工程施工用電的基本供電系統(tǒng)分為(三相三線制380V)和三相四線制(380/220V)等，這樣分類欠嚴(yán)密。國際電工委員會(huì)( IEC )統(tǒng)一規(guī)定分為： TT 系統(tǒng)、 TN 系統(tǒng)、 IT 系統(tǒng)。其中 TN 系統(tǒng)又分為 TN-C 、 TN-S 、 TN-C-S 系統(tǒng)。下面將各種供電系統(tǒng)進(jìn)行介紹。
工程供電的基本方式
根據(jù) IEC 規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同分為三類，即 TT 、 TN 和 IT 系統(tǒng)，分述如下。
1、TT 方式供電系統(tǒng)
TT 方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)，也稱 TT 系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào) T 表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地;第二個(gè)符號(hào) T 表示負(fù)載設(shè)備金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與大地直接聯(lián)接，而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。在 TT 系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱為保護(hù)接地。
1)當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時(shí)，由于有接地保護(hù)，可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是，低壓斷路器(自動(dòng)開關(guān))不一定能跳閘，造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。
2)當(dāng)漏電電流比較小時(shí)，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù)，困此 TT 系統(tǒng)不宜在380/220V供電系統(tǒng)中應(yīng)用。
3) TT 系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。
現(xiàn)在有的施工單位是采用 TT 系統(tǒng)，施工單位專門安裝一組接地裝置，引出一條專用接地保護(hù)線，以減少需接地裝置鋼材用量。
把新增加的專用保護(hù)線 PE 線和工作零線 N 分開，其特點(diǎn)是：a.共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系;b.正常運(yùn)行時(shí)，工作零線可以有電流，而專用保護(hù)線沒有電流;c. TT 系統(tǒng)適用于用電設(shè)備容量小且很分散的場(chǎng)合。
2、TN 方式供電系統(tǒng)
這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng)，稱作接零保護(hù)系統(tǒng)，用 TN 表示。它的特點(diǎn)如下。
1 )一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為(220V)短路電流，這個(gè)電流很大，是 TT 系統(tǒng)的很多倍，實(shí)際上就是單相對(duì)地短路故障，熔斷器的熔絲會(huì)熔斷，低壓斷路器的脫扣器會(huì)立即動(dòng)作而跳閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全。
2 ) TN 系統(tǒng)節(jié)省材料、工時(shí)，在我國和其他許多國家廣泛得到應(yīng)用，可見比 TT 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)多。 TN 方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開而劃分為 TN-C 和 TN-S 等兩種。
2.1 TN-C 方式供電系統(tǒng)
它是用工作零線兼作接零保護(hù)線，可以稱作保護(hù)中性線，可用 NPE 表示。這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。
1)由于三相負(fù)載不平衡，工作零線上有不平衡電流，在線路上產(chǎn)生一定的電位差，所以與保護(hù)線所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼對(duì)大地有一定的電壓。
2)如果工作零線斷線，則保護(hù)接零的漏電設(shè)備外殼帶電(對(duì)地220V!)。
3)如果電源的相線碰地，則設(shè)備的外殼電位升高，使中性線上的危險(xiǎn)電位蔓延。
4) TN-C 系統(tǒng)干線上使用漏電保護(hù)器時(shí)，漏電保護(hù)器后面的所有重復(fù)接地必須拆除，否則漏電開關(guān)合不上;而且，工作零線在任何情況下都不得斷開。所以，實(shí)用中工作零線只能讓漏電保護(hù)器的上側(cè)有重復(fù)接地。
5) TN-C 方式供電系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡(無220V負(fù)載)情況。
2.2 TN-S 方式供電系統(tǒng)
它是把工作零線 N 和專用保護(hù)線 PE 嚴(yán)格分開的供電系統(tǒng)，稱作 TN-S 供電系統(tǒng)， TN-S 供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。
1)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線上沒有電流，只是工作零線上有不平衡電流。 PE 線對(duì)地沒有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線 PE 上，安全可靠。
2)工作零線只用作單相照明負(fù)載回路。
3)專用保護(hù)線 PE 不許斷線，也不許進(jìn)入漏電開關(guān)作工作零線。
4)干線上使用漏電保護(hù)器，漏電保護(hù)器下不得有重復(fù)接地，而 PE 線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過漏電保護(hù)器，所以 TN-S 系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護(hù)器。
5) TN-S 方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。在工程施工前的“三通一平”(電通、水通、路通和地平——必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)。
2.3 TN-C-S 方式供電系統(tǒng)
在施工臨時(shí)用電中，如果前部分是(沒有220V負(fù)載的) TN-C 方式供電，而施工規(guī)范規(guī)定施工現(xiàn)場(chǎng)必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分現(xiàn)場(chǎng)總配電箱分出 PE 線。這種系統(tǒng)稱為 TN-C-S 供電系統(tǒng)。 TN-C-S 系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。
1)工作零線 N 與專用保護(hù)線 PE 相聯(lián)通，總開關(guān)箱后線路不平衡電流比較大時(shí)，電氣設(shè)備的接零保護(hù)受到零線電位的影響。總開關(guān)箱后面 PE 線上沒有電流，即該段導(dǎo)線上沒有電壓降，因此， TN-C-S 系統(tǒng)可以降低電氣設(shè)備外殼對(duì)地的電壓，然而又不能完全消除這個(gè)電壓，這個(gè)電壓的大小取決于 N 線的負(fù)載不平衡電流的大小及 N線在總開關(guān)箱前線路的長度。負(fù)載不平衡電流越大， N線又很長時(shí)，設(shè)備外殼對(duì)地電壓偏移就越大。所以要求負(fù)載不平衡電流不能太大，而且在 PE 線上應(yīng)作重復(fù)接地。
2) PE 線在任何情況下都不能進(jìn)入漏電保護(hù)器，因?yàn)榫€路末端的漏電保護(hù)器動(dòng)作會(huì)使前級(jí)漏電保護(hù)器跳閘造成大范圍停電，規(guī)范規(guī)定：有接零保護(hù)的零線不得串接任何開關(guān)和熔斷器。
3)對(duì) PE 線除了在總箱處必須和 N 線相接以外，其他各分箱處均不得把 N 線和 PE 線相聯(lián)， PE 線上不許安裝開關(guān)和熔斷器，且聯(lián)接必須牢靠。
通過上述分析， TN-C-S 供電系統(tǒng)是在 TN-C 系統(tǒng)上臨時(shí)變通的作法。當(dāng)三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負(fù)載比較平衡時(shí)， TN-C-S 系統(tǒng)在施工用電實(shí)踐中效果還是可行的。但是，在三相負(fù)載不平衡、施工工地有專用的電力變壓器時(shí)，必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)。
3、IT 方式供電系統(tǒng)
I 表示電源側(cè)沒有工作接地，或經(jīng)過高阻抗接地。第二個(gè)字母 T 表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。
IT 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時(shí)，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場(chǎng)所，或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方，例如連續(xù)生產(chǎn)裝置、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差，電纜易受潮。運(yùn)用 IT 方式供電系統(tǒng)，即使電源中性點(diǎn)不接地，一旦設(shè)備漏電，單相對(duì)地漏電流仍小，不會(huì)破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)還安全。
但是，如果用在供電距離很長時(shí)，供電線路對(duì)大地的分布電容就不能忽視了。在負(fù)載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時(shí)，漏電電流經(jīng)大地形成回路，保護(hù)設(shè)備不一定動(dòng)作，這是危險(xiǎn)的。只有在供電距離不太長時(shí)才比較安全。這種供電方式在施工工地上很少見，我們公司的35KV、10KV、6KV系統(tǒng)采用這種IT方式。 IT方式的缺點(diǎn)很明顯，線路單相接地時(shí)，其余兩相對(duì)地電壓達(dá)到線電壓，對(duì)用電設(shè)備的過電壓要求很高。去年施工三線架空線被施工單位撞斷，二電站6KV系統(tǒng)B相接地，A、C兩相對(duì)地電壓升高1.732倍，引起二催化6KV電壓互感器因過電壓燒毀，主風(fēng)機(jī)跳閘，影響裝置正常生產(chǎn)。
供電線路符號(hào)小結(jié)
1)國際電工委員會(huì)( IEC )規(guī)定的供電方式符號(hào)中，第一個(gè)字母表示電力(電源)系統(tǒng)對(duì)地關(guān)系。如 T 表示是中性點(diǎn)直接接地; I 表示所有帶電部分絕緣(不接地)。
2)第二個(gè)字母表示用電裝置外露的金屬部分對(duì)地的關(guān)系。如 T 表示設(shè)備外殼接地，它與系統(tǒng)中的其他任何接地點(diǎn)無直接關(guān)系; N 表示負(fù)載采用接零保護(hù)。
3)第三個(gè)字母表示工作零線與保護(hù)線的組合關(guān)系。如 C 表示工作零線與保護(hù)線是合一的(我們稱零地合一)，如 TN-C ; S 表示工作零線與保護(hù)線是嚴(yán)格分開的，所以 PE 線稱為專用保護(hù)線，如 TN-S 。
