저전압 배전 접지 시스템은 IT 시스템, TT 시스템, TN 시스템의 세 가지 유형으로 구분되며 이 세 가지 접지 방법은 혼동하기 매우 쉽습니다. 오늘은 모든 분들에게 도움이 되기를 바라면서 이 세 가지 시스템의 내용에 대해 종합적으로 이야기해보겠습니다.
1. 정의
현재 국가 표준 "저전압 배전 설계 코드"(GB50054)에 따르면 저전압 배전 시스템에는 IT 시스템, TT 시스템 및 TN 시스템의 세 가지 접지 형태가 있습니다.
(1). 첫 번째 문자는 전원 단자와 접지 사이의 관계를 나타냅니다.
T-전력 변압기의 중성점은 접지에 직접 연결됩니다.
I-전원 변압기의 중성점은 접지되지 않았거나 높은 임피던스를 통해 접지되었습니다.
(2) 두 번째 문자는 전기 장치의 노출된 전도성 부분과 접지 사이의 관계를 나타냅니다.
T - 전기 설비의 노출된 전도성 부분은 전원 공급 장치 단자의 접지점과 전기적으로 독립된 지점에서 접지에 직접 연결됩니다.
N-전기 설비의 노출된 전도성 부분은 전원 단자 접지점에 직접 전기적으로 연결됩니다.
그런 다음 S: 보호 라인(PE 라인)과 중립 라인(N 라인)이 완전히 분리됩니다. C: 보호선과 중성선이 하나로 결합됩니다. CS: 부분은 통합되고 부분은 분리됩니다.
2. 종합적인 분석
1.IT 시스템
(1) IT 시스템이란 전원 공급 장치의 중성점이 접지되지 않고 전기 장비의 노출된 전도성 부분이 직접 접지되는 시스템입니다. IT 시스템에는 중성선이 있을 수 있지만 IEC에서는 이를 설정하지 않을 것을 강력히 권장합니다. 왜냐하면 IT 시스템의 N 라인 어느 지점에서든 중성선을 설정하고 지락 사고가 발생하면 해당 시스템은 더 이상 IT 시스템이 아니게 되기 때문입니다.
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IT 시스템 배선도
(2) 전원 변압기의 중성점은 접지되지 않습니다(또는 높은 임피던스를 통해 접지). 반면 전기 장비 인클로저는 보호 접지를 사용합니다.
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10KV 및 35KV 고전압 시스템과 광산 및 지하 광산의 일부 저전압 전원 공급 시스템과 같이 환경 조건이 열악하고 단상 접지 또는 화재 및 폭발이 발생하기 쉬운 장소에 적합합니다.
참고: IT 시스템에서 전기 장비에 단상 지락이 발생할 경우 인체에 흐르는 전류는 주로 용량성 전류입니다. 정상적인 상황에서 이 전류는 크지 않지만 전력망의 절연 강도가 크게 감소하면 이 전류는 위험한 수준에 도달할 수 있습니다.
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IT 시스템 기능:
IT 시스템에서 첫 번째 지락 사고가 발생하면 이는 지락에 대한 비장애 용량성 전류뿐입니다. 그 가치는 매우 작습니다. 노출된 전도성 부분의 접지 전압은 50V를 초과하지 않습니다. 전원 공급의 연속성을 보장하기 위해 결함 회로를 즉시 차단할 필요가 없습니다. - 발생 지락이 발생하면 접지 전압이 1.73배 증가합니다. - 220V 부하는 강압 변압기를 장착하거나 시스템 외부의 전원 공급 장치를 통해서만 전원을 공급받아야 합니다. - 단열 모니터를 설치합니다. 사용 장소: 비상 전원 공급 장치, 병원 수술실 등과 같이 전원 공급 연속성 요구 사항이 높습니다.
전원 공급 거리가 그리 길지 않은 경우 IT 전원 공급 시스템은 전원 공급 신뢰성이 높고 안전성이 우수합니다. 일반적으로 전기제철소, 대형병원의 수술실, 지하광산 등 정전이 허용되지 않거나 지속적인 전력공급이 엄격히 요구되는 장소에 사용됩니다. 지하광산의 전력공급 여건은 상대적으로 열악하며, 케이블은 습기에 취약합니다.
IT 전원 공급 시스템을 사용하면 전원 공급 장치의 중성점이 접지되지 않더라도 일단 장비가 누출되면 단상 접지 누설 전류는 여전히 작아서 전원 공급 장치 전압의 균형을 파괴하지 않으므로 전원 공급 장치의 중성점이 접지된 시스템보다 안전합니다. 그러나 전원 공급 거리가 길어지면 전원 공급선과 대지 사이의 분산 정전 용량을 무시할 수 없습니다.
부하에 단락 사고가 발생하거나 전류 누출로 인해 장비 쉘이 통전되면 누출 전류가 대지를 통해 회로를 형성하여 보호 장비가 반드시 작동하지 않을 수 있으므로 위험합니다. 전원 공급 거리가 너무 길지 않은 경우에만 더 안전합니다. 이러한 전원 공급 방법은 건설 현장에서는 거의 사용되지 않습니다.
2.TT 시스템
(1) TT 시스템은 전원 공급 장치의 중성점을 직접 접지하고, 전기 장비의 노출된 전도성 부분도 직접 접지하는 시스템입니다. 일반적으로 전원 공급 장치의 중성점 접지를 작업 접지라고 하며 장비의 노출된 전도성 부분을 접지하는 것을 보호 접지라고 합니다.
TT 시스템에서 이 두 접지는 서로 독립적이어야 합니다. 장비 접지는 각 장비마다 독립적인 접지 장치가 있거나 여러 장비가 접지 장치를 공유할 수 있습니다.
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TT 시스템 배선도
(2) 전원 변압기의 중성점은 접지되고 전기 장비 쉘은 보호 접지를 채택합니다. 금속 쉘은 보호 접지 또는 접지 시스템이라고 하는 전원 공급 장치 단자 접지 지점과 관련이 없는 접지 수준에 직접 접지됩니다.
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TT 시스템의 주요 장점은 다음과 같습니다.
(a) 고압선이 저압선에 연결되거나 배전변압기의 고저압 권선 사이에 절연 파괴가 발생할 때 저압 전력망에 발생하는 과전압을 억제할 수 있습니다.
(b) 저전압 전력망의 낙뢰 과전압에 대한 특정 누설 능력을 가지고 있습니다.
(c) 접지되지 않은 저전압 전기 제품의 경우에 비해 전기 제품이 껍질 충돌 사고를 당했을 때 껍질과 접지 사이의 전압이 낮아져 개인 감전 위험을 줄일 수 있습니다.
(d) 단상 접지 시에는 접지 전류가 상대적으로 크기 때문에 보호 장치(누전 방지 장치)가 안정적으로 작동할 수 있으며 적시에 결함을 제거할 수 있습니다.
(e) 단상 접지 사고점은 대지 전압이 낮고 사고 전류가 크기 때문에 누전 보호 장치가 신속하게 작동하여 전원을 차단하므로 감전 사고 예방에 도움이 됩니다.
(f) PT선이 중성선에 연결되어 있지 않습니다. 라인 설치가 명확하고 직관적이며 잘못된 배선으로 인한 사고 위험이 없습니다. 여러 건설 단위가 동시에 건설되는 대규모 건설 현장에서는 PT 라인을 슬라이스 및 단위로 구성할 수 있습니다. 안전한 전원 관리 및 전선 사용량 절약에 도움이 됩니다.
(g) 각 전기기기 밑에 반복적으로 접지선을 매립할 필요가 없으므로 접지선 매설 비용을 절감할 수 있다. 또한 접지선의 품질을 향상시키고 접지 저항을 10Ω 이하로 유지하여 전기 안전 보호를 더욱 안정적으로 만들 수 있습니다.
TT 시스템의 주요 단점은 다음과 같습니다.
(a) 저압선과 고압선에 낙뢰가 발생하면 배전용 변압기에 순방향 및 역방향 변환 과전압이 발생할 수 있습니다.
(b) 저전압 전기기기 쉘의 접지 보호 효과는 IT 시스템만큼 좋지 않습니다.
(c) 전기 장비의 금속 껍질이 충전된 경우(상 전선이 껍질에 닿거나 장비 절연이 손상되어 누출되는 경우) 접지 보호로 인해 감전 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 저압차단기(자동개폐기)가 트립되지 않아 누전기기의 외피가 대지에 닿는 전압이 안전전압보다 높아지는 위험전압이 발생할 수 있습니다.
(d) 누설전류가 상대적으로 작은 경우 퓨즈가 있어도 끊어지지 않을 수 있으므로 보호를 위한 누설방지 장치가 필요하므로 TT 시스템의 추진이 어렵다.
(e) TT 시스템의 접지장치는 철재 소모량이 많고 재활용이 어렵고 시간과 재료 소모가 크다.
TT 시스템의 응용:
TT 시스템에서는 접지 장치가 장비 근처에 위치하므로 PE 라인이 단선될 확률이 적고 발견하기 쉽습니다.
TT 시스템 장비가 정상 작동 중일 때는 쉘이 충전되지 않습니다. 오류가 발생하면 쉘의 높은 잠재력이 PE 라인을 따라 전체 시스템으로 전송되지 않습니다. 따라서 TT 시스템은 전압에 민감한 데이터 처리 장비 및 정밀 전자 장비에 전원을 공급하는 데 적합하며 폭발 및 화재 위험과 같은 위험한 장소에서 장점이 있습니다.
TT 시스템은 누설 장비의 고장 전압을 크게 줄일 수 있지만 일반적으로 안전한 범위로 줄일 수는 없습니다. 따라서 TT 시스템을 사용하는 경우에는 누전방지장치나 과전류 보호장치를 설치해야 하며 전자를 선호한다.
TT 시스템은 주로 저전압 사용자, 즉 배전 변압기를 갖추고 있지 않고 외부에서 저전압 전력을 도입하는 소규모 사용자에게 사용됩니다.
3. TN 시스템
TN 시스템은 전원의 중성점을 직접 접지하고, 장비의 노출된 도전성 부분을 전원의 중성점에 직접 전기적으로 연결하는 시스템이다.
TN 시스템에서는 모든 전기 장비의 노출된 전도성 부분이 보호선에 연결되고 일반적으로 배전 시스템의 중성점인 전원 공급 장치의 접지점에 연결됩니다.
TN 시스템의 전원 시스템에는 직접 접지된 지점이 있으며 전기 설비의 노출된 전도성 부분은 보호 도체를 통해 이 지점에 연결됩니다.
TN 시스템은 일반적으로 접지된 중성점이 있는 3상 전력망 시스템입니다. 그 특징은 전기 장비의 노출된 전도성 부분이 시스템 접지점에 직접 연결된다는 것입니다. 쉘 충돌로 인해 단락이 발생하면 단락 전류가 금속 와이어를 통해 폐루프를 형성합니다. 금속 단상 단락이 형성되어 보호 장치가 안정적으로 작동하고 결함을 제거할 수 있을 만큼 큰 단락 전류가 생성됩니다.
작동 중인 중성선 N이 반복적으로 접지되고 케이스가 단락되면 전류의 일부가 반복된 접지 지점으로 전환될 수 있으며, 이로 인해 보호 장치가 안정적으로 작동하지 않거나 작동을 거부하여 오류가 증폭될 수 있습니다.
TN 계통, 즉 3상 5선 계통에서는 N선과 PE선이 별도로 배치되어 서로 절연되어 있다. 동시에 PE 라인은 N 라인 대신 전기 장비의 쉘에 연결됩니다. 그러므로 우리가 가장 우려하는 것은 N선의 전위가 아닌 PE선의 전위이므로 회로 내 반복 접지는 N선의 반복 접지가 아니다.
PE선과 N선을 함께 접지하면 PE선과 N선이 반복 접지점에서 연결되므로 반복 접지점과 접지점 사이의 배선에서는 PE선과 N선의 차이가 없습니다. 배전 변압기 작동 접지점. 중성선 전류는 N선과 PE선에 의해 공유되며, 전류의 일부는 반복되는 접지점을 통해 분류됩니다. 반복접지점 앞에는 PE선이 없다고 볼 수 있으므로 원래의 PE선과 N선이 평행하게 구성된 PEN선만 존재하게 된다. 원래 TN-S 시스템의 장점이 사라지므로 PE 라인과 N 라인을 공통 접지할 수 없습니다.
TN 방식은 보호중성선과 동작중성선의 분리 여부에 따라 TN-S 방식, TN-C 방식, TN-CS 방식의 3가지 형태로 구분된다.
(1), TN-C 시스템
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TN-C 시스템 배선도
(1) TN-C 시스템에서는 PE 라인과 N 라인의 기능이 결합되어 있으며 PEN 라인이라는 도체가 두 기능을 모두 담당합니다. 전기 장비에서 PEN 와이어는 부하 중성점과 장비의 노출된 전도성 부분 모두에 연결됩니다. 본질적인 기술적 단점으로 인해 현재는 거의 사용되지 않으며, 특히 TN-C 시스템이 기본적으로 사용이 허용되지 않는 민간 배전에서는 더욱 그렇습니다.
(2) 전원 변압기의 중성점이 접지되고 보호 중성선(PE)과 작동 중성선(N)이 공유됩니다(PEN이라고 함). 이를 3상 4선 시스템이라고 합니다. 그 중 중립선(N선)의 역할은 다음과 같습니다.
하나는 위상 전압을 제공하는 데 사용됩니다.
두 번째는 불균형 전류를 전도하는 데 사용됩니다.
세 번째는 중성점 전압 오프셋을 줄이는 것입니다.
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TN-C 시스템의 특징:
(a) 장비 쉘이 충전되면 제로 연결 보호 시스템은 누설 전류를 단락 전류로 증가시킬 수 있습니다. 실제로 이는 단상 대 접지 단락 오류입니다. 퓨즈가 끊어지거나 자동 스위치가 작동하여 고장난 장비의 전원이 차단되므로 더욱 안전합니다.
(b) TN-C 시스템은 3상 부하가 기본적으로 균형을 이루는 경우에만 적용 가능합니다. 3상 부하가 불균형한 경우 작동 중인 중성선에 불균형 전류가 발생하고 접지에 전압이 발생하므로 보호선에 연결된 전기 장비의 금속 쉘에는 특정 전압이 있습니다.
(c) 작동중인 중성선이 분리되면 제로 보호선에 연결된 통전 장비의 껍질이 충전됩니다.
(d) 전원 공급 장치의 상선이 접지되면 장비 쉘의 전위가 증가하여 중성선의 위험한 전위가 확산됩니다.
(e) TN-C 시스템의 메인 라인에서 누설 회로 차단기를 사용하는 경우 작동 중성선 뒤의 모든 견고한 접지를 제거해야 합니다. 그렇지 않으면 누설 스위치가 닫힐 수 없으며 작동 중성선 뒤의 모든 반복 접지가 제거되어야 합니다. 그렇지 않으면 누설 스위치를 제거해야 합니다. 게이트는 닫힐 수 없으며 어떤 상황에서도 작동 중성선을 분리할 수 없습니다. 따라서 실제로 작동 중인 중성선은 누전차단기 상부에만 반복적으로 접지할 수 있습니다.
(f) 3상 부하가 불평형이면 중성선에 불평형 전류가 나타나고, 중성선과 접지 사이에 전압이 나타납니다. 중성선을 만지면 감전사고가 발생할 수 있습니다.
(g) 누전방지스위치를 통과하는 중성선은 동작중성선으로만 사용할 수 있으며, 전기설비의 보호중성선으로는 사용할 수 없습니다. 이는 누설 스위치의 작동 원리에 따라 결정됩니다.
(h) TN-C 시스템에 사용되는 금속 쉘의 보호 중성선과 같은 2극 누설 보호 스위치에 연결된 단상 전기 장비는 회로의 작동 중성선에 연결하는 것이 엄격히 금지됩니다. 누전방지스위치 앞의 PEN 라인은 사용 중 단선이 발생하기 쉽습니다.
(i) 반복 접지 장치의 연결선은 누설 스위치를 통과하는 작동 중성선에 연결되는 것을 엄격히 금지합니다.
(2), TN-S 시스템
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TN-S 시스템 배선도
(1) TN-S 시스템의 중성선 N은 TT 시스템의 N과 동일하다. TT 시스템과 달리 전기설비의 노출된 도전부는 PE선을 통해 전원의 중성점에 연결되며, 자체 전용 접지체에 연결되지 않고 시스템 중성점과 접지체를 공유한다. , 중성선(N선) 보호선(PE선)과 분리되어 있습니다.
TN-S 시스템의 가장 큰 특징은 시스템의 중성점에서 N선과 PE선이 분리된 후에는 더 이상 전기적 연결이 불가능하다는 점입니다. 이 조건이 파괴되면 TN-S 시스템은 더 이상 구축되지 않습니다.
(2) 작동 중성선과 보호 중성선을 완전히 분리하여 TN-C 전원 공급 시스템의 단점을 극복하여 건설 현장에서는 더 이상 TN-C 시스템을 사용하지 않습니다.
TN-S 시스템 이 시스템에서는 작동 중성선 N과 보호 중성선 PE가 전원 공급 장치 끝의 중성점에서 완전히 분리됩니다. 이 시스템을 일반적으로 3상 5선 시스템이라고 합니다.
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전기 장비의 상선이 쉘에 닿아 직접 단락되면 과전류 보호 장치를 사용하여 전원 공급 장치를 차단할 수 있습니다.
3상 부하 불균형과 같이 N 라인이 분리되면 중성점 전위가 증가하지만 쉘에는 전위가 없고 PE 라인에도 전위가 없습니다.
TN-S 시스템의 PE 라인의 시작과 끝은 PE 라인 파손으로 인한 위험을 줄이기 위해 반복적으로 접지되어야 합니다.
TN-S 시스템은 산업 기업 및 대규모 민간 건물에 적합합니다.
현재 단일 변압기를 사용하여 전력을 공급하는 건설 현장이나 건설 현장에 변전소와 배전소가 가까운 건설 현장에서는 기본적으로 TN-S 시스템을 사용합니다. 단계별 누전방지와 더불어 건설전기의 안전성을 확보하는 역할을 톡톡히 해냈습니다.
TN-S 시스템의 특징:
(a) 시스템이 정상적으로 작동할 때 전용 보호선에는 전류가 흐르지 않지만 작동 중인 중성선에는 불균형 전류가 있습니다. PE 라인과 접지 사이에는 전압이 없으므로 전기 장비의 금속 쉘의 제로 보호는 안전하고 신뢰할 수 있는 특수 보호 라인 PE에 연결됩니다.
(b) 작동 중성선은 단상 조명 부하 회로로만 사용됩니다.
(c) 특수보호선 PE는 단선이 불가능하며, 누전스위치 안으로 들어가서도 안됩니다.
(d) 누전 방지 장치는 트렁크 라인에 사용되므로 TN-S 시스템의 전원 공급 장치 트렁크 라인에도 누전 방지 장치를 설치할 수 있습니다.
(e) TN-S 전원 공급 시스템은 안전하고 신뢰성이 높으며 산업 및 민간 건물과 같은 저전압 전원 공급 시스템에 적합합니다.
(f) 중성선을 보호하십시오. PE 라인은 절대로 분리할 수 없으며 누설 스위치에 들어갈 수도 없습니다.
(g) 동일한 전원 계통의 전기 장비는 부분적으로 접지되고 부분적으로 영점에 연결되는 것은 절대 허용되지 않습니다. 그렇지 않으면 보호 접지 장비가 누출되면 중성점 접지선의 전위가 상승하여 보호 접지가 있는 모든 장비의 쉘이 충전됩니다.
(h) 보호 중성선 PE 라인의 재료 및 연결 요구 사항: 보호 중성선의 단면적은 작동 중성선의 단면적보다 작지 않아야 하며 노란색/녹색 2색 와이어를 사용해야 합니다. . 전기 장비에 연결된 보호 중성선은 단면적이 2.5mm2 이상인 절연 연선이어야 합니다.
보호 중성선과 전기 장비는 구리 노즈와 같은 안정적인 연결로 연결해야 하며 경첩을 사용해서는 안 됩니다. 전기 장비의 단자 포스트는 아연 도금 처리되거나 부식 방지 그리스로 코팅되어야 합니다. 보호중성선은 분전함 내부의 단자대를 통해 접속하여야 하며, 다른 장소에서는 사용하지 마십시오. 커넥터가 나타납니다.
(3) TN-CS 시스템
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TN-CS 시스템 배선도
(1), 테네시-CS
이 시스템은 TN-C 시스템과 TN-S 시스템을 결합한 것입니다. TN-CS 시스템에서는 전원 공급 장치 부분이 TN-C 시스템을 사용합니다. 이 구간에는 전기 장비가 없기 때문에 전기 에너지를 전달하는 역할만 합니다. 전기 부하 근처의 특정 지점에서 EN 라인이 분리되어 별도의 N 라인과 PE 라인을 형성합니다. 이 시점부터 시스템은 TN-S 시스템과 동일합니다.
(2) 전체 시스템에서 작동 중성선과 보호 중성선은 부분적으로 공유됩니다. 이 시스템은 로컬 3상 5선 시스템입니다. 첫 번째 부분은 TN-C 시스템이고 두 번째 부분은 TN-S 시스템입니다. 인터페이스는 N 라인과 PE 라인 사이의 연결 지점에 있습니다.
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전기설비에서 단상 충돌이 발생한 경우 TN-S 시스템과 동일
N 라인이 단선되면 TN-S 시스템과 동일한 오류가 발생합니다.
TN-CS 시스템에서 PEN은 반복적으로 접지해야 하지만 N선은 반복적으로 접지하면 안 됩니다. PE 라인으로 연결된 장비 쉘은 정상 작동 중에 충전되지 않으므로 TN-CS 시스템은 작업자와 장비의 안전을 향상시킵니다. 일반적으로 TN-CS 시스템은 건설 현장에서 변압기가 현장에서 멀리 떨어져 있거나 건축별 변압기가 없는 경우에 채택됩니다.
TN-CS 시스템의 특징:
(a) TN-CS 시스템은 모터 쉘과 접지 사이의 전압을 줄일 수 있지만 이 전압을 완전히 제거할 수는 없습니다. 이 전압의 크기는 부하 불균형과 라인 길이에 따라 달라집니다. 부하 불균형 전류가 너무 커서는 안 되며 PE 라인을 반복적으로 접지해야 합니다.
(b) PE 선은 선단의 누전 방지 장치의 작동으로 인해 전단 누전 방지 장치가 트립되어 대규모 정전이 발생하므로 어떠한 경우에도 누전 방지 장치에 들어갈 수 없습니다.
(c) 메인박스의 N라인에 반드시 연결되어야 하는 PE라인을 제외하고, 다른 서브박스에서는 N라인과 PE라인을 연결할 수 없습니다. PE 라인에는 스위치나 퓨즈를 설치할 수 없습니다.
실제로 TN-CS 시스템은 TN-C 시스템을 수정한 것입니다. 3상 전력 변압기의 접지 상태가 양호하고 3상 부하가 상대적으로 균형을 이룬 경우 TN-CS 시스템은 건설 전력 소비 관행에서 좋은 결과를 가져옵니다. 그러나 3상 부하가 불평형이고 건설현장에 전용 전력변압기가 있는 경우에는 반드시 TN-S 전원공급시스템을 사용해야 한다.
