帶電。因此,該系統中負載的所有接地均稱為保護接地。
3.TN系統
TN系統供電方式是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統,稱作保護接零系統。電力系統有一點直接接地,電氣裝置的外露可導電部分通過保護導體與該點連接。
TN系統又可分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統。
TN-C系統的電源中性點直接接地,引出中性點N線、保護線PE線或保護中性線PEN線,屬于三相四線制系統。
圖5:TN-C系統接地示意
4.TN-S系統
TN-S系統有五根線,即三根相線L1、L2、L3,一根中性線N和一根保護接地線PE,系統僅一點接地,用電設備的外露可導電部分(如外殼、機架等)接PE線。
圖6:TN-S系統接地示意
TN-S系統對接地故障靈敏度高,線路經濟簡單。目前采用這種供電系統的比較多,適用于三相負荷比較平衡且單相負荷容量較小的場所。
原則上PE線是不允許斷開的,容易導致觸電危險。因此。TN-S系統需要同時考慮重復接地。
5.TN-C-S系統
TN-C-S系統是由兩個接地系統組成,前部分有四根線,是TN-C供電系統;后部分有五根線,是TN-S供電系統。
分界點在N線和PE線的連接點處,分開后不允許再合并。
這種供電系統一般用在供電由區域變電所引來的民用建筑物等場所。進戶前采用TN-C供電系統,進戶后變成了TN-S供電系統。目前,常見于新建數據中心及其他設施中。
圖7:TN-C-S系統接地示意
總體來看,TN-C-S系統綜合了TN-C系統和TN-S系統的成本優勢,又避免了TN-C系統的安全問題。
圖8:五種接地系統優劣對比
目前這五種接地系統都有一些應用,而TN-S系統是應用較多的。用戶應根據自己的實際需求來選擇合適的接地系統,滿足建設需求。