關於低壓系統的TN、TT、IT,看過來!這裡有不一樣的說法!(下)

在上一篇文章《 》中,著重提及了以下幾個問題:

  • 什麼是【系統接地】和【保護接地】?它們才是TN、TT、IT系統存在的真正意義!
  • 說明了 TN-C、TN-S、TN-C-S 系統的來由和優缺點,以及它們的運用場所。

對於TN系統,因為被大家所熟知,存在的爭議並不是那麼大,因此前文中我主要是在敘述它們的“發展歷程”,再將其中容易被大家忽略的地方挑出來說說。

也知道大家用的是移動終端再看,若把TT、IT系統合併著一起說完,一是怕篇幅太長,很多人看不完就關了;二是擔心反覆提及TN、TT、IT會把大家繞暈,所以就緩了緩。

其實,相對於 TN 系統而言,我更想說說大家比較少見的 TT 和 IT 系統。下面進入正題!

關於低壓系統的TN、TT、IT,看過來!這裡有不一樣的說法!(下)

TT 系統與 TN 系統的比較

在談TT系統前,還是先來看看TT系統與TN系統的比較。

兩者電源側中性點都做了系統接地處理,區別在於用電設備側的外露可導電部分是怎麼接地的。TT系統是直接就地接地,而且這個保護接地極被要求不能與電源側的系統接地有電氣連通。也很容易理解,有電氣連通了不就成了TN系統了嗎!

【至於為什麼兩者在電源側都做了系統接地?能不能不接地?】限於篇幅原因,此處不做詳細分析,大家有興趣的話,可以點擊關注【電氣研習,後面我還會單獨去說說這個問題。

TT系統自電源側引出了L1、L2、L3、N線,注意了這裡不是PEN線,所以TT系統重來都沒有【重複接地】這麼一個概念。可以說,TT系統引出的都是功能性導線,目的就是為我們380V、220V的電氣設備取電而提供的,也是我們用電最原始的需求。

但是隻讓設備運行起來還不夠,還要在運行之餘必須提高用電的可靠性和安全性,所以才有了系統接地和保護接地的概念。

TT系統的系統接地和保護接地沒有電氣連通,各用電設備的保護接地之間也沒有電氣連通,正常運行時,電氣設備外露可導電部分與大地電位相等,且電源側和該電源系統內的各配電分支迴路出現的單相接地故障範圍相對獨立,因為沒有PE線,並不會出現如TN系統那樣故障電壓沿PE線到處蔓延的情況。

這裡或許有人要問了,不會沿PE線蔓延,會不會沿N線蔓延呢,N線和PE線在電源側也是連通的呀?答案是不會,因為TT系統的配電迴路開關應選能切斷中性極的開關,當保護電器切斷故障迴路時,會將N線一併斷開。

不過,TT系統發生單相接地故障時,因故障迴路內存在電源側的系統接地電阻(Rb不大於4Ω)和設備側的保護接地電阻(Ra一般取10~30Ω),如此故障迴路阻抗將比TN系統大的多,故障電流也就非常小了,所以TT系統不能像TN系統那樣,用開關電器的過電流保護兼作接地故障保護,而必須採用剩餘電流保護裝置(RCD)來進行保護,一定程度上增加了配電系統的投資和複雜性。

關於低壓系統的TN、TT、IT,看過來!這裡有不一樣的說法!(下)

TT系統

TT 系統怎麼用?

上面說了,TN系統的故障電壓會沿PE線蔓延至用電設備端,使設備外殼帶電而發生電擊事故。為了解決這個問題,只需在用電設備處設置等電位聯結,使得人站立處與設備外殼間的故障接觸電位差相等即可,而等電位聯結的設置相對於建築物內來說也是較容易實現的,所以建築內普遍採用了TN系統。

但對於戶外場所來說,設置等電位很難具備條件,如果繼續採用TN系統,設備外殼與大地間的故障接觸電位差將非常大,足以造成人身電擊事故。那麼這時考慮採用TT系統,則可以阻斷故障電壓蔓延的問題。所以說,TT系統適用於不具備設置等電位聯結的戶外場所,比如:農村宅基地用電、農場、施工場地、路燈、庭院燈、戶外臨時用電場所等。

但TT系統要配置RCD裝置,且三相迴路需要用四極開關,四極開關又容易引發“斷零”事故,造成單相設備燒壞的情況(可以看我最近的另一篇文章《 》),也有不足。一個是人身安全問題,一個是財產損失問題,以人為本,是我們的設計原則,所以在兩者無法兼顧的時候,唯有選擇前者。

這也告訴我們另一個道理,沒有正確的接地系統型式,只有更合適的選擇。

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TT 系統

IT 系統怎麼用?

IT系統是電源側不做系統接地,只在用電設備端做保護接地。在上一篇文《關於低壓系統的TN、TT、IT,看過來!這裡有不一樣的說法!(上)》

中舉例了船舶低壓配電採用的是 IT 系統。你們對神秘的IT系統好奇嗎?可以去看看。

IT系統相比於TN、TT系統最大的好處就是,當發生第一次單相接地故障時,故障電流沒有返回電源的電氣通路,電流僅為非故障兩相對地電容電流的相量和,這個值非常小(幾毫安級)。

因此故障電流落在設備端保護接地所產生的故障電壓就很低,不會引發人身電擊事故;毫安級的故障電流也不會引發火災、爆炸等事故。

既然第一單相接地故障不會造成人身安全和財產損失,那麼配電迴路就可以不用切除,繼續讓它帶“病”運行,所以IT系統的供電連續性比TN、TT系統要好很多。所以,它適用於對供電連續性和防電擊要求很高的場所,比如:船舶、潛艇、飛機、礦井下、鋼鐵廠、醫療手術室等。其實在發達國家,IT系統被用到更多地方,比如發電廠的廠用電、化工廠、爆炸危險性場所、重要會議大廳的安全照明、計算機中心、高層建築的消防應急電源等。

這裡需要說明的是,IT系統的供電連續性只是對於第一次單相接地故障而言,如再發生第二次異相接地故障時,故障電流會流經兩個用電設備端的保護接地極,此時則會造成兩個迴路的供電中斷。

所以IT系統中,必須要增設系統絕緣監測報警裝置(母線絕緣表),當發生單相接地故障時,監測報警裝置發出報警信號,以便告知值班人員及時排除故障。這個排除故障時間,規範中要求為兩小時,如兩小時後仍未排除故障,則應手動切除故障迴路。

另外,IT系統一般不建議引出中性線。我們知道,引出中性線後,可從配電系統取得用於照明、插座、控制等的220V電源電壓。但配出中性線後,如若N線出現絕緣損壞對地短路的話,絕緣監測裝置將無法正常工作,第一次接地故障無法被及時監測和排除,再發生第二次接地故障時兩個迴路會被保護切斷電源,從而也就失去了IT系統供電連續性的優點了。

IT系統中220V電源如何取得呢?宜增設10/0.23kV變壓器或0.38/0.23kV變壓器。所以介於上述種種原因,IT系統並不能廣泛被採用。

關於低壓系統的TN、TT、IT,看過來!這裡有不一樣的說法!(下)

IT 系統


至此,對於TN、TT、IT系統的基礎分享就算告一段落了,大家若有興趣,可點擊關注【電氣研習設】,或私信我,我們可以深入交流!

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