時慧喆 楊震王東

摘 要：介紹了居民日常生活用電所采用的供電系統(tǒng)的特點，讓學生了解相線、N線、PE線的作用，并使用HYAD-01安全用電技能實訓裝置進行實訓，通過實訓讓學生充分理解供電系統(tǒng)中PE線對于漏電保護所起的作用以及確保用電設備都裝有PE線且不能斷線的重要性。

關鍵詞：供電系統(tǒng);模擬設備漏電;HYAD-01安全用電技能實訓裝置

0? ? 引言

我國居民用電或工業(yè)低壓電一般都采用TN-S供電系統(tǒng)，即通常所說的三相五線制，這種系統(tǒng)安全可靠[1-2]。三相五線制中保護零線（PE線）和工作零線（N線）嚴格分開鋪設，使用驗電器（電筆）就能分辨出來，但PE線和N線用電筆測試氖管都不會亮，使用萬用表測量相線和N線之間的電壓、相線和PE線之間的電壓都是220 V[3-5]。

1? ? TN-S系統(tǒng)特點

TN-S供電系統(tǒng)結構如圖1所示，PE線和N線分開，在供電系統(tǒng)正常運行時，PE線上沒有電流，但N線上可能會出現不平衡電流。PE線對地沒有電壓，用電設備外露可導電部分接在PE線上，并且嚴格要求PE線既不能斷線，也不能接入漏電保護裝置。在N線上不能有重復接地，而PE線可以重復接地，在TN-S供電系統(tǒng)中其他分支線路上也可以安裝漏電保護裝置。

2? ? 實訓目的

進一步了解TN-S系統(tǒng)的構成，觀測在TN-S系統(tǒng)中用電設備發(fā)生漏電時的現象。

3? ? 實訓設備

HYAD-01安全用電技能實訓裝置由實訓工作臺和實訓掛箱組成，實訓掛箱可以裝在實訓工作臺上，可以根據不同的實訓項目選擇不同的實訓掛箱來完成實訓內容。本實訓選用的功能單元如下：

（1）三相五線電源輸出單元。用于在實訓中向用電回路供電，可提供220 V、380 V兩種電壓等級。使用前應檢查急停旋鈕是否處在正常狀態(tài);檢查保險座中的保險管是否有燒斷的情況，如果發(fā)現有保險管燒斷，應及時告知指導教師進行更換。

（2）實訓掛箱七模擬設備漏電單元。

（3）萬用表，連接導線若干。

4? ? 實訓內容

（1）根據圖2所示線路圖連接線路，步驟如下：

1）將220 V交流電從三相五線電源輸出單元（即TN-S系統(tǒng)）上接出;U、V、W三個相線端選其中一端連接到實訓掛箱七兩路模擬漏電設備模塊的L端，N端（電源零線端）連接到兩路模擬漏電設備模塊的N端。

2）斷開TN-S系統(tǒng)PE線到兩路模擬漏電設備模塊PE之間的導線，兩模擬漏電設備之間的接地保護PE仍然連接在一起，并在接地保護PE之間串聯一個萬用表測量電流。

（2）在供電系統(tǒng)與設備間保護接地斷線的情況下，當其中一個設備漏電時，觀察現象，步驟如下：

1）按下一模擬漏電設備上的按鈕，觀測設備外殼同時帶電的現象。

2）再按下另一模擬漏電設備上的按鈕，觀測設備外殼同時帶電的現象。

5? ? 地線在供電系統(tǒng)中的保護作用

在用電設備正常使用的情況下，PE線中沒有電流，一般家用電器都是三腳插頭，上面稍長一點的那個腳是PE線，如果把它去掉，家用電器也可以正常工作，但不能認為PE線在家用電器的插頭上是沒有作用的。這是因為如果缺少PE線，漏電保護裝置只能在發(fā)生人體觸電的時候才能切斷電源，如果是家用電器發(fā)生漏電事故，就無法自動切斷電源，這樣就會存在較大的安全隱患。

漏電保護裝置的原理如圖3所示，是靠檢測流入和流出它的電流是否相等來判斷是否有漏電的情況發(fā)生。流入的電流被稱為I入，流出的電流被稱為I出，當I入=I出時，漏電保護裝置不動作;當I入≠I出時，在它們的差值約為30 mA時漏電保護裝置0.1 s之內就會動作。不同漏電保護裝置的動作電流不同，正常情況下，家用電器絕緣良好，由于I入=I出，漏電保護裝置不會動作。

當絕緣損壞時，家用電器可能會發(fā)生碰殼事故，如果這時外殼與PE線牢固相連，漏出電流會通過PE線進入大地，這部分電流通過大地回流到上一級變壓器的中性點接地處形成回路;漏電保護裝置檢測到I入≠I出時，一旦超過整定值，就會迅速切斷電源，避免使用者接觸到帶電的外殼發(fā)生觸電危險。家用電器沒有PE線或PE線斷線，在絕緣沒有損壞的情況下，不會出現觸電風險;但當絕緣損壞時外殼帶電，但因沒有PE線或PE線斷線，不可能與上一級變壓器中性點接地形成回路，也就不能出現漏電電流，此時對于漏電保護裝置來說I入=I出，漏電保護裝置未檢測出家用電器外殼上已經帶電，因而不會動作切斷電源。

如果此時使用者接觸到家用電器外殼，外殼上的電流經過人體流入大地，回流到上一級變壓器中性點接地處，此時，漏電保護裝置檢測到電流I入≠I出，漏電保護開關將會在0.1 s之內動作切斷電源，避免使用者進一步受到漏電電流帶來的傷害。但是這種使漏電保護裝置動作的方式顯然是很不安全的，因為使用者已經觸電了。所以，如果民用建筑不安裝PE線或PE線斷線的話，當用電設備外殼帶電時，漏電保護裝置不動作，使用者將有觸電的風險。

6? ? 結語

本次實訓通過模擬低壓供電系統(tǒng)中的設備漏電，使學生了解在TN-S供電系統(tǒng)中，N線是變壓器中性點接地點所引出的工作零線，可維持三相不平衡負荷每相的電壓都相等，N線中偶爾有較小的電流出現;從建筑接地裝置中引出的PE線又稱作“保護零線”，雖然PE線中平時沒有電流，但它在整個供電系統(tǒng)中不可或缺，和漏電保護裝置相配合，當用電設備漏電時，可以及時切斷電源，讓使用者避免觸電，因此PE線要牢固連接、不能斷線。

[參考文獻]

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[3] 王烈準.低壓電網中的接地類型與供電系統(tǒng)[J].皖西學院學報，2006，22（2）：41-44.

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[5] 李樹堅.中壓電網系統(tǒng)的中性點接地方式[J].電氣時代，2004（6）：98-99.

收稿日期：2020-03-30

作者簡介：時慧喆（1990—），男，山東萊陽人，工程師，主要從事安全用電、電工實訓方面的教學研究工作。