在TN系统中,所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上,并与电源的接地点相连,这个接地点通常是配电系统的中性点。
TN系统,称作保护接零。当故障使电气设备金属外壳带电时,形成相线和地线短路,回路电阻小,电流大,能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。TN系统的电力系统有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护导体与该点连接。
TN系统通常是一个中性点接地的三相电网系统。其特点是电气设备的外露可导电部分直接与系统接地点相连,当发生碰壳短路时,短路电流即经金属导线构成闭合回路。形成金属性单相短路,从而产生足够大的短路电流,使保护装置能可靠动作,将故障切除。
如果将工作零线N重复接地,碰壳短路时,一部分电流就可能分流于重复接地点,会使保护装置不能可靠动作或拒动,使故障扩大化。
在TN系统中,也就是三相五线制中,因N线与PE线是分开敷设,并且是相互绝缘的,同时与用电设备外壳相连接的是PE线而不是N线。因此我们所关心的最主要的是PE线的电位,而不是N线的电位,所以在TN-S系统中重复接地不是对N线的重复接地。如果将PE线和N线共同接地,由于PE线与N线在重复接地处相接,重复接地点与配电变压器工作接地点之间的接线已无PE线和N线的区别,原由N线承担的中性线电流变为由N线和PE线共同承担,并有部分电流通过重复接地点分流。由于这样可以认为重复接地点前侧已不存在PE线,只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线,原TN-S系统所具有的优点将丧失,所以不能将PE线和N线共同接地。
由于上述原因在有关规程中明确提出,中性线(即N线)除电源中性点外,不应重复接地。
该系统中保护线和中性线分开,系统造价略贵。除具有TN-C系统的优点外,由于正常时PE线不通过负荷电流,故与PE线相连的电气设备金属外壳在正常运行时不带电,所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电,也可用于爆炸危险环境中。在民用建筑内部、家用电器等都有单独接地触点的插头。采用 TN-S供电既方便又安全。
该系统中保护线与中性线合并为PEN线,具有简单、经济的优点。当发生接地短路故障时,故障电流大,可使电流保护装置动作,切断电源。
该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路,PEN线总有电流流过,其产生的压降,将会呈现在电气设备的金属外壳上,对敏感性电子设备不利。此外,PEN线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸,所以有爆炸危险环境不能使用TN-C系统。
该系统PEN线自A点起分开为保护线(PE)和中性线(N)。分开以后N线应对地绝缘。为防止PE线与N线混淆,应分别给PE线和PEN线涂上黄绿相间的色标,N线涂以浅蓝色色标。此外,自分开后,PE线不能再与N线再合并。
TN-C-S系统是一个广泛采用的配电系统,无论在工矿企业还是在民用建筑中,其线路结构简单,又能保证一定安全水平。