TN-S方式系统在建筑施工现场临时用电的应用

任成森

中建新疆建工（集团）有限公司西北公司 710086

摘 要

安全，是当今人类社会进步、现代企业经济发展的根本。作为当代建设工程关注的主题，安全生产的重要性不言而喻，它为实现建设工程经济效益和实际投入应用奠定了基础，在建设工程进入施工阶段的同时，安全生产就理所当然成为建设项目管理的重点，也进一步诠释了“以人为本、重在预防”科学思想。而安全用电在现场日常企业生产管理中，是非常重要的。做好用电的安全管理工作，对人民群众的生命和财产安全具有重要的意义。

笔者长期在现场一线工作，具有一些用电管理和应用实践经验，认识到TN-S系统在施工现场临时用电实际应用中的重要性和必要性。文章通过建设工程运行中施工现场的TN-S供电系统实际应用，以及其实际应用中的不足和普遍故障的问题分析，从实践的角度进一步展现出施工现场TN-S系统建设的重要，对作者以后的工作中，做好临时用电安全管理，防止现场人员触电，火灾事故发生，保障电气设备的运行稳定安全方面，起到至关重要作用。

关 键 词：TN-S系统；施工现场临时用电；应用；安全用电

论文类型：应用基础

引言

建筑工程施工现场的临时用电具有周期短、临时性、危险性、流动性、动态变化性等特点，是触电、火灾事故的高发行业，作为现代建筑工程施工过程中不可或缺的重要组成部分，其低压供电系统的使用与运行安全直接关系到施工作业人员生命及财产安全。因此，做好施工现场临时用电保护系统的建设和应用成为施工企业关注和重视的焦点。但现代社会自动化进程的加快，电气设备的技术更新更是突飞猛进，加之，临时用电的基层操作人员理论知识匮乏，安全意识和素质欠缺，项目安全管理方法不当等原因，使施工现场的电气设备故障和人员触电事故率增加，安全用电形势依然严峻。

1.1 一般建筑施工现场临时用电供电系统现状分析

1.1.1 施工现场临时用电电源形式

通常建设工程的现场施工用电电源方式，需要与当地电业部门沟通，根据现场的设备用电负荷的实际情况及建设、施工企业报审批复的施工组织设计来确定，一种是市政公用电网供电，一种是设置临时变压器解决用电问题，另外也少有自备电源供给的形式。如：

（1）经与电业部门沟通，建设项目临时用电采用市政低压公用电网供电，以三相四线制形式引入施工现场的低压配电室或总配线柜，作为建设项目的临时供电电源。

（2）与就近企业或工厂沟通，通过电力部门协调和备案，借用就近有裕量的变电所低压侧，以三相四线制形式引入施工现场的低压配电室作为供电电源。

（3）对于新建工程，采用就近的高压电网，通过已审批的施工组织设计及相关用电资料，向供电管理部门提出临时用电申请和备案，配置临时专用变压器供电，这种供电形式在建筑工程项目中应用较多。

（4）项目所在地外线电路不稳定，偏远未及时通电地区和有特殊要求时可以设置自备发电机组，但必须告知当地电力管理部门征得同意，且必须由防止自备电源误入市政电网的措施。

尽管施工现场用电电源的形式不一，在使用前应首先与当地电力部门联系办理相关手续，待用电方案审批同意后，方可进行施工现场临时用电系统的建设。

1.1.2 施工现场供电系统的确定

针对建设项目所在地电力部门提供的临时用电电源形式，结合建设工程现场用电容量。用电规划、用电方案等进行施工现场用电系统的应用。

（1）当与电力部门协商并经同意后，利用专用变压器供电，现场供电系统应直接按规范和施工的方案采用TN-S系统。如图（3-1）所示。

图3-1 专用变压器供电时TN-S接零保护系统示意

2. 电力部门利用TN-C系统三相四线制给建设项目临时供电的，应选用TN-C-S。即在施工现场主电源柜的电源侧、漏电断路器的电源侧零线端子处将N线和PE线独立分开，从而转换形成局部TN-S系统。如图（3-2）所示。

图3-2 三相四线制供电局部TN-S系统示意

2. 建设项目所在地，受外网电力系统的限制，仅能采用与外网系统相同的供电系统进行供电，一部分供电系统已采用TT系统，或项目当地供电部门要求必须采用TT系统的情况下，才可以采用TT接地保护系统，但这种供电系统有很大的局限性，通常不提倡使用。系统在应用时，应特别注意在同一供系统中绝对不能出现TN与TT系统同时使用。

1.2 建筑施工现场TN-S系统的应用原则、应用特点

1.2.1 TN-S接零保护系统的应用原则

现行施工现场临时用电的技术规范中明确规定，施工现场的临时电源必须采用的中性点直接接地，三相四线制供电的TN-S配电系统，为保障施工现场的用电安全，必须遵循施工现场三级配电形式、两级漏电保护的应用原则。

同时，当市政外网电力系统和施工现场临时用电系统是共同一个供电系统时，电气设备可导电外壳的保护系统应与原保护系统相同，杜绝部分电气设备作保护接零，部分电气设备作保护接地

^[8]。避免引发触电安全事故的发生。

1.2.2 TN-S接零保护系统的应用特点

TN-S接零保护系统，由于工作零线和保护零线完全独立分开，即在施工现场临时用电工程的电源中性点直接接地220V/380V的三相四线制增设专用的保护零线PE线，也可称为“三相五线制”线路系统^[4]。

1. TN-S系统，工作零线（N线）与保护零线（PE线）是完全独立分开的，解决了其他系统难以克服的缺陷，促使用电系统更加可靠、稳定、安全，从而保障了施工的生产正常安全运行。

2. 通常单相用电设备及照明用电设备，某一相和工作零线（N线）形成单相电源供给，三相机电设备需要相线与工作零线一起作为三相四线制电源线路供给电源和控制回路，能满足施工现场所有用电设备的电源制式，而保护零线进一步作为用电设备的接零保护使用，防止工作零线的故障断裂和操作人员的触电事故，从而保障了人身安全和整个供电系统的安全。

3. 当电气设备外漏可导电部位发生漏电、短路时，漏电保护装置动作，迫使其动作装置动作迅速切断故障电源，保障线路安全和用电设备及人身安全。

4. 采用TN-S接零保护系统，保护零线依其独立性能、无电流通过、与机电设备外壳可靠连接、与大地不会形成回路且无电位差，工作人员接触电气设备的可导电部位时不会有触电的危险。

1.3 TN-S接零保护系统的应用优势

1.3.1 漏电断路器在TN-S系统的应用

当用电保护系统采用TN-S保护接零时，工作零线（N线）必须经过总漏电保护器，这样才能实现漏电保护装置才会实现其作用，而后工作零线不能出现重复接地，工作零线有单相用电设备的工作电流和三相负载不平衡时的工作电流经过，系统正常工作时，漏电断路器中不发生工作电流以外的电流经过，依其漏电断路器的作用保护原理，结合任一时刻流入某节点的电流和等于流出某节点的电流和的定律概念，经过漏电断路器零序电流互感器的电流大小相等、方向相反，其矢量和等于零，零序互感器中的铁芯感应磁通也就等于零，绕组在其二次侧没有输出，漏电断路器自然在系统中正常工作；若发生漏电故障时，其自然运行的平衡状态被打破，互感器铁芯有磁通感应，二次侧感应电流产生，经其放大后输出，迫使漏电断路器动作脱扣，系统失电，从而达到系统中设备和人身安全的保护作用。

1.3.2 TN-S系统中的配线形式应用

TN-S系统采用三相四线配电的基础上增加专用保护接零PE线，形成系统独有的“三相五线”配线形式，工作零线N线与PE线分开。在各级配电箱内，工作零线端子和保护零线接线的端子都是各自分开设置的，工作零线用来满足单相设备和照明设备的用电要求及三相设备的控制回路电源。而专用PE线作为电气设备或照明电器保护零线使用，在系统中多次进行重复接地，主要起到保护零线安全，它不需要经过漏电装置，系统工作时没有电流，能迅速将故障电流返回电源中性点，促使漏电装置动作，保障人身安全及系统正常运行。

1.3.3 TN-S系统中PE线重复接地的应用

重复接地，由于保护零线PE线单独敷设，规范要求在首、末端和中间处作不少于三处作重复接地，目的为增强接地保护系统接地的作用和效果，并提高其可靠性，其作用主要有四个方面^[5]：

1. 降低故障点的对地电压。TN-S系统中PE线有多次重复接地，采用接零保护的电气设备发生碰壳漏电事故时，PE线的重复接地迅速分流通过电气设备故障产生的碰壳电流，能够减小故障发生时所有被保护电气设备金属外壳的对地电压，减轻TN-S系统中保护装置动作前人员的触电危险，重复接地的点位越多，效果就越显著。

2. 减轻PE线故障或断线时的触电危险。在PE线断线时，多次设置的重复接地会大大降低电气设备发生漏电故障时碰壳短路的接触电压，使PE线断开点前后与其相连接的电气设备外壳对地电压远小于相电压，虽会减轻人员触电的危险程度，但对人体还有不可忽视的威胁，为此，应避免PE线的断线，严禁在PE线上装设各种断路开关，运行中也需要提高PE线的维护和敷设质量。

3. PE线重复接地时，整个系统的接地电阻值减低，发生短路时，增大了相接地故障的短路电流，从而减小配电线路保护装置的动作时间，故障的持续时间也相应的缩短。

4. 防止电网受到雷电流的冲击。在北方雷雨较多的季节，且常处野外空旷地带，供电线路常会遭到感应雷入侵，对施工现场电气设备和人员安全都会有很大的安全威胁，多次的重复接地会对雷电流导入大地有很好的分流作用，从而减少雷电对线路、系统、人员的危害。

TN-S系统建筑工程施工现场临时配电应用中，重复接地的应用很广泛，主要体现在是配电箱、开关箱内的PE线端子板，其应用的部位常在电源中性点、总分配电箱、重要用电设备和末端距离较远的电气设备开关箱等处。但应注意的是，重复接地的引出点，不能通过电气设备的金属可导电外壳引出。通过施工现场的临时用电TN-S的应用，及其应用必要性的分析，这种系统的应用优势也是显而易见的。

参考文献

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9. 张文静.浅谈建筑安装工程施工临时用电[D]. 科技视界, 2014.

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