當(dāng)前國際上權(quán)威、通用的低壓電氣標(biāo)準(zhǔn)是iec國際電工委員會(huì)第64技術(shù)委員會(huì)制訂的《建筑物電氣裝置》標(biāo)準(zhǔn)(iec 60364 標(biāo)準(zhǔn))。相應(yīng)地,20世紀(jì)90年代始國家對電工的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)(如《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》)進(jìn)行等同或等效iec標(biāo)準(zhǔn)的修改、修訂,在向iec標(biāo)準(zhǔn)靠攏趨勢下,我國有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)(如《交流電氣裝置的接地》、《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》)補(bǔ)充了建筑物電氣裝置的接地要求和方法。
iec 60364標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容廣泛,要求嚴(yán)謹(jǐn),但只作綱領(lǐng)性敘述,無相應(yīng)詳細(xì)豐富圖文舉例,掌握和運(yùn)用iec 60364標(biāo)準(zhǔn),如嬰兒學(xué)步,舉步維艱;對于長久受前蘇聯(lián)電氣規(guī)程影響,電工用語偏滯于技術(shù)相對落后的水準(zhǔn),重視電網(wǎng)安全,忽略用戶的用電安全,至今還不能完全摸清影響深度,習(xí)慣長久使然。新的引入的國際電工標(biāo)準(zhǔn)艱深難懂、精述間練,舊有的思維定勢潛移偶現(xiàn),新舊觀念的矛盾下,產(chǎn)生了一些似是而非的電工術(shù)語名稱,對電氣標(biāo)準(zhǔn)的理解和執(zhí)行造成了誤區(qū)存在。新引入的iec國際電工標(biāo)準(zhǔn)詞簡意駭。新舊電工標(biāo)準(zhǔn)的沖突下,產(chǎn)生了一些望文生義的電工用語名稱,如“三相五線制”,混淆了tt系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)、tn-s系統(tǒng)三種不同性質(zhì)的接地系統(tǒng)。只有理明低壓配電接地系統(tǒng)的概念、范圍及要求,才不會(huì)因錯(cuò)誤的電工用語而施工方法不當(dāng),留下安全用電的隱患。
1、提出疑問
“三相五線制”,人們通常指某一電氣設(shè)備有五根導(dǎo)線引出。具體來講,五根導(dǎo)線的功能通常有以下兩種說法:第一種說法,五根導(dǎo)線為三根相線,一根零線,一根與設(shè)備外殼連接的地線;第二種說法,五根導(dǎo)線是指三根相線,一根工作零線(或稱系統(tǒng)零線),一根與設(shè)備外殼連接的保護(hù)零線。這兩種說法,都有共同之處,當(dāng)三相不平衡時(shí),零線或工作零線(系統(tǒng)零線)流過不平衡負(fù)荷電流,而與設(shè)備連接的導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對低壓配電接地系統(tǒng)進(jìn)行分析、探討。
2、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對低壓配電系統(tǒng)的規(guī)定
參照gb50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、gb50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dǎo)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)。
1.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(dǎo)電部分接地,通常指電氣設(shè)備的金屬外殼接地。見圖3.1
2.tt系統(tǒng)
第一個(gè)t 表示電源端有一點(diǎn)直接接地,通常是指配變的中性點(diǎn)直接接地。第二個(gè)t 是指電氣裝置外露可導(dǎo)電部分直接接地,此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)。見圖3.2
3.tn 系統(tǒng)
t 表示電源端有一點(diǎn)直接接地,通常是指配變的中性點(diǎn)直接接地。n 表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。按中性線與保護(hù)線的的組合情況,tn系統(tǒng)又分為以下三種型式:
3.1 tn-c 系統(tǒng):整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是合一的。見圖3.3.1
3.2 tn-c-s 系統(tǒng):系統(tǒng)中有一部分的中性線和保護(hù)線是合一的。見圖3.3.2
3.3 tn-s 系統(tǒng):整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是分開的。見圖3.3.3
4.有關(guān)接地系統(tǒng)術(shù)語
外露可導(dǎo)電部分――平時(shí)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(dǎo)電部分
中性線(n線)――與低壓系統(tǒng)電源中性點(diǎn)連接用來傳輸電能的導(dǎo)線。
保護(hù)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(dǎo)線:
a.線路或設(shè)備金屬外殼;b.線路或設(shè)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(diǎn)或人工中性點(diǎn)。
保護(hù)中性線(pen線)――具有中性線和保護(hù)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(yùn)行需要所設(shè)的接地(如中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)其它裝置接地等)
保護(hù)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(shè)備的安全而設(shè)的接地。
低壓配電系統(tǒng)可由兩種方式來表達(dá),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(fù)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(biāo)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(hù)線、保護(hù)中性線。負(fù)荷部分是工農(nóng)業(yè)用的電器(車床、收割機(jī)等),居民用的電器(電燈、電風(fēng)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(jī)獨(dú)立市電供電,變電是指配變利用電磁感應(yīng)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(jī)械能、熱能等不同型式能量進(jìn)行工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活的設(shè)備。
3、電工用語誤區(qū)實(shí)質(zhì)探析
綜覽上述規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn), “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(shè)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(shè)備外殼連接的導(dǎo)線自行接地,與配變中性點(diǎn)接地毫無相干。tn-c-s系統(tǒng)、tn -s系統(tǒng)中與設(shè)備外殼連接的導(dǎo)線與配變中性點(diǎn)相連。一旦設(shè)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(fù)荷保護(hù)動(dòng)作;而在tt系統(tǒng)中,設(shè)備與配變中性點(diǎn)各自接地,至少有8歐的接地電阻,產(chǎn)生的電流難使過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)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(hù)零線”,都是用詞不規(guī)范,這里,涉及一個(gè)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(shè)計(jì)規(guī)范》的附錄二 名詞解釋――“與變壓器直接接地的中性點(diǎn)連接的導(dǎo)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(hù)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(yīng),即是說“零線”對應(yīng)n線,“地線”對應(yīng)設(shè)備外殼與大地直接連接(同電源接地裝置無關(guān))的導(dǎo)線,那么在tn-s系統(tǒng)、tn-c-s系統(tǒng)中“零線”亦是對應(yīng)n線,而剩下那接殼的“地線”就對不上號,它不是與電源獨(dú)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(hù)零線”對應(yīng)pe線,“工作零線(系統(tǒng)零線)”應(yīng)是指主回路上,那么對應(yīng)n線,那么剩下的pen線又作如何稱謂。電氣設(shè)備所引出的五根線應(yīng)為三根相線,一根中性線(n線)或一根保護(hù)中性線(pen線),一根保護(hù)線(pe線)。這樣的電氣設(shè)備三相供電、五線相連的外在型式,在有關(guān)向iec標(biāo)準(zhǔn)接軌的國家標(biāo)準(zhǔn)、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(dá)。沒有確切弄懂電氣標(biāo)準(zhǔn)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(dá)其實(shí)際意義,無法準(zhǔn)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(huì)對電氣工程設(shè)計(jì)施工中導(dǎo)致誤解,產(chǎn)生失誤,留下隱患,潛伏危險(xiǎn)。
4、結(jié)束語
隨著我國入世后必然于逐步融入世界電氣大市場,關(guān)鍵在于國際交流中準(zhǔn)確理解電氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的內(nèi)涵,正確使用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的名詞術(shù)語,逐步穩(wěn)健邁向國際先進(jìn)電氣水平,更新傳統(tǒng)行業(yè)習(xí)慣落后觀念,提升電氣安全水平。