保護接零、保護接地、PE、N、PEN,這些簡單的概念,多少年、多少人、多少書本、多少專家、多少教授、多少技術員、多少工人、多少監理、多少電氣工程師似乎好多都沒有完全分清楚、說清楚、寫清楚,反而一頭霧水,今天我們就來弄清楚。
一、PE線、N線、PEN線的區別簡述
PE線:英文全稱 protecting earthing,簡體中文名稱稱之為【保護導體】,也就是我們通常所說的【地線】
PE線是專門用於將電氣裝置外露導電部分接地的導體,至於是直接連接至與電源點工作接地無關的接地極上(TT)還是通過電源中性點接地(TN)並不重要,二者都叫PE線。
N線是中性線,即零線。
零線是工作線,沒有它設備就無法正常工作。而PE線是和設備外殼相連接的地線,沒有它,設備可能能夠工作,但外殼帶電,它可以防止觸電事故的發生。
PEN線是兼有保護接地線和中性電功能的導體。目前工程中多用於變電所低壓側至用於電源進線點間的一段線路(TN-C-S的TN-C段)。PEN線是將原中性線準確的,良好的接地,同時將需要保護的設備的外殼等連接於PEN線,所以,PEN線同時具有上述所說的PE線的接地性質,也具有N線【中性線,零線】的帶動負載的性質。
供配電系統中的PE、N、PEN線分別表示:
PE——保護線
N——中性線
PEN——三相四線系統的中性(N)與保護線(PE)是合一時,稱PEN線,即保護接零。
用電設備的接地,一般分為保護性接地和功能性接地。保護性接地又分為接地和接零兩種形式。所謂“接地”是指用電設備外露可導電部分對地直接的電氣連接。而接零則是指外露可導電部分通過保護線(PE)或PEN線與供電系統的接地點進行直接電氣連接(交流系統中,接地點即為中性點)。
二、保護接地線PE
(1)什麼是保護接地線:將設備外殼的電導入大地的專用線,叫保護接地線,英文表示法PE。
只有當設備漏電到設備外殼上,PE線將設備外殼上的電導入大地。如設備絕緣損壞、避雷器因雷擊放電。PE線還有一個功能是將設備上的感應電導入大地。
(2)TN-C、TN-S、TN-C-S:TN-C叫三相四線制接地電源系統,比三相五線制接地電源系統少一根線,工作零線和保護接地線共用;TN-S叫三相五線制接地電源系統,比三相四線制多一根線,多的一根線專用於保護接地線;TN-C-S是三相四線制接地電源系統已經轉換成了三相五線制電源系統。
(3)PE線存在的場所:在三相五線制接地電源系統中才有PE線,在三相四線制接地電源系統中沒有PE線。另外在不接地系統和小接地系統中有PE線,不接地系統和小接地系統在煤礦井下等特殊場所才能見到。
(4)PE線的專用性:PE線是專用的線,在設備正常工作的情況下,沒有工作電流通過PE線。PE線不能和工作零線共用。
(5)重複接地:三相五線制接地電源系統中的保護接地線是專用接地線,必須重複接地。
三、工作零線N
(1)什麼是工作零線:只要電器通電工作,零線中就會有電流通過,這種線就叫工作零線,英文表示法N。
(2)零線中的電流:沒有工作零線的單相用電設備是不可能工作的(無線設備除外);沒有工作零線的三相四線制負荷就可能不會正常工作,即三相四線制負荷平衡時,零線中沒有電流通過,當三相四線制負荷不平衡時,零線中就有電流通過,所以三相四線制負荷無法保證負荷一直處於平衡狀態時,零線不能省略,相反三相異步電動機就可以不設工作零線。
(3)工作零線也叫中性線,中性線是電工理論中的專業術語,換一種說法罷了。
(4)TN-S系統中的工作零線是專用的零線,不允許重複接地。
四、保護接零線PEN
(1)什麼是保護零線:將工作零線兼做保護接地的線就是保護零線,英文表示法PEN。
(2)PEN存在的場所:只存在於TN-C接地電源系統中,其它任何接地電源系統中都不存在PEN。
(3)PEN的危險性:
① 無工作零線的電器,如三相異步電動機,設備外殼接零線,就是保護接零,這種不容易混淆,相對安全。三相四線制配電箱為金屬外殼必須將工作零線接金屬外殼,工作零線還應重複接地。
② 有工作零線的電器,如單相電動機道閘,一般不允許在道閘上將金屬外殼接在零線上,必須將道閘外殼通過專用的PE線接入N線,這裡就涉及三相四線制電源系統轉換成三相五線制電源系統了。在何處將道閘的金屬外殼接入N涉及到安全問題,一旦接入不當,很容易造成用電安全事故。
③ 案例解析:
問題1:外殼接N不接地,三相四線制系統中,如果在電動道閘上將工作零線N接道閘的外殼,也就成了保護接零,道閘外殼金屬一般是靠在地面上的設備,沒有敷設專用接地線的情況下,道閘接地可能不會良好,接地電阻可能相當大,相當於重複接地不良好,可能會產生用電安全事故。一般這種情況採用道閘外殼不接N,電源加漏電保護開關的保護方式。
問題2:外殼接N良好接地,三相四線制系統中,如果在道閘上將工作零線N接道閘的外殼,也就成了保護接零,道閘外殼接入接地電阻符合要求的專用或非專用的接地系統中,相當於重複接地。這種做法的前提必須是該道閘的控制箱、配電箱已經重複接地良好。否則道閘的PEN可能會有電位差電流,嚴重時可能熔斷PEN線。因為道閘屬於小型設備,N線截面都比較小。
問題3:外殼不接N,三相四線制系統中,如果在道閘上工作零線N不接道閘外殼,而將道閘外殼接入接地電阻符合要求的專用或非專用的接地系統中,也就違反了三相四線制系統中不允許一部分設備接零另外一部分設備接地的情況,在某種電氣故障情況下會產生安全隱患。
由此可見,三相四線制系統接地真的很複雜,問題不少,我們國家發展初期,有色金屬短缺,那時候少一根專用接地線節省不少費用。
現階段某些安全要求較高的工廠、施工臨時用電已經在國家規範中強制要求採用三相五線制接地電源系統TN-S。
(4)重複接地:PEN必須重複接地。
閱讀更多 電氣設計狄老師 的文章