“三相五线制”和“三相四线制”详解 （上篇）

本帖最后由 fitman 于 2016-3-8 15:35 编辑

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最近好多伙伴希望介绍更多关于三相五线制和三相四线的内容，这不咱就速速响应伙伴们的需求整理了这篇内容，希望大家受用。 （实际上这里说的线制应是接线方式）
注1：本篇内容所用术语多引自电工培训教材，更帖近一般电工用语，与设计所用术语有一定的差别，请大家看的时候注意区分。
注2：从国标的电工术语，线制是指电力系统的配电方式，所有配电导体之和就是线数（注意是配电导体，不包括保护导体，也就是不应把PE线计算入内）。常见的是三相四线制，三相三线制（电动机不带N线时的配电，或不配出N线的三相IT系统），单相两线制，两相三线制（用两极管进行全波整流时用的变压器）。


三相五线制三根相线， 火线（L），一根 零线（N），一根接 地线（E） ，一般为三相五线制即用线色表示为 黄、 绿、 红、 蓝和 黄绿双色线。
黄、 绿、 红为相线，蓝为中性线也就是零线，PE线色为 黄绿双色线。
三相线加一零线N再加一接地线PE三相五线制也就是通常说的TN-S系统。就是中性线《零线N》和保护线《接地线PE》是分开的。
三相四线制

三相线加一零线的那种是三相四线制也就是通常说的TN-C系统。就是中性线《零线N》和保护线《接地线PE》是合一的，称为PEN线。通常用保护接零的方法，共用PEN线。
保护接地：是用电设备的金属外壳接地的一种安全措施。可防止在绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体，以保证人身安全。如果没有保护接地，金属外壳漏电的情况下，人手如果触摸到金属外壳，就会引起触电事故。如果有保护接地，带电的外壳就会通过接地线连到大地，人触摸到设备外壳时，就不会发生危险！

但有一点切记：零线并不是绝对不带电的！
三相五线制与三相四线制的比较

(1)基本供电系统简介
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。

TT 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TT 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、地下矿井等处。

(2)三相四线制(TN-C)与三相五线制(TN-S)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。

发电机中，三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点，引出线称为中线(在单相供电中称为零线);另一端与中线之间有额定的电压差，称为相线(单相供电中称为火线)。 一般情况下，中线是以大地作为导体，故其对地电压应为零，称为零线。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线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义。

图2 TN-C系统单相回路断零示意图

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。如图3 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。


由于“三相五线制和三相四线制”的特性和区别详解内容较多，本次将内容分成了两篇以便于伙伴们阅读方便，在推送的第二篇《三相五线制和三相四线制详解 （下篇）》我们会来介绍关于“三相五线制在民用建筑电气设计中的应用”，欢迎继续阅读下一篇。