蒋春来 贾旭东 张伟
上海智英化工技术有限公司杭州分公司 浙江杭州 311200
摘要：TN接地系统是一种低压配电系统，是一种比较复杂的工程，在很大程度上影响着用电设备的正常运行、配电系统的稳定性与用电的安全。在很多化工工程项目中，因为未做好TN接地故障保护工作而引发多起安全事故，所以化工工程项目设计人员一定要高度重视TN接地系统的合理运用。基于此，本文对化工工程中TN接地系统的应用和故障处理进行研究，具有重要的意义。
关键词：化工工程；TN接地系统；应用；故障处理
1 TN接地系统的工作原理与具体应用
TN接地系统大致包括TN-S系统、TN-C系统与TN-C-S系统这三种不同类型的系统。实际中，为了保证TN系统的可靠性，应选择适宜的TN接地系统。不过，在实际运用过程中，仍然存在地形式原则不明问题，进而埋下许多安全事故隐患。针对这三种不同类型的TN接地系统，现对其的工作原理与具体运用进行详细阐述。
1.1 TN-S系统
（1）工作原理。在TN-S系统中，中性线和保护线均为单独导体，即在电源中性点处分开成两根独立导体。TN-S系统无论N线还是PE线断线，设备外壳均不会带电。系统三相不平衡时，设备外壳也不会产生高电压，安全性很高。
（2）具体应用情况。在建筑物中，完成10（6）kV/0.4kV变压器中性点的接地以后，低压配电系统接地应选用TN-S系统。在对TN-S系统进行运用时，正常情况下，电流不会通过PE导体，同时PE导体不会带电位，不会影响信息技术设备。在发生对地故障时，会有故障电流流经PE导体，而对于电气设备外露导电部分，当其对地处于正常状态下时，基本上不会带有电位，几乎不会发生火灾爆炸安全事故，是非常可靠、安全的，不过，在配线回路中，常会多用一根导线。针对TN-S系统，主要适用于以下不同类型的场所，即：对电磁兼容性要求比较高的一些场所，如计算机房、办公楼等；对供电连续性要求、防火灾防电击要求比较高的民用建筑；单相负荷比较大或者非线性负荷比较多的工业厂房；极易发生火灾、爆炸等危险事故的场所。
1.2 TN-C系统
（1）工作原理。TN-C系统中，中性线和保护线共用了一根导线（PEN线），我们不仅可以把接三相用电设备用到这种系统上，还能把单相用电设备也用上去。在用电的过程中，如果发生断相或三相不平衡，则与PEN线连接的设备外壳上就会产生较高电压，这种高电压会造成安全隐患。若发生的是单相短路，则与PEN线连接的设备外壳上会产生较大的故障电流，安全性较低。
（2）具体应用情况。在TN-C系统中，如果存在一个单相回路，如果PEN线发生断线时，电气设备的金属外壳对地会发生故障电压，存在极大的触电危险。
1.3 TN-C-S系统
（1）工作原理。在TN-C-S系统中的低压电气装置电源进线点前，共用保护线与中性线，在进线点后分成两根，其中，在保护线与中性线分开之后，不允许再进行合并。在分开的过程中，一定要对PEN线进行重复接地处理。
（2）具体应用情况。对于内部未设置配电变压器的民用建筑、较多非线性负荷和较大单相负荷的工业厂房等化工项目，均适用此系统。此外，由于此系统在电源进线点前为PEN线，则当N线与PE线分开后，两者的电压差较TN-S系统要小，对一些比较敏感的信息设备干扰也较小。此系统兼具TN-C和TN—S系统的特点，既与TN-S系统有着同样的安全性、还能节约电源进线中的一根PE线。综上所述,当建筑物低压配电采用TN系统时宜采用TN-C-S系统。
2 常规情况下TN系统接地故障保护措施
在TN系统中发生的各种接地故障中，发生概率最高的一种故障就是金属性短路故障。由于这种故障常常会出现比较大的电流，为有效避免发生金属性短路故障，必须要采取有效的应对措施。例如，为避免发生金属性短路故障，化工项目可以选用合适的设备，包括智能马达保护器、低压断路器、熔断器等，以上即为接地故障保护。根据有关规范规定，针对固定式用电设备的配电线路或者末端线路，它们的切断故障回路时间应小于5s；针对手握式设备的插座回路、供移动式设备的末端线路等，它们的切断故障回路时间应小于0.4s。
3 特殊情况下TN系统接地故障保护措施
3.1 进行保护性等电位联结
只有采取保护性等电位连结措施，才能够充分发挥出接地故障保护的作用。在配电线路中，如果已经运用RCD，在这种情况下，一定要具有电位联结。在TN系统中，当PEN线突然出现事故时，则会提高中性点对地电压，与此同时，电流顺着PE线流向其他电气设备保护壳中，最终发生安全事故。针对以上现象，RCD无法发挥自身的作用。而在TN-C系统中，如果RCD中有PEN线穿过，则在RCD中，因接地故障电流而出现的磁场会出现互相抵消现象，然后RCD会做出拒动作。针对实际电压高于安全规定值问题，应选用等电位联结这种方法来进行有效解决。如果一些场所中设有很多金属容器，且场所环境比较潮湿、温度较高，存在导电尘埃时，其安全电压是12V。在化工工程项目中，通过采用总等电位联结，有以下优点，即：因为保护电器动作存在不可靠因素，所以引发很多安全隐患，而通过运用总等电位联结，则能够对这些安全隐患进行有效减少；当化工厂房外部进入危险电压时，极易引发危险事故，而通过运用总等电位联结，则能够有效降低危险事故发生率；有助于降低接触电压。
3.2 降低保护电器的动作电流值
为对保护电器的动作电流值进行降低，可以采取以下几点措施，即：采用熔断器或使用的断路器有短延的作用；针对断路器，可以选用带零序电流保护措施；除TN-C系统以外，如果一些设备主要用于截断电流，宜选用带有剩余电流保护措施。
3.3 提高接地故障电流值
为对接地故障电流值进行提高，宜选用以下措施，即：要把原来用的Yyn0接线组别的变压器换成更为合适的Dyn11接线组别变压器，这是因为相比较于Dyn11接线而言，Yyn0接线零序会发生的阻碍会小的很多；对线路结构进行改变，以对线路电流进行降低；相导体的截面太小，需要增大截面。
4 结语
综上所述，化工项目中可根据不同的场所选择不同的低压接地方式。低压配电系统的接地是影响化工企业安全生产、平稳运行的较大因素。在很多化工工程项目中，因为未做好接地故障保护工作而引发多起安全事故，所以化工工程项目设计人员一定要高度重视TN接地系统的合理运用。为有效避免发生TN系统接地故障问题，确保化工企业生产过程的安全性，在进行设计过程中，设计人员应能够灵活运用并配合使用不同TN接地系统方案。
参考文献
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