“三相五線制”,人們通常指某一電氣設備有五根導線引出。具體來講,五根導線的功能通常有以下兩種說法:第一種說法,五根導線為三根相線,一根零線,一根與設備外殼連接的地線;第二種說法,五根導線是指三根相線,一根工作零線(或稱系統(tǒng)零線),一根與設備外殼連接的保護零線。這兩種說法,都有共同之處,當三相不平衡時,零線或工作零線(系統(tǒng)零線)流過不平衡負荷電流,而與設備連接的導線無電流通過。三相供電,五線連接,乍看之下,合乎道理。下面,通過對有關(guān)的國家標準、行業(yè)標準對低壓配電接地系統(tǒng)進行分析、探討。在三相四線制制供電系統(tǒng)中,把零線的兩個作用分開,即一根線做工作零線(n),另外用一根線專做保護零線(pe),這樣的供電結(jié)線方式稱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
該接線的特點是:工作零線n與保護零線pe 除在變壓器中性點共同接地外,兩線不再有任何的電氣連接.由于該種接線能用于單相負載、沒有中性點引出的三相負載和有中性點引出的三相負載,因而得到廣泛的應用.在三相負載不完全平衡的運行情況下,工作零線 n是有電流通過且是帶電的,而保護零線 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電位.
有關(guān)標準、規(guī)范對低壓配電系統(tǒng)的規(guī)定
參照gb50054-95《低壓配電設計規(guī)范》、gb50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(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。
其一為帶電導體系統(tǒng)的型式,分為交流系統(tǒng):單相二線制、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電部分接地,通常指電氣設備的金屬外殼接地。見圖3.1
tt系統(tǒng)
第一個t 表示電源端有一點直接接地,通常是指配變的中性點直接接地。第二個t 是指電氣裝置外露可導電部分直接接地,此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。見圖3.2
tn 系統(tǒng)
t 表示電源端有一點直接接地,通常是指配變的中性點直接接地。n 表示電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點有直接電氣連接。按中性線與保護線的的組合情況,tn系統(tǒng)又分為以下三種型式:
tn-c 系統(tǒng):整個系統(tǒng)的中性線和保護線是合一的。見圖3.3.1
tn-c-s 系統(tǒng):系統(tǒng)中有一部分的中性線和保護線是合一的。見圖3.3.2
tn-s 系統(tǒng):整個系統(tǒng)的中性線和保護線是分開的。見圖3.3.3
有關(guān)接地系統(tǒng)術(shù)語
外露可導電部分――平時不帶電壓,但故障情況下能帶電壓的電氣裝置的容易觸及的導電部分
中性線(n線)――與低壓系統(tǒng)電源中性點連接用來傳輸電能的導線。
保護線(pe線)――低壓系統(tǒng)中為防觸電用來與下列任一部分作電氣連接的導線:
a.線路或設備金屬外殼;b.線路或設備以外的金屬部件;c.總接地線或總等地位連接端子板;d.接地極;e.電源接地點或人工中性點。
保護中性線(pen線)――具有中性線和保護線兩種功能的接地線。
工作接地――在電力系統(tǒng)電氣裝置中,為運行需要所設的接地(如中性點直接接地或經(jīng)其它裝置接地等)
保護接地――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備的安全而設的接地。
低壓配電系統(tǒng)可由兩種方式來表達,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)簡單來說,由電源部分、輸電部分、負荷部分構(gòu)成。電源部分是可泛指10/0.4kv變配電所,變配電所將交流標稱電壓10kv轉(zhuǎn)變?yōu)?.4kv,供電380v工業(yè)用戶、220v居民用戶,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、保護線、保護中性線。負荷部分是工農(nóng)業(yè)用的電器(車床、收割機等),居民用的電器(電燈、電風扇等)。低壓配電系統(tǒng)也可用另一種功能順序來描述,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)電機獨立市電供電,變電是指配變利用電磁感應原理將一次側(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)換為機械能、熱能等不同型式能量進行工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活的設備。
電工用語誤區(qū)實質(zhì)探析
綜覽上述規(guī)范、標準, “三相五線制”的提法毫無出處。從系統(tǒng)接地型式來看: 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)中與設備外殼連接的導線自行接地,與配變中性點接地毫無相干。tn-c-s系統(tǒng)、tn -s系統(tǒng)中與設備外殼連接的導線與配變中性點相連。一旦設備內(nèi)相對殼碰觸,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,過負荷保護動作;而在tt系統(tǒng)中,設備與配變中性點各自接地,至少有8歐的接地電阻,產(chǎn)生的電流難使過負荷保護動作。
在本文第二部分中提及的“零線”、“地線”、“工作零線(系統(tǒng)零線)”、“保護零線”,都是用詞不規(guī)范,這里,涉及一個過棄電工術(shù)語名詞“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計規(guī)范》的附錄二 名詞解釋――“與變壓器直接接地的中性點連接的導線,或直流回路中的接地中性線,稱為零線”。由于這“零線”,派生出“工作零線(系統(tǒng)零線)” 、“保護零線”。若按照gbj65-83中的對零線來看,“零線”,“地線”與tt系統(tǒng)相似對應,即是說“零線”對應n線,“地線”對應設備外殼與大地直接連接(同電源接地裝置無關(guān))的導線,那么在tn-s系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)中“零線”亦是對應n線,而剩下那接殼的“地線”就對不上號,它不是與電源獨立的接地裝置連接。就單單在tn-s系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)中,若“保護零線”對應pe線,“工作零線(系統(tǒng)零線)”應是指主回路上,那么對應n線,那么剩下的pen線又作如何稱謂。電氣設備所引出的五根線應為三根相線,一根中性線(n線)或一根保護中性線(pen線),一根保護線(pe線)。這樣的電氣設備三相供電、五線相連的外在型式,在有關(guān)向iec標準接軌的國家標準、規(guī)范中只是有tt系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)、tn-s系統(tǒng)來表達。沒有確切弄懂電氣標準的技術(shù)內(nèi)涵,人為地生造電工用語,用語不規(guī)范、不能清楚表達其實際意義,無法準確區(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),會對電氣工程設計施工中導致誤解,產(chǎn)生失誤,留下隱患,潛伏危險。