1、三相五线制三相五线制 工地电路布线详解工地电路布线详解 国国 家家 规规 定定 根据JGJ/T-1992民用建筑电气设计规范 ， 凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、 智能建筑、基建施工现场及临时线路,一律实行 三相五线制供电方式,做到保护零线和工作零线 单独敷设.对现有企业应逐步将三相四线制改为 三相五线制供电,具体办法应按三相五线制敷设 要求的规定实施. 定义：三级配电系统定义：三级配电系统 总配电箱为一级，分配电 箱为二级，末级配电箱为三级。 定义：三相电的概念定义：三相电的概念 我们知道线圈在磁场中旋转时，导线切割磁场线 会产生感应电动势，它的变化规律可用正弦曲线 表示。如果我们取
2、三个线圈，将它们在空间位置 上相差点120度角，三个线圈仍旧在磁场中以相 同速度旋转，一定会感应出三个频率相同的感应 电动势。由于三个线圈在空间位置相差点120度 角，故产生的电流亦是三相正弦变化，称为三相 正弦交流电。工业用电采用三相电，如三相交流 电动机等。相与相之间的电压是线电压，电压为 380V。相与中心线之间称为相电压，电压是 220V。 什么是电源中性点？ 中性点是指变压器低压侧的三相线圈构成星形 联结，联结点称中性点，又因其点为零电位， 也称零线端，一般的零线就从此点引出的。中 性点接地后，所有该电网覆盖面的设备接地保 护线可就近入地设置为地线，一旦出现漏电可 通过大地传导回路到
3、变压器中性点，以策安全。 定义：三相五线制定义：三相五线制 在三相四线制制供电系统中,把零线的两个 作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线 专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相 五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一 根工作零线、一根保护零线.三相五线制的接线 方式如下图所示. 为什么不是“五相”“六相”？ 你先要明白“相”在电中的含义，相是指相位角， 比如常说的三相电，是指相位角在空间互成 120交流电。如果使用移相技术，就比如简单 的电容移相，我们一样可以得到四相、五相、N 相都可以！但那在电力拖动中没有实际的应用意 义，只在电子技术中有时用到。为什么在电力拖 动
4、中大都使用三相（当然有时会用到单相），而 不是四相、五相呢？因为发电机的三相绕组在空 间120分布时，交变磁力线均可最大限度的切 割它们，成而最以限度的发出电能。而三相用电 器呢，除了相反的原理外，三相互成120的回 路又能最大限度的使用电能！ 三相五线制供电的原理 在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和低 压电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序 电流通过，过长的低压电网，由于环境恶化，导 线老化、受潮等因素，导线的漏电电流通过零线 形成闭合回路，致使零线也带一定的电位，这对 安全运行十分不利。在零干线断线的特殊情况下, 断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生 危险的电压，这是不允许
5、的。 如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接 的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作 零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这 样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的 危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地” 电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患。 从线路的性质上来说，火线（相线）是提供能源 的线路，零线是单相电路中，给提供能源的线路 一条电流回路（和相线形成电流通道）的线路， 地线是作为保护电器设备、防止漏电而发生事故 的一条“非正常”电流通道。这三条线，正常工 作时，由相线（某一个单位时间内）提供电流， 经过用电设备（负载）后由零线回到电源端；正 常情况下，地线是没有
6、任何电流通过的。所以从 性质上来看，这三条线路中的零线和地线，是不 允许“并用”或合用的。 “PE”即英文“protecting earthing” 的缩写，意思是“保护导体、保护 接地”。“N”即英文“neutral point” 意思“中性点，零压点” 接地及中性点的英文缩写 为什么在变压器端接地？ 按照规定，380伏（三相）的民用电源的中性点 是不应该在进户端接地的（在变压器端接地， 这个接地是考虑到不能因悬浮点位造成高于电 源电压的点位，用户端的接地与变压器端的接 地在大地中是存在一定的电阻的），如果把电 源的中性点直接接地（这在民用电施工中是不 允许的），漏电保护器就失去了作用，不能
7、保 护人身和电器设备的短路了。 因 此 ， 三 相 五 线 制 地 线 在 供 电 变 压 器 侧 和 中 性 线 接 到 一 起 ， 但 进 入 用 户 侧 后 不 能 当 作 零 线 使 用 ， 否 则 发 生 混 乱 后 就 与 三 相 四 线 制 无 异 了 。 定义：定义：TNS接零保护系统接零保护系统 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，TN-S供电系统 的特点如下： 1、系统正常运行时，专用保护线上没有电 流，只是工作零线上有不平衡电流。PE线 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
8、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。 4、干线上使用漏电保护器，工作零线不 得有重复接地，而PE线有重复接地，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。 5、TN-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 建筑工程工前的“三通一平”（电通、 水通、路通和地平必须采用TN-S方 式供电系统。 漏电保护器的工作原理漏电保护器的工作原理 如果有人体触摸到电源的线端即火线， 或电器设备内部漏电，这时电流从火线通 过人体或电器设备外壳流入大地，而不流 经零线，火线和零线的电流就会不相等， 漏电保护器检测到这部分
9、电流差别后立刻 跳闸保护人身和电器的安全，一般这个差 流选择在几十毫安 。 判定是否漏电的的原理依据是：流进 和流出开关的电流必须相等，否则就 判定为漏电。当漏电电流达到和超过 一定的程度时，产生保护动作-跳 闸。判定的阈值是可以设定的，因为 电路就是我们设计的。只是应用时要 根据不同的场合，选用不同灵敏度的 保护器。 如果是用于人身安全保护为目的，则漏电 电流小于30mA，视为安全，如大于30mA， 则视为不安全，将产生保护动作。漏电保 护的额定电流30mA的漏电保护器或保护 开关，属于同敏度漏电保护器或保护开关。 其生产保护动作时间还应在0.1秒以内。 这两个参数的选择主要依据是： 30m
10、A： 人体的感知电流-男为1.1mA女为 0.7mA；摆脱电流男为16mA女为10.5mA， 儿童要较成人为小；在较短时间内危及生 命的电流是致使电流，从两个方面理解- -一是电流达到50mA就会引起心室颤动， 有生命危险，而100mA以上的电流则足 以将人致死，30mA以下暂时不会有生命 危险。 0.1秒： 人的心脏每收缩扩张一次有0.1秒的间歇， 而在这0.1秒内，心脏对电流最敏感，若 电流在这一瞬间通过心脏，即使电流较小， 也会引起心脏颤动，造成危险。 但 必 须 注 意 ， 通 常 的 漏 电 保 护 开 关 或 漏 电 保 护 器 只 适 用 于 工 频 电 源 ， 对 其 它 电
11、源 ， 如 直 流 电 源 、 高 频 电 源 是 不 适 用 的 ， 千 万 不 能 乱 用 。 空气开关: 空气开关是控制电气回路的分合开关，若 以空气为灭弧介质的称空气开关。一般以 额定电流（负荷）选择，做为电气回路的 总开关使用。 漏电保护器： 当一个空气开关带有漏电保护功能时， 称之为漏电保护开关。如果是一个单单 用于漏电保护的电气装置，则称之为漏 电保护器。 导线面积应通过计算确定（一般铜导 线的安全载流量为58A/mm2，铝导线的 安全载流量为35A/mm2） 外电变压器低压输出外电变压器低压输出 到总配电房线路接法到总配电房线路接法 1、线路由外电变压器低压输出及中 性点接地引
12、入到总配电房。 2、线路的黄、绿、红三相线接入到 总配电箱的总隔离开关上。 隔离开关必须选用分断时有明显可 见分断点的开关。 3、淡蓝色中性接地线接入到第一级 漏电保护器上的接线端。 4、将中性接地线用导线引出到PE端 子作为保护零线。 5、从第一级漏电保护器“N”出线端 接引到工作零接线端。 6、从第一级总漏电保护器引出相线 到多路分路隔离开关。 现以三路分三路为例，现以三路分三路为例， 详述总配电箱到分配电箱详述总配电箱到分配电箱 的接法的接法 1、从总配电箱的分配电开关分别引出黄、绿、红从总配电箱的分配电开关分别引出黄、绿、红 （A、B、C）三相线，淡蓝色工作零线从工作零）三相线，淡蓝色
13、工作零线从工作零 接线端引出，黄绿双色接线端引出，黄绿双色PE保护零线从保护零线从PE端子引出端子引出 总配电箱门与箱体间必须采用总配电箱门与箱体间必须采用 编织软铜线可靠连接作保护接零编织软铜线可靠连接作保护接零 五线之间架设的安全距离 2、线路的黄、绿、红三相线接入到二级分配电箱、线路的黄、绿、红三相线接入到二级分配电箱 的总隔离开关上，淡蓝色的的总隔离开关上，淡蓝色的N线接入到漏电保护器线接入到漏电保护器 的的N端上，通过漏保后接到工作零线端子板。端上，通过漏保后接到工作零线端子板。 3、黄绿双色的PE线接入到保护零端子板 PE板上 4、从二级分配电箱的总隔离开关引 出三相线到漏电保护器
14、。 5、从漏电保护器接线端引出相线到 分路隔离开关。 PE线不能进入漏电保护器，因为线路末端漏电保护器 动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电 6、黄、绿、红三相线分别从分配电箱的分路隔离、黄、绿、红三相线分别从分配电箱的分路隔离 开关引出开关引出,从从N板接线端子引出淡蓝色的工作零线板接线端子引出淡蓝色的工作零线, 从从PE板接线端子引出黄绿双色保护零线。板接线端子引出黄绿双色保护零线。 分配电箱门与箱体间必须采用分配电箱门与箱体间必须采用 编织软铜线可靠连接作保护接零编织软铜线可靠连接作保护接零 现以三路分路为例，讲述分现以三路分路为例，讲述分 配电箱到末级开关箱的接法配电箱到末级开关箱
15、的接法 按规定要求单相开关箱按规定要求单相开关箱 与三相开关箱应分开设置与三相开关箱应分开设置 固定式末级开关箱的中心点与 地面的垂直距离应为1.41.6m 移动式末级开关箱其中心与 地面的垂直距离宜为0.81.6m 单相末级开关箱线路接法单相末级开关箱线路接法 1、引入线可选用任意一条相线（以红色线为、引入线可选用任意一条相线（以红色线为 例），接入到单相开关箱的隔离开关。例），接入到单相开关箱的隔离开关。 2、将淡蓝色的、将淡蓝色的N线也接入到单相开关箱的隔离开线也接入到单相开关箱的隔离开 关关 ，将黄绿双色的，将黄绿双色的PE线接入到线接入到PE板接线端子上。板接线端子上。 3、从隔离开
16、关的接线端引出红色相线和蓝色从隔离开关的接线端引出红色相线和蓝色N 线到漏电保护器的接线端子上线到漏电保护器的接线端子上 。 4、红色相线和蓝色、红色相线和蓝色N线从漏电保护器接线端引线从漏电保护器接线端引 出，黄绿双色出，黄绿双色PE线从线从PE板的接线端子引出板的接线端子引出 。 此时照明设备可用此时照明设备可用 三相末级开关箱线路接法三相末级开关箱线路接法 1、黄、绿、红三相线分别接入到三相开关箱的隔、黄、绿、红三相线分别接入到三相开关箱的隔 离开关。黄绿双色的离开关。黄绿双色的PE线接入到线接入到PE板接线端子上板接线端子上 。 从隔离开关的接线端引出黄、绿、红三相线到漏从隔离开关的接
17、线端引出黄、绿、红三相线到漏 电保护器的接线端子上电保护器的接线端子上 。 2、黄、绿、红三相线从漏电保护器接线端引出、黄、绿、红三相线从漏电保护器接线端引出 ， 黄绿双色黄绿双色PE线从线从PE板的接线端子引出板的接线端子引出 此时动力设备可用此时动力设备可用 三相五线制与三相四线制的比较三相五线制与三相四线制的比较 (1)基本供电系统介绍： 常用的基本供电系统有(380V)三相三线制和 (380/220V)三相四线制等,但这些名词术语内 涵不是十分严格.国际电工委员会(IEC)对此 作了统一规定,称为TT 系统、TN系统、IT 系 统.其中TN 系统又分为TN-C、TN-S 系统. T T
18、 式供电系统是指将电气设备的金属外壳 直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也 称T T 系统.第一个符号T 表示电力系统中 性点直接接地;第二个符号T 表示负载设备 金属外壳和正常不带电的金属部分与大地 直接联接,而与系统如何接地无关.在TT 系 统中负载的所有接地均称为保护接地。 TN 方式供电系统是将电气设备的金属外壳和 正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护 系统,称作接零保护系统,用 TN 表示.TN-C 方式 供电系统是用工作零线兼作接零保护线,可以称 作保护中性线,可用NPE 表示,即常用的三相四 线制供电方式.TN-S 式供电系统是把工作零线 N 和专用保护线PE 严格分开的
19、供电系统,称作 TN-S 供电系统,即常用的三相五线制供电方式. IT 方式供电系统,其中I 表示电源侧没有工作接 地,或经过高阻抗接地.第二个字母T表示负载侧 电气设备进行接地保护.IT 方式供电系统在供 电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好. 一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地 连续供电的地方,例如连续生产装置、大医院的 手术室、ICU病房、地下矿井等处. 几 种 供 电 方 式 的 区 别 三相四线制三相四线制(TN-C)与三相与三相 五线制五线制(TN-S)系统的比较系统的比较 在三相四线制供电方式中,由于三相负载不 平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大 时,零线将有零序
20、电流通过,过长的低压电网, 由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导 线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使 零线也带一定的电位,这对安全运行十分不 利. 特别是在零线断线的特殊情况下,断线 以后的单相设备和所有保护接零的设备产 生危险的电压,这是不允许的. 采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接 的工作零线 N 和保护零线 PE 是分别敷设的, 工作零线上的电位不能传递到用电设备的外 壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方 式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位 始终处在“地“电位,从而消除了设备产生危险 电压的隐患. 一般情况下,中性线是以大地作为导体,故其对 地电压应为零,称为零线.
21、因此相线对地必然形 成一定的电压差,可以形成电流回路,称其为火 线.正常供电回路由相线(火线)和中线(零线)形 成.地线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大 地连接的导线,其对地电阻小于4 欧姆;它不参 与供电回路,主要是保护操作人员人身安全或抗 干扰用的.很多情况下,中线和大地的连接问题 会导致用电端中线对地电压大于零,因此三相五 线制种将中性线（N线）和地线分开对消除安 全隐患具有重要意义. 在三相四线制供电方式中,主要采用 TN-C 系统供 电,对于单相回路存在较大的安全缺陷.单相二线 供电方式,最大缺陷是在发生电器外壳碰相线时, 直接将 220V 相电压施加给此时正巧触摸到的人, 从而发
22、生触电事故.因此如果把接外壳的保护线 PE 和中性线 N 并联合用一根,实际上这也是极不 安全的. 建筑物的配电线路由于接头松脱、导线断 线等故障,很可能造成下图 所示A点处开路, 此时当其中一台设备开关接通后,在 A点后 面所有中性线上,将出现相电压,这个高电压 又被设备接地引至所有插入插座的用电设 备外壳上,而且其后的设备即使并未开启,外 壳上也有 220V 电压,这是十分危险的. TN-C系统单相回路断零示意图 三相四线制零线断路，为什么有的三相四线制零线断路，为什么有的 电器烧，有的不烧？电器烧，有的不烧？ 在实际中三相负载严重分布不平衡，总零线断 开，由三相四线制供电系统变为三相三线
23、制， 使中性点严重位移，导致三相负载端相电压不 再对称，负载相当于在相与相之间串联，阻值 大的分得电压高，阻值小的分得电压低，若三 相负载完全相等时，电压完全相等（低压为 220V）当然出现有的电器烧掉了，有的没烧。 A图-三相平衡时且零线完好； B、C图-三相不平衡，L1负荷小， L2和L3负荷一样都大且零线断开。 这时，零点按B图或C图漂移。 如果采用三相五线制的TN-S 供电系统,则不 会出现这种情况.如下图 所示,只有当保护线 断开,而且又有一台设备发生相线碰外壳,两 故障同时出现时,才会出现与前述二线制中类 似情况的事故.从而也极大地降低了事故出现 的可能性. TN-S系统单相回路示
24、意图 TN-C-S方式供电系统方式供电系统 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PE线，这种系统称 为TN-C-S供电系统，如下所示： TNCS供电系统 TN-C-S系统的特点 1）工作零线N与专用保护线PE相联通，如图1- 5ND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PE线上 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
25、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PE线上应作重复接地 。 2）PE线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。规范规定：有接 零保护的零线不得串接任何开关和熔断器。 3）对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外， 其他各分箱处均不得把N线和PE线相联，PE线 上不许安装开关和熔断器，也不得兼顾用作PE 线。 为什么有时候合不上闸？ 在TNC系统中，三相四线的N线应该作重 复接地，但是N线接地后，干线首端便不能 装设漏电保护。因为漏电开关不允许后面 的中线有重复接地，否则产生不平衡电流， 就合不上闸。 通过上述分析，TN-C-S供电系统是在TN-C 系统上临时变通的作法。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。
