保障TN系统的保护措施介绍

在TN系统，当出现人体接触而产生短接或电气设备出现故障时，应通过释放过电流保护装置断路。

要防止在电气设备的壳体上存在不允许的高接触电压。

TN系统要求电源星点直接接地。电气设备的全部壳体应通过接地安全引线PE或PEN与电源的此接地点连接。当发生事故时，如人体接触，故障电路通过接地安全引线闭合，表11-11中所列的保护装置应被释放，如图11-27所示。

表11-11 允许的保护装置

图11-27 TB-C-S系统中通过接地的保护

如图11-3所示，假定用电设备不具有自身接地（基础接地）并且在接地安全引线前PEN线已中断，对于机壳未接地的单相用电器设备，在其壳体和用户引线上也存在危险电压。因此在故障时，为了使接地安全引线以及PEN线上的电位相对于地电位相差很小。因此必须保证电流反流到接地的电源星点。因此，应在电网中尽可能稳定的分配点附加一个接地，特别是在建筑物的入口处，如通过与基础接地的连接。

所有工作地线的总接地阻达到2Ω已足够用了。

电压平衡：

式中 R_B——所有工作地线的总接地电阻；

R_E——不与接地安全引线相接并可能引起接地的外界导电部件对地最小的接触电阻；

50V——允许接触电压的极限值；

U₀——相线对接地线、PEN线、中性线或接地安全引线的电压。

若达不到2Ω，则应满足“电压平衡”和图11-28的条件。若遵守了此条件，则在PEN线、用户引入线和壳体上便不会出现大于U_L的不允的高接触电压。选择导线横截面面积和保护装置的原则是，当在相线与接地安全引线之间或与PEN线相接的壳体之间发生故障时，能在规定的时间内自动切断（表11-12）。考虑到由于故障而使温度升高所产生的附加导线电阻，因此要使环线总电阻Z_S不大于2/3倍的电压U₀与断路电流I_a的商。

图11-28 TN系统中的电压平衡

表11-12 TN系统中的最长断路时间（按DIN VDE 0100第410部分）

TN系统中的断路条件：(www.xing528.com)

式中 Z_S——故障回路总电阻（阻抗）；

I_a——过电流装置起自动断路作用的断路电流；

U₀——相线与接地的中性线间的电压；

I_K——短路电流。

ⓘ短路电流I_K取决于回路总电阻Z_S。

计算例题：保护措施的检验

一个U₀=230V的插座电路带有一个型号为B16A的LS开关保护，请计算：

a）最高允许回路总电阻Z_S，以便在温度升高时在0.4s内能断开电路。

b）计算短路电流I_K。

解：

由图10-52所示的释放特性曲线得出断路电流I_a=5I_n=6×16A=80A

a）

b）

I_K≥I_a

若使用故障电流保护开关（RCD）作为保护装置，则必须用故障电流保护开关的测定电流差I_Δn代替断路电流I_a。

在PEN线断路时，在TN-C系统中存在大的危险性。因此，如表11-13所列，TN-C系统仅在规定的条件下才是允许使用的。

表11-13 TN系统中的导线截面与敷设条件