淺談接地2——線制與TN接地系統

pe線是接地線嗎

在談到接地系統的國際標準和國家標準之前，我們先把認識一下電力變壓器，見下圖：

左圖是電力變壓器內部接線的實物圖。我們看到了黃色、綠色、紅色和藍色四組鍍錫銅排，這四組銅排分別是L1、L2、L3三相繞組和中性線N。

右圖是接線圖。我們看到了L1、L2、L3三相繞組，還有中性線N，以及黃綠色的接地線PE。

右側的接線圖有一個名字，叫做低壓配電網的線制。

值得注意的是：線制中的三相就是變壓器的三相繞組，線制中的“線”指的是正常執行時有電流流過的線路。

我國國家標準GB156-2009《標準電壓》規定，電力變壓器低壓側出口處的電壓，相與相之間的線電壓是400V，相與中性線之間的相電壓是230V。

三相繞組在正常執行時有電流流過，因此三相繞組所線上路符合“線”的規定；中性線在正常執行時也有三相不平衡電流流過，因此中性線N也符合“線”的規定；地線PE在正常執行時是沒有電流流過的，因此它不屬於“線”。

所以，上圖所示的線制叫做三相四線制。若某些人認為這種線制是三相五線制，這種認識不符合國際標準和國家標準，請自行更正。

現在，我們來認識一部很重要的有關接地系統的IEC標準——IEC60364：1。此標準對應的國家標準是GB16895。1《低壓電氣裝置_第1部分：範圍、目的和基本原則》。此標準規定了低壓配電網的接地形式。

在IEC60364中，接地系統用兩個相連的字元表示。

第一個字元代表電源側的工作接地：若變壓器的中性點配套了工作接地叫做T，若變壓器中性點未做工作接地，或者經過高阻接地，則叫做I；

第二個字元代表負載側的保護接地：若負載側的外露導電部分直接接地叫做T，若負載側的外露導電部分未直接接地叫做N。

根據不同的線制，IEC60364給出了三種接地形式，及TN、TT和IT。其中TN又細分為TN-C、TN-S和TN-C-S。

現在，我們來逐個地看一看這些接地形式是什麼樣的。

（1）TN-S接地系統

我們先看電力變壓器，我們發現它的中性點是直接接地的，也即配套了工作接地，因此第一個字母是T。

我們看到電力變壓器的中性點接地後，分開為N和PE兩條線引出，並且引出後，N與PE之間必須絕緣。

由於TN-S負載側的外露導電部分未直接接地，因此第二個字母是N。

值得注意的是：

PE線在任何情況下不得斷開。一旦PE線斷開，則負載外殼帶電後，是會發生人身傷害事故的。因此，TN-S接地系統的PE線可以多點重複接地。但PE線與N線在分開後，必須確保兩者不會再次合併。

N線是可以斷開的。因此TN-S下，可以使用4極開關來合分N線。

TN-S的三相系統中，電纜芯線數是5芯；TN-S的單相系統中，電纜芯線數是3芯。很可能，這也是人們習慣把TN-S接地系統叫做“三相五線制”的原因。

TN-S接地系統在企事業單位中使用得非常廣泛。

（2）TN-C接地系統

我們先看電力變壓器，我們發現它的中性點是直接接地的，也即配套了工作接地，因此第一個字母是T。

我們看到電力變壓器的中性點接地後，以PEN的形式引出。PEN線有一個非常著名的名稱，叫做零線。對應地，相線又被稱為火線。

有意思的是，太多人把N線也叫做零線。卻完全不知道零線是不允許切斷的。

負載側的外露導電部分未直接接地，因此第二個字母是N。

值得注意的是：

由於PEN線以保護為主，因此TN-C接地系統中，在任何情況下PEN線不得斷開。一旦PEN線斷開，則負載外殼帶電後，是會發生人身傷害事故的。因此，TN-C接地系統的PEN線必須多點重複接地。

在任何情況下，TN-C接地系統不得使用4極開關來合分PEN線。同理，對於單相兩線制的TN-C系統，PEN線也即零線不允許被切斷，PEN線絕對不允許進開關。

TN-C的三相系統中，電纜芯線數是4芯；TN-C的單相系統中，電纜芯線數是2芯。

TN-C接地系統不得用於油庫、港口、機場、礦井等易燃易爆的場所。

（3）TN-C-S接地系統

TN-C-S的前半段是TN-C接地系統，後半段是TN-S接地系統。

我們看到，PEN線在中間再次接地，然後分開為N和PE。從此以後，N和PE就不能再次合併。

TN-C-S接地系統是居家配電中的主力軍。

值得注意的是：TN-C-S的前半段中有零線PEN，它不允許被切斷。TN-C-S的後半段已經沒有了零線PEN，只有N線和PE線。在這裡，N線是可以被切斷的，因此採用1P+N之類的開關用於主進線。

不過，這裡的PE線是不允許切斷的，若切斷了PE，將會導致很嚴重的人身傷害事故。

現在，我們來看看TN系統的共同特徵是什麼：

我們已經知道，TN系統具有工作接地，因此在TN系統下一旦發生單相接地故障，故障電流經過PEN線或者PE線返回電源，並且其電流近似等於相對N的短路電流。所以，TN系統又被稱為大電流接地系統。

我們來看下圖：

此圖是典型的TN-S接地系統。我們看到主進線斷路器是4極的，並且配套了過載保護和短路保護。過載保護和短路保護統稱為過電流保護裝置。

我們看到左邊的用電裝置配套了三極斷路器，而右邊的用電裝置則配套了漏電斷路器。這兩者到底有何區別？我們且聽下回分解。