三相五線工業(yè)插座在配電系統(tǒng)中的應用分析

呂洪祿

摘? 要：當前的低壓配電為TN-C-S系統(tǒng)，系統(tǒng)終端插座箱的配置只僅限于三相四線電氣設備，沒有三相五線工業(yè)插座的配置，工作中多次遇到與實驗相關的三相五線集成移動電氣設備（三相380V、單相220V相線合用），因此提出改進建議，解決當前存在的問題。

關鍵詞：現(xiàn)狀;系統(tǒng)的配置;改進措施

中圖分類號：TM503.5? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）25-0165-02

Abstract： The low voltage distribution is TN-C-S system. The configuration of terminal socket box is limited to three-Phase and four-wire electrical equipment and no three-phase five-wire industrial socket configuration. For many times， we have encountered three-phase and five-wire integrated mobile electrical equipment related to experiment （three-phase 380V， single-phase 220V phase line）， and in view of this situation， we put forward some suggestions to solve the current problems.

Keywords： status; system configuration; improvement measures

我國的低壓配電系統(tǒng)主要有IT、TN、和TT三種，其中TN-C-S系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)同屬三相五線制系統(tǒng);目前國內在企業(yè)或民用方面還沒有三相五線插座和插頭的相關標準，對于需要經(jīng)三相五線供電的移動電氣設備，不得不將原有的TN-C-S系統(tǒng)改為TT系統(tǒng)或更為復雜的接線方式。對此作者選擇在產品調試工房的插座箱內加裝三相五線工業(yè)插座和配備插頭，設立三相五線移動設備專用插座箱。

當前有不少新建企業(yè)生產線和部分民用配電系統(tǒng);一律實行三相五線制供電方式，做到保護零線和工作零線單獨敷設;對現(xiàn)有企業(yè)應逐步將三相四線制改為三相五線制供電;既然把三相五線定為國家標準，是否應該批量生產與系統(tǒng)匹配的三相五線插座，將此列入低壓配電系統(tǒng)作為配套標準，并大力推廣和普及應用。雖然系統(tǒng)設計時考慮了多項保護措施，最大限度地滿足于現(xiàn)用的三相四線和單相三線式用電設備，這些設備是針對過去常用的TN-C系統(tǒng)設計生產的，對后期是否會采用三相五線設備（移動）或使用精度更高的特種電氣設備配置，不夠完善。

1 分析與配電系統(tǒng)配套不全存在的實際問題

隨著經(jīng)濟時代的發(fā)展，科技不斷的創(chuàng)新和各領域的科研技術日益成熟，有不少電氣產品生產企業(yè)將以往體積較大搬運困難的三相設備或單相設備更換為使用性能精細化、體積精簡化、適用方面多功能一體化（三相、單相用電集成化，能在不同場所不同環(huán)境使用）設備;而大多數(shù)企業(yè)的配電系統(tǒng)的配線都為三相四線或三相五線制，但線路末端的配置上只僅限于當時的標準和要求，所配套的插座箱內以三相四孔、單相三孔和單相兩孔插座為標準，沒有三相五孔插座的配置。

例如：現(xiàn)今我場的各科室逐步購進三相五線設備，這些設備多為三相380V、單相220V共用相線的集成設備，只能經(jīng)三相五孔插座連接的移動電氣設備，當設備運至工房時，現(xiàn)場的使用人員對工房內的所有配電箱、插座箱都找遍了，就是找不到與之配套的插口;作為一名電工遇到此類情況，場面很是被動和尷尬;只能憑借電工長期從事本職業(yè)所積攢的經(jīng)驗和對場內配電系統(tǒng)的熟悉，想出一個既實用又合理的解決辦法。

簡單描述三相五線移動電氣設備的供電原理：設備電源進線為A、B、C三根相線+N（零線）+PE（工作接地線）五芯電纜，A、B、C三相分別與N線組成220V電源進入用電設備，PE線串聯(lián);設備屬于高精度電子儀器，多臺單相用電設備合成一個整體（體積與單套動力柜相等），同時開啟使用，設計時為了分散負荷及三相平衡，所以進線使用三相五線;但也有部分臺子存在小功率三相電機與單相用電設備構成一個整體。

下面就談談作者使用過的兩種接線方式（以下兩種接線方式都不符合電工操作規(guī)程安全要求）：把插座箱內原裝三相四線插座中的PE線改為N線，A、B、C三根相線和N線接在一個四孔插座，PE線則改接到單項兩孔插座的進線端;設備端的電源引出線配裝上三相四線插頭（接線方式必須與改裝后的插孔對應），PE線用單相兩孔插頭（必須與改裝后的單相插孔對應），這種接線方式操作步驟繁雜，而且存在極大的安全隱患，改變了原裝電源插座箱接線原理，如果不及時對改裝過的電源插座箱蓋標注專用警示標識，誤將三相四線用電設備在改裝后的插座箱使用，將造成漏電保護誤動作影響其他的用電設備使用;工房內原裝配置了三相四插、單相三插、單相兩插。

（1）另一種接線方式是在前一種接線方式的基礎上改變了PE線接線位置，將PE線接到釋放靜電的接地排上，這樣的接線方式不僅改變了PE線接線位置，也改變了系統(tǒng)的用電特性，原TN-C-S系統(tǒng)變成TT系統(tǒng)。

（2）因配電系統(tǒng)終端配套存在的缺陷，將三相五線用電設備使用在三相四孔插座上，引發(fā)多起設備上電斷路器保護功能動作跳閘，經(jīng)對引起保護功能動作原因查找時發(fā)現(xiàn)，多起故障的起因都是因脈沖型電流保護器中互感器線圈輸入、輸出的電流出現(xiàn)不平衡引起保護功能動作。

（3）三相用電設備的電源線路連接時，把三相四孔插頭上的PE線改為N線，取消接地保護PE線，而控制本臺電氣設備的斷路器為普通型無漏電保護功能，一旦該設備因故障發(fā)生電流泄漏，可能對操作人員及設備造成嚴重的傷害，甚至泄漏的電流經(jīng)線路傳輸危及同條線路在用設備。

（4）各生產企業(yè)、廠礦因合理選用電氣裝置，根據(jù)場所特點選用適當形式的電氣裝置，配置應滿足安全要求。

2 TN-C-S系統(tǒng)和TT系統(tǒng)兩者之間的特點及區(qū)別

TN-C-S系統(tǒng)：系統(tǒng)中一部分中性線和保護線的功能合在一根導線上（即為共用）;而另一部分中性線和保護線是由各自的導線提供的，如果從裝置的任何一點起，中性線及保護線是由各自的導線提供的，則從該點起不允許將這些導線互相連接。在分開點，必須各自設有保護線及中性線用的端子或母線，而PEN線必須接至共保護線用的線端子或母線上。

系統(tǒng)的特點：工作中性線N與專用保護線PE相連通，PE線上沒有電流，即該段導線上正常運行不產生電壓降;連通前段線路不平衡電流比較大時，PE線連接的電氣設備外殼會有接觸電壓產生;因此TN-C-S系統(tǒng)可以降低電氣設備外露導電部分對地電壓。

TT系統(tǒng)：電源系統(tǒng)有一點直接接地，設備外露導電部分的接地與電源系統(tǒng)的接地在電氣上無關的系統(tǒng)。

系統(tǒng)的特點：在接地的低壓配電系統(tǒng)中，即變壓器中性點直接接地系統(tǒng)，如果電氣設備不采用保護接地，則當設備三相電源中的一相碰殼時，其外殼就存在相電壓，人體一旦接觸帶電的設備外殼，就會通過電流，造成觸電事故。

3 N線與PE線在低壓配電系統(tǒng)中各自的用途及混淆后的危險

低壓供電系統(tǒng)中，多以三相四線和三相五線供電方式為主，簡單的說就是三根相線和一根零線與負載側的電氣設備連接組成三相電路，獲得線電壓和相電壓，設備外殼連接地線，這種電路就成為“三相五線制”。

零線的作用：保證電源的中性點與負載的中性點電位相等，使單相設備、電器獲得穩(wěn)定的相電壓，并構成工作回路;當三相不對稱時，保證零線上的阻抗為零，以消除中性點位移，使各相的電壓保持對稱，即各相負載的相電壓等于電源相電壓。

保護接地的作用：就是利用接地裝置將電力系統(tǒng)中各種電氣設備的某一點（設備外殼接地連接點）與大地直接構成回路;使電力系統(tǒng)無論在正常運行，還是遭受雷擊或發(fā)生故障的情況下形成對地電流和引流雷電流，從而保證整個電力系統(tǒng)的安全運行。

零線和地線的根本差別在于一個構成工作回路，流回電網(wǎng)，一個起保護作用叫做保護接地，將泄露電流釋放到大地，電器元件的損壞往往只要幾秒的時間，需要設備外殼接地端直接接地，將泄露電流快速引入大地;如果零線與保護接地混淆后，應用到精密的電子儀器設備上，對于電路中的零點會有一定的影響，雖然理論上零線和地線都與大地連接，都是0電位，當發(fā)生設備漏電引起的一個電涌脈沖沖擊到工作零線，如果零點漂移現(xiàn)象嚴重時，那么電氣外殼就可能帶電，干擾電子儀器對數(shù)字信號的采集，甚至損壞用電設備或危及人身安全。

4 采取的措施

低壓配電系統(tǒng)屬于TN-S或TN-C-S系統(tǒng)的企業(yè)或新建建筑在配電系統(tǒng)的配套元器件應與配電系統(tǒng)配套，一律實行滿足三相五線配置要求。車間的電源插座箱加裝三相五線插座、配備與插座孔匹配的插頭;為了用電的安全性和方便對三相五線用電設備的監(jiān)督、管理，對滿足三相五線制供電箱應做好標識。

5 后期的效果分析

TN-S系統(tǒng)實現(xiàn)了三相五線制配線方式，彌補了IT、TT、TN-C-S系統(tǒng)各系統(tǒng)的不足，此系統(tǒng)的接口方式都可滿足三相三線、三相四線或三相五線的用電設備電源的引入。

在保護方面：避免了保護接地線需要打臨時接地樁（臨時接地體敷設時，若達不到要求，會降低散流效果，增加接地電阻，從而影響了保護的可靠性。）或接工作接地排，其接地阻值均大于10Ω，設備一旦出現(xiàn)電流泄漏，因接地電阻過高不能及時將剩余電流釋放，影響設備正常運行，嚴重時可引起電流波動過大造成元件擊穿等;現(xiàn)場操作人員一旦接觸帶電的外殼，就會通過電流，造成觸電事故。

采用配電系統(tǒng)提供的經(jīng)重復接地連接的保護接地裝置，由具備專業(yè)資質的單位檢測出具的檢測報告中標明接地電阻為2.25Ω，按照《工業(yè)與民用電力裝置的接地設計規(guī)范》GBJ65-83中要求，保護接地電阻值不應大于4Ω的要求。當有設備漏電的情況發(fā)生時，能及時釋放泄漏電流消除隱患，間接地降低了用電設備的損壞及人員的觸電風險。

參考文獻：

[1]電工[Z].上海：上海市安全生產科學研究所，2006.

[2]李國勝.電能計量及用電檢查實用技術[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]維修電工[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2003.

[4]電工進網(wǎng)作業(yè)許可考試參考教材[Z].北京：國家電力監(jiān)管委員會，電力業(yè)務資質管理中心，2012.

[5]淺談電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的方法分析及對策[J].科技資訊，2017.