等电位连接原理与接零保护措施

1.接零保护（TN方式供电系统）

接零保护是为了防止电气设备因绝缘损坏而使人身遭受触电危险，将电气设备的金属外壳与供电变压器的中性点相连接者称为接零保护，如图10-16所示。

2.接零应满足以下要求

①在同一系统中，不应把一部分电气设备接地，而把另一部分电气设备接零。

图10-16 接零保护

②在三相四线制的零干线上，不允许装设开关和熔断器（如果在单相二线的零线上规定要装熔断器，则熔断器后面的零线已不能供保护接零使用，如果要保护接零，必须从零干线上另接一根零支线到设备的外壳上，对于单相三眼插孔，应注意接地孔必须用单独导线接到有重复接地的零干线上，设备的地线插头插地线孔，零线插头插零线孔，相线插头插相线孔，零线孔和地线孔不得用导线直接相连，否则是错误的）。

③避免出现零线断线故障，三相变压器迁移时，切勿忘记输出零线的搭接，否则会造成三相电压不稳定，照明电不能用或不好用，甚至烧毁照明灯具。应该设足够的重复接地装置，重复接地的接地电阻，应不大于10Ω。

④所有电气设备的接零线，应以并联方式连接在接零干线或支线上。

⑤零线的截面积应不小于相线截面积。

3.TN方式供电系统的特点

这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。它的特点如下：

①一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。

②TN系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比TT系统优点多。TN方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。

4.TN-C方式供电系统

它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用PEN表示，如图10-17所示。这种供电系统的特点如下：

图10-17 TN-C方式供电系统

①由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所连接的电气设备金属外壳有一定的电压。

②如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。

③如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。

④TN-C系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上，而且工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。

⑤TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。

5.TN-S方式供电系统

它是把工作零线（N）和专用保护线（PE）严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统，如图10-18所示，TN-S供电系统的特点如下：

①系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。专用保护线（PE）对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用保护线（PE）上，安全可靠。

②工作零线只用作单相照明负载回路。

③专用保护线（PE）不许断线，也不许进入漏电开关。

图10-18 TN-S方式供电系统

④干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而专用保护线（PE）有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

⑤TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程开工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平）中必须采用TN-S方式供电系统。

6.TN-C-S方式供电系统

在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出专用保护线（PE），如图10-19和图10-20所示，这种系统称为TN-C-S供电系统。TN-C-S系统的特点如下：

图10-19 TN-C-S方式供电系统

图10-20 工地总配电箱分 出专用保护线（PE）(www.xing528.com)

①工作零线（N）与专用保护线（PE）相联通，如图10-19中ND这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。D点至后面专用保护线（PE）上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于ND线的负载不平衡的情况及ND这段线路的长度。负载越不平衡，ND线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在专用保护线（PE）上应作重复接地。

②专用保护线（PE）在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。

③对专用保护线（PE）除了在总箱处必须和零线（N）相接以外，其他各分箱处均不得把零线（N）和专用保护线（PE）相连，专用保护线（PE）上不许安装开关和熔断器，也不得用大地兼作专用保护线（PE）。

通过上述分析，TN⁃C⁃S供电系统是在TN⁃C系统上临时变通的做法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN⁃C⁃S系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用TN⁃S方式供电系统。

7.等电位接地及常用术语

在每个厂矿、企业、民用建筑物中，电气设备、各种用电机械繁多、形形色色的管道错综复杂，如果某个电气设备可导电部分或装置外可导电部分发生带电，某些设备对地呈现高电压，某些设备呈现低电压，人体若触及，就有触电的危险。为了防止发生接触电压触电，在一个允许范围内，将所有外露可导电部分、装置外可导电部分、各种管道用导电体连接在一起，形成一个等电位空间，实际上就是保护线的再一次延伸和细化，这就是等电位连接。等电位连接分为总等电位连接和辅助等电位连接。

总等电位连接一般设总等电位连接箱，在箱内设一总接地端子排，该端子排与总配电柜的PE母线作电气连接，再由此端子引出足够的等电位连接线至各辅助等电位连接箱及其他需要作等电位连接的各种管线，等电位连接一般使用40mm×4mm的镀锌扁钢。

辅助等电位连接一般设辅助等电位连接箱，在该箱内再设一辅助接地端子排，该端子排与总等电位连接箱连接，再由此引出足够的辅助等电位连接线至各用电设备外露导电部分、装置外可导电部分及其他需要等电位连接的设备，如各种管线（暖气片、洗手盆、浴盆、坐便器，如图10-21所示）的金属部分、插座保护导体以及相关的金属部件。等电位连接的系统图如图10-22所示。

图10-21 卫生间局部等电位联结示意图

图10-22 等电位联结的系统图

需要指出的是，各种易燃、易爆管道不能作为电气上的自然接地体，一定要作等电位连接。

①等电位接地（等电位联结）：使每个外露可导电部分及装置外导电部分的电位实质上相等的连接。

②总等电位联结：在建筑物电源进线处，将专用保护线（PE）、接地干线、总水管、煤气管、暖气管、空调立管以及建筑物基础、金属构件等作相互电气连接，如图10-23所示。

图10-23 总等电位联结示意图

③辅助等电位连接：在某一局部范围内的等电位连接。

④等电位连接线：作为等电位连接的保护导体。

⑤总接地端子、总接地母线：将保护导体接至接地设施的端子或母线。保护导体包括总等电位连接线。

8.等电位连接要求

①在总电位连接不能满足间接保护（故障情况下的电击保护）要求时，应采取辅助电位连接。

②处于等电位连接作用区以外的TN、TT系统的配电线路系统，应采取漏电保护。

③建筑物内的总等电位连接必须与下列导电部分相互连接：

a）保护导体干线。

b）接地干线和总接地端子。

c）建筑物内的输送管道及类似金属件。

d）集中采暖及空气调节系统的升压管。

e）建筑物内金属构件等导电体。

f）钢筋混凝土基础、楼板及平房的地板。

④辅助等电位连接必须包括固定设备的所有能同时触及的外露可导电部分和装置外导电部分。等电位系统，必须与所有设备的保护导体（包括插座的保护导体）连接。

⑤等电位连接线的截面积应满足下列要求：

a）总等电位连接主母线的截面积不小于装置最大保护导体截面积的1/2，但不小于6mm²；若采用铜线，其截面积不超过25mm²；若为其他金属，其截面积应能承受与之相等的截流量。

b）连接两个外露可导电部分的辅助等电位线，其截面积不小于接至该两个外露可导电部分较小保护导体的截面积。

c）连接外露可导电部分与装置外可导电部分的辅助等电位连接线，不应小于相应保护导体截面积的一半。

⑥在某一个局部单元建筑内，等电位连接线应做成闭合环形。