我們來(lái)看下圖:
這是一個(gè)居民小區(qū),里面居家很多。因此,在小區(qū)內(nèi)有總配電室和一級(jí)配電設(shè)備,還有中間的二級(jí)配電設(shè)備,以及居家樓的電度表箱。電能經(jīng)過(guò)這些環(huán)節(jié),最后到我們的住家門口,并且與我們居家內(nèi)的配電箱相連接,由此完成居家配電工作。
下圖是小區(qū)配電系統(tǒng)的示意圖:
這張圖比較大,我們來(lái)分部分仔細(xì)看看:
圖的左邊是一級(jí)配電設(shè)備。我們看到有變壓器t,它的任務(wù)是把10kv的中壓電壓變?yōu)?00v/230v的低壓電壓。
注意:我們把變壓器低壓側(cè)的電壓400v/230v叫做系統(tǒng)電壓,此電壓是低壓配電系統(tǒng)的最大值。其中400v是三相之間的線電壓,而230v是各相對(duì)中性線的相電壓,它們之間相差1.732倍。
一級(jí)配電設(shè)備又叫做一級(jí)低壓開關(guān)柜,它有進(jìn)線回路,有系統(tǒng)母線,有許多饋電回路。進(jìn)線和饋電一般采用三極斷路器。
請(qǐng)?zhí)貏e注意:
我們發(fā)現(xiàn),變壓器低壓側(cè)三相繞組的中性點(diǎn)接地,然后引到一級(jí)配電設(shè)備的母線上。這種接地被稱為工作接地或者系統(tǒng)接地,其目的是建立地電位或者零電位。
從系統(tǒng)接地點(diǎn)引出的導(dǎo)線被稱為pen線,也即零線。三條相線有時(shí)也被稱為三相火線,三條相線的標(biāo)記為l1、l2和l3。
根據(jù)iec和國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),這樣的接地系統(tǒng)被稱為tn-c。對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是:iec60364-1和gb16895.1。
我們繼續(xù)看:
從一級(jí)配電設(shè)備的某饋電回路引出一條四芯電纜,將電能送往中間的二級(jí)配電設(shè)備。
為什么會(huì)有二級(jí)配電設(shè)備?其原因是:由于居家樓很多,如果全靠一級(jí)配電設(shè)備來(lái)分配電能,則一級(jí)配電設(shè)備會(huì)很龐大且復(fù)雜,所以用二級(jí)配電設(shè)備來(lái)進(jìn)行二級(jí)分配電能。
二級(jí)配電設(shè)備內(nèi)有進(jìn)線開關(guān),有母線,還有饋電回路。進(jìn)線開關(guān)采用刀熔開關(guān),饋電回路采用熔斷器或者斷路器。圖示為熔斷器。
我們看到,圖中的右側(cè)由三只熔斷器構(gòu)成饋電回路,將電能輸送到居家配電電纜2上。
注意:
經(jīng)過(guò)一級(jí)配電設(shè)備和二級(jí)配電設(shè)備,由于有配電線路的壓降,使得二級(jí)配電設(shè)備輸出的電壓降低為380v/220v。這個(gè)電壓被稱為標(biāo)稱電壓,是所有居家配電和用電電器的工作電壓。
在gb156-2001(標(biāo)準(zhǔn)電壓)標(biāo)準(zhǔn)中,有關(guān)于系統(tǒng)電壓和標(biāo)稱電壓的相關(guān)規(guī)定。
我們繼續(xù),看下圖:
我們看到,來(lái)自于二級(jí)配電設(shè)備的居家配電電纜2的電能被送到左下方的計(jì)量電度表箱的入口處。
注意,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),三條相線的顏色按相序分別是黃綠紅,pen線是藍(lán)色的。
假設(shè)居家單元樓有6層,每層有2家,于是1層和2層用l1相(a相),3層和4層用l2相(b相),而5層和6層則使用l3相(c相)。從圖中可以看到,三相被分別送到12只電度表內(nèi),并從電度表中引出到各家的入戶處。
請(qǐng)?zhí)貏e注意:
我們看到,從居家配電電纜2引出的pen零線,被送到上圖的右側(cè),與接地扁鋼meb相連接,然后分開為n線和pe線。n線的名稱是中性線,而pe線的名稱是保護(hù)線。從此以后,零線已經(jīng)不存在了,只有n線和pe線。
這種接地方式被稱為保護(hù)接地,它的目的就是保護(hù)人身安全。
在iec60364和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb16895-1中被定義為tn-c-s接地系統(tǒng)。
注意到pe線的顏色是黃綠色的。黃綠色線只能使用于地線,并且在任何電器的內(nèi)部,以及配電線路中都是如此,這是被iec60364和gb16895中強(qiáng)制規(guī)定的。
我們看到,n線被引到電度表中,最后與相線和pe線一起,被送往各個(gè)居家的入戶處。見(jiàn)圖中的右下方。
最后,我們來(lái)看看居家配電系統(tǒng)。下圖是我繪制的居家配電系統(tǒng)圖。
最后,說(shuō)說(shuō)居家配電系統(tǒng)是如何建立起來(lái)的。
對(duì)于小區(qū)配電系統(tǒng),它是建筑設(shè)計(jì)院的工程師們?cè)O(shè)計(jì)的,并且由建筑公司和電業(yè)公司組建起來(lái),內(nèi)容包括:電力變壓器的安裝,中壓10kv配電系統(tǒng)和配電柜,低壓400v一級(jí)配電系統(tǒng)和配電柜,二級(jí)配電系統(tǒng)和配電柜,各種電纜的敷設(shè),各個(gè)居民樓的電度表箱的安裝和接線,還有居家內(nèi)部的總配電箱的配套和安裝工作。
換句話說(shuō),建筑公司和電業(yè)公司完成了從變壓器到我們居家入戶處的全部配電線路的組建和安裝配套工作。
居家內(nèi)部的線路由裝修公司完成。有時(shí),根據(jù)居家配電系統(tǒng)的要求,會(huì)將居家配電箱更換。
小區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范是:gb50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》。此規(guī)范系由國(guó)家住建部撰寫和規(guī)定的。
此外給大家說(shuō)說(shuō)本帖中的圖與iec定義的tn-c-s之間的關(guān)系:
我們來(lái)看iec60364-1中給出的有關(guān)tn-c-s的圖:
在圖的左上方,我們看到了電力變壓器的三個(gè)低壓繞組,以及它們的公共線。我們看到,公共線直接接地。這就是系統(tǒng)接地,也即工作接地。中性點(diǎn)接地后,引出一條線,被定義為pen線。
這條pen線就是零線。
三條相線l1/l2/l3和pen一直向右引出,我們看到pen線第二次接地,圖中的英文標(biāo)明為重復(fù)接地。重復(fù)接地點(diǎn)一般安排在一級(jí)配電設(shè)備的進(jìn)線回路中。
在實(shí)際使用中,如果變壓器距離一級(jí)配電設(shè)備很近,則系統(tǒng)接地和重復(fù)接地可以合并,也即取消系統(tǒng)接地,保留重復(fù)接地。
在上圖的中間,我們看到零線pen開始分開,分開點(diǎn)就在我繪制的電度表箱圖中。分開前必須再次重復(fù)接地,也即meb接地點(diǎn)。
事實(shí)上,pen線允許多點(diǎn)接地,而且也要求多點(diǎn)接地。多點(diǎn)接地的好處是防止pen線斷裂后斷點(diǎn)后部的pen線會(huì)帶上較高的電壓。這是很必要的,因?yàn)榫蛹覂?nèi)各個(gè)電器的外殼都與pe線相連,若入戶前不再次接地,則一旦入戶處pen線斷裂,則家里所有電器的外殼都有可能帶電。
我們看到,當(dāng)pen線分開為n線和pe線后,系統(tǒng)共有5根線,這也是國(guó)內(nèi)把tn-s和tn-c-s的-s部分稱呼為三相五線制的原因。
當(dāng)然,我不建議大家使用三相五線制這個(gè)稱呼。因?yàn)樗^線指的是正常運(yùn)行時(shí)必須有電流流過(guò)的導(dǎo)線,pe線在正常時(shí)是沒(méi)有電流流過(guò)的。因此,tn-s是三相四線制,tn-c和tn-c-s也是三相四線制。題主問(wèn)題的答案其實(shí)就是圖中右半部份的某條相線與pe線及n線構(gòu)成的組合而已。
另外,請(qǐng)大家注意到圖中兩個(gè)負(fù)載的n線的接法:
中間那個(gè)負(fù)載,我們看到pen線首先接到負(fù)載的外殼接線端子,然后再引到n線接線端子,由此體現(xiàn)出pen線也即零線的功能中保護(hù)優(yōu)先;右邊的那個(gè)負(fù)載比較清楚,三條相線、n線和pe線分別接入負(fù)載。當(dāng)然對(duì)于單相負(fù)載來(lái)說(shuō),例如家里的電冰箱和空調(diào),只是取用了三條相線中的一條而已。