电气知识--三相四线制和三相五线制

三相指 L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相三相，
四线指通过正常工作电流的三根相线和一根 N 线(中性线)，或称零线。不包括不通过
正常工作电流的 PE 线（接地线）。
由于在三相四线制中有中线，而中线的作用在于保证负载上的各相电压接近对称，在
负载不平衡时不致发生电压升高或降低，若一相断线，其他两相的电压不变。所以在低压供
电线路上采用三相四线制。
L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相，各相线之间的电压称为线电压，线电压为 380
伏。
L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相中的任一相与 N 线(中性线) 或称零线间的电压，
称为相电压。相电压为 220 伏。
三相五线制中五线指的是：三根相线加一根地线一根零线。三相五线制比三相四线制
多一根地线，用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所。三相五线制的学问就在于这两
根"零线"上,在比较精密电子仪器的电网中使用时,如果零线和接地线共用一根线的话,对于
电路中的工作零点会有影响的,虽然理论上它们都是零电位点,如果偶尔有一个电涌脉冲冲
击到工作零线,而零线和地线却没有分开,比如这种脉冲却是因为相线漏电引起的,再如有些
电子电路中如果零点飘移现象严重的话那么电器外壳就可能会带电,可能会损坏电气元件的,
甚至损坏电器,造成人身安全的危险.
零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路,一个起保护作用叫做保护接地,一个回
电网,一个回大地,在电子电路中这两个概念是要区别开来的.
结构的区别：
零线（N）： 从变压器中性点接地后引出主干线。
地线（PE）：从变压器中性点接地后引出主干线，根据标准，每间隔 20-30 米重复接地。
原理的区别：
零线（N）： 主要应用于工作回路，零线所产生的电压等于线阻乘以工作回路的电流。
由于长距离的传输，零线产生的电压就不可忽视，作为保护人身安全的措施就变得不可靠。
地线（PE）： 不用于工作回路，只作为保护线。利用大地的绝对“0”电压，当设备外
壳发生漏电，电流会迅速流入大地，即使发生 PE 线有开路的情况，也会从附近的接地体流
入大地。
居民用电（家庭用电）称为单相供电。即以上所说的（A、B、C 相）线其中的任一相和 N
线(中性线) 或称零线的供电。电压为 220 伏。也就是单相两线的供电。
三相四线制的漏电保护器严格地讲，在输入端必须是按照规定四根线都接入，而输出
端可以是只接一相线一零线（单相）或两相（比如电焊机的 380V 两相）或三相（比如电动机）
或三相四线都接（比如电机加照明）。如果零线不经漏电保护器而直接和用电设备连接，那
从相线出来的电流（指单相）在“回路”到电源时就不经过漏电保护器了，此时漏电保护器
就检测到这个电流（相当于漏电流），所以就引起漏电保护器跳闸。还有当三相电路中由于
负载不平衡而引起中性点不是零电位，导致零线有电流，所以零线不经过保护器的话也会引
起跳闸。但是不管接什么设备，输出端的零线都不得接地，否则将无法正常供电，如需对设
备接保护接地线必须从设备外壳直接接线至大地。 三相四线制用漏电保护器一定用四极的.
如果用三极的,在三相负载不平衡时由于没有零线电流的返回，漏电保护器就判断线路是在
漏电,所以一合闸就会跳闸.
三相四线制系统中,让三相导线与零线一起穿过一个零序 C.T，接地短路或人身触电时,
利用 KCL 原理,iA+ iB+ iC+ iN= id≠0 而构成剩余电流保护。
三相式剩余电流保护的具体做法是在被测的三相导线路上与中性 N 上各装一个 C.T，或
让三相导线与 N 线一起穿过一个零序 C.T， IA＋IB＋IC＋IN=Id 正常时为零，单相接地或触
电时不为零。
不管是单相还是三相，电力线都是“进出线”同方向穿过漏电保护器中的零序电流互
感器的，也就是说，现在普遍用的漏电保护器，都用一只零序电流互感器，只不过有的(比
如工业用的）零序电流互感器是装在外面，而有的是“封装”在漏电保护器内部的。
TN-C 方式供电系统
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
1 ）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，所
以与保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。
2 ）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电（对地 220V！）。
3 ）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。
4 ） TN-C 系统干线上使用漏电保护器时，漏电保护器后面的所有重复接地必须拆
除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断开。所以，实用中工作零
线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。
5 ） TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡（无 220V 负载）情况。
TN-S 方式供电系统
工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统
1 ）系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。 PE 线
对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。
2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。
3 ）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关作工作零线。
4 ）干线上使用漏电保护器，漏电保护器下不得有重复接地，而 PE 线有重复接
地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
5 ） TN-S 方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在工
程施工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用 TN-S 方式供电系统。
TN-C-S 方式供电系统
在施工临时用电中，如果前部分是（没有 220V 负载的） TN-C 方式供电，而施工规
范规定施工现场必须采用 TN-S 方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE
线
1 ）工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，总开关箱后线路不平衡电流比较大时，电气
设备的接零保护受到零线电位的影响。总开关箱后面 PE 线上没有电流，即该段导线上没有
电压降，因此， TN-C-S 系统可以降低电气设备外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个
电压，这个电压的大小取决于 N 线的负载不平衡电流的大小及 N 线在总开关箱前线路的长
度。负载不平衡电流越大， N 线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不
平衡电流不能太大，而且在 PE 线上应作重复接地。
2 ） PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作
会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电，规范规定：有接零保护的零线不得串接任何开关
和熔断器。
3 ）对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和
PE 线相联， PE 线上不许安装开关和熔断器，且联接必须牢靠。
通过上述分析， TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。当三相电力
变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时， TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是
可行的。但是，在三相负载不平衡、施工工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式
供电系统。