王赟赟 顾国君

摘 要：国际电工委员会规定供配电系统可分为TN，IT，TT三种，其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种表现形式。不同的供电系统的优缺点及其适应的环境各有不同，本文我们将对其进行细致讨论，希望能给读者带来一定的帮助。

关键词：TN；IT；TT

供电系统就是由电源系统和输配电系统组成的产生电能并供应和输送给用电设备的系统。国际电工委员会规定供配电系统可分为TN，IT，TT三种，其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种表现形式。不同的供电系统的优缺点及其适应的环境各有不同，我们应该因地制宜地进行选择。

1 低压供电系统的基本形式及其特点

本文中我们以国际电工委员会（IEC）作出的统一规定为准，即供电系统分为：TT系统，TN系统（其中TN系统分为TN-S、TN-C和TN-C-S）和IT系统三类。

1.1 三类供电系统的优缺点

（1）TT供电系统即电源中性点直接接地，负载设备外壳各自单独接地而与系统如何接地无关。

此系统需要注意三点：①如电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可大大降低触电的危险，但有时漏电电流比较小，熔断器和低压断路器不一定能立即保护动作。此系统中，电源相电压为220V，如果按电源中性点工作电阻4Ω计算，则故障回路将产生I=U/R=27.5A的电流。这么大的故障电流，对于容量较小的电气设备所选用的熔丝会熔断或断路器跳闸。但对于大容量的电气设备，不能保证保护装置能自动切断，而需要另加零序电流继电器来补偿；②当发生单相对地时，其它两相对地电压不会升高，所以各相对地绝缘水平取决于相电压，这就大大降低了电网的建设和维护成本；③此供电系统接地装置分散、耗用钢材多、施工较为困难。

（2）TN供电系统即电源中性点直接接地，负载设备金属外壳采用保护接零。分为TN-S，TN-C，TN-C-S三种表现形式。

此系统需要注意七点：①在TN-S系统中PE线和N线是分开的，正常时PE线不通过电流，所以电气设备金属外壳正常运行时不带电，适用于精密仪器的供电，也可用于防爆场合；②TN-C系统中N线与PE线合并为PEN线，对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路，PEN线中总有电流通过，产生的压降将会呈现在电气设备的金属外壳上。所以，此系统不能用于精密仪器的供电和防爆场合；③TN-C-S系统自PE线和N线分开后，不能再合并，且N线应对地绝缘；④TN系统中，当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，就会形成单相短路回路。因该回路内不包含任何接地电阻，整个回路的阻抗很小，故障电流很大，足以保证在最短的时间内使熔丝熔断，断路器跳闸，从而切断故障设备的电源，保障人身安全；⑤TN系统中PEN或PE线需要重复接地，防止当PEN或PE线断线时发生外壳带电故障时断点处不能和大地形成大电流回路，同时也防止PEN或PE线断线时会引起其它保护接零用电设备外壳带电引起触电安全问题；⑥在TN-S系统中PE线需要重复接地，而N线是不能重复接地的。因为如果工作零线重复接地，设备碰壳短路时，一部分电流就可能分流至重复接地点，会使保护装置不能可靠动作，使故障扩大化，且会引起杂散电流；⑦无论是TN-C-S系统还是TN-S系统，TN-C系统，在同一电源供电的范围内，所有的PE或PEN线都是连通的，因此在TN系统内PE线或PEN线上的故障电压可在各个装置内互窜，对此需采取等电位联结措施加以防范，以免故障电压的传导引起事故。正因如此，各类TN系统不宜用于路灯、施工场所、农业用电等无等电位联结的户外场所。

（3）IT供电系统即电源侧不接地或经过高阻抗接地，负载金属设备外壳各自单独接地而与系统如何接地无关。

此系统需要注意三点：①此系统一般不引出零线，系统内没有单相220V电源，为此需安装380/220V降壓变压器来供给控制回路、照明回路等单相用电设备，以代替中性线的配出；②当发生一相接地故障时，不管是电源侧不接地，还是电源侧经过高阻抗接地，故障电流都是非常小的，不足以使熔断器熔断或断路器跳闸；③此系统发生单相接地时，三相之间的电压基本不变，且不会使保护装置动作，系统中的三相设备能继续正常运行，但是由于非故障相对地电压会升高为线电压，容易引起绝缘损坏，从而引起两相或三相短路，造成事故。因此，电力系统规定，单相接地故障运行时间一般不超过2小时。且当发生单相接地故障时，应发出报警信号，即加以漏电保护报警装置，提醒相关人员注意，及时处理。

1.2 总等电位联结的实施

所谓接地，除了前面讲到的电气回路导体或电气设备导电外壳与大地的连接，还有一种含义就是指需接地部分与代表大地的一导体相连接，这时以该导体的电位为参考电位而不是以大地的电位为参考电位。例如飞机内电气系统与金属机身的连接、汽车内电气系统与金属车身的连接以及建筑物的一些金属部分作等电位联结系统来代替大地。前者往往对接地的电阻有要求，后者因不取大地电位为参考电位，通常不提对接地电阻的要求，而只要求等电位联结的低阻抗（注意：建筑物除需要做总等电位联结外，电气装置总是需要与大地连接而接地，不然诸如雷击电流和静电电荷将无从泄放入大地，虽然有等电位系统保护，但其导致的电气危险因素将会一直存在）。

其中“联结”一术语定义为“为实现电位的相等而进行的连接”。它虽然也是一种连接，但它在交流条件下对故障电流的阻抗较大，主要用来传导电位使电位相等或接近，而非用来像PE线那样传送大幅值的故障电流。

建筑物内作了总等电位联结后，其电气装置的PE线、电气装置外露可导电部分、水管、气管、建筑物的金属结构和接地系统都互相连通，从而在建筑物内形成一各导电部分电位相等或相近的区域。这样当任一管线（包括电气线路）因故自建筑物外导入危险高电位时整个建筑物将同时升高至同一电位，在其内将不出现电位差，从而避免了危险电击的发生。

总等电位联结对不同接地系统的作用不尽相同，下面我们来进行分析讨论：

（1）对于TN系统中，①当建筑物内发生接地故障时，它可以降低由此引起的接触电压（作总等电位联结降低的接触电压为做重复接地降低值的3.5倍）；②当建筑物外的电源线路发生接地故障时，它可消除沿PEN（PE）线导入的对地电压在建筑物内形成的电位差引起的电气事故；

（2）对于TT系统中，总等电位联结的作用不似TN系统那么重要，①当建筑物内发生接地故障时，虽然总等电位联结可大大降低接触电压，但在TT系统中的防电击主要还是靠零序电流互感器来迅速切断电源，此时对于接触电压的降低已经不是十分重要了；②此TT系统中的金属外壳接地是引自与电源系统无任何关联的单独的接地极，它不存在自建筑物外引来的PE线导入故障电压的问题。所以对于无总等电位联结的区域，TT系统是比TN系统更好的选择；

（3）IT系统在做总等电位联结的环境下，可使现场电气设备的外露可导电部分基本处于同一电位，更加提高了安全可靠性。

2 总结

通过前面的分析可知，TN，TT，IT三种供电系统各有各的特点。在实际的工作环境中，需要根据现场电气装置的特性、运行条件、环境要求以及设计人员的意见来选择最适合的方式。

在平时的工作中，我们需要对现场的接地系统认真巡回检查、运行维护，提高供电可靠性，减少用电设备的损坏和降低人员的触电危险。

参考文献：

[1]高永健.低压供电系统无功补偿技术分析[J].通信电源技术，2018，35（06）：75-76.

[2]陈景龙.低压供电系统单相漏电分析[J].电子质量，2017（04）：17-20.