單相和三相負荷同時使用的情況可以說是比較普遍。它可分為兩類：一類是用電設備本身既有三相負荷又有單相負荷。如某些小型注塑機，其旋轉擠壓動力為三相電動機，而加熱部分則為220V單相電阻絲。另一類則是指某個小區域的工作場所需要同時使用單相和三相負荷。如工廠里常有的，離廠房或車間較遠的獨立水泵房，它里面有用三相電源水泵電動機，又需要工作照明單相電源。單相和三相負荷混用情況下接線方式如果處理不當，輕則會影響正常用電，重則容易發生觸電事故，本文試談一點粗淺的看法，供參考。

        1　TT配電系統中單、三相負荷供電

        如圖1所示，電源中性點直接接地，電氣設備的外露部分用保護線與設備保護接地裝置相連接，進行接地保護，而與電源接地無任何電氣聯系。這樣，當發生相線碰殼等單相接地短路故障時，短路電流相對比較小，低壓斷路器設置的以故障電流為判據的傳統的保護就失去了意義。所以這種情況下，一般選用帶剩余電流保護和相間短路電流速斷保護一段、過負荷長延時保護三段的低壓斷路器作為總開關。正確接線如圖2所示。


圖1　TT系統


圖2　TT系統采用帶剩余電流保護斷路器的正確接線

        這種情況應注意以下幾點：

        (1)低壓斷路器后面的N線是不能重復接地的，否則低壓斷路器就投不上。

        (2)N線上不能裝設熔斷器或單獨的斷路器等。否則N線斷開后，當三相負荷不平衡時，中性點電位將升高，使個別相線電壓升高，從而影響供電質量，造成線路損耗增加，同時減少了設備使用壽命，嚴重時還會造成單相設備的成批燒損。

        (3)選用的帶剩余電流保護的低壓斷路器必須是四極的，在切斷相線的同時也要切斷N線才行，否則斷路器就不能正常工作。

       但是，在村鎮低壓配電網中，村鎮個體加工戶，工業企業中的水泵房及小的加工車間等，低壓線路和用電設備都是私企自己投資建設和管理的，往往低壓配網絕緣狀況較差一些，相對地泄漏電流較大，剩余電流斷路器動作頻繁，這樣會嚴重影響企業生產和工作的正常進行。所以，工業企業低壓配電系統常選用TN系統。

        2TN配電系統中單相和三相負荷供電

        TN配電系統一般常見的可分為兩種：一是TN－C系統，和TN－C－S系統。新建的大都采用TN－S系統。

        (1)TN－C系統(見圖3)：


圖3　TN－C系統

       TN－C系統中N線和PE線合二為PEN線，電氣設備外露部分通過PEN線連接在一起，與電源接地裝置相連接。一旦出現相線碰殼等接地短路故障時，會形成很大的接地短路電流，低壓斷路器迅速動作切斷電源。

       由于故障電流比較大，所以選用普通型的帶瞬時(或短延時)過電流保護，和過負荷長延時動作保護的低壓斷路器就可以了。

        在這種情況下的注意事項如下：

        ①PEN線要可靠地重復接地，在線路的進線端和設備的安裝地點，都要進行牢固可靠地接地。這樣既能降低中性線電位，同時也能降低用電設備外殼上的電位。

        ②嚴防中性線斷開。如果中性線斷開時，三相負荷不平衡情況下，使中性點電位升高，PEN線上就會帶上危險電壓，從而使接地不良的用電設備外殼產生危險電壓，危害人身安全。

        ③選用低壓斷路器時要考慮單相負荷情況，單相負荷要平衡地接入三相電源。

         由于TN－C系統的不安全因素較多，所以現在一些工廠企業和居民區大部分都改造為TN－C－S系統。

          (2)TN－C－S系統中單相和三相負荷設備的供電接線，關鍵在于正確處理好PEN線和重復接地。一般稍大一點的工廠都有變、配電所，裝有獨立的配電變壓器，接地型式大都采用TN－C－S系統，變、配電所到車間的一段低壓母線的N線和PE線合用，稱為PEN線。進車間處作重復接地，車間配電箱(屏)之后N線和PE線分開，再也不相混淆，如圖4所示。


圖4　TN－C－S系統

        在這里重要的是N線和PE線的分叉點必須在車間配電箱(屏)處，而不能延伸到設備終端，并且一經分開后絕不允許再合并，以免把TN－C－S系統演化成TN－C系統。因為N線和PE線的分叉點越接近設備終端，則PE線就越長，也就越有可能斷裂。而一旦發生PEN線斷裂，單相負荷的工作電流就從重復接地點進入大地，再經變壓器低壓側工作接地極返回至變壓器中性點。在重復接地處產生一個與之相應接地電阻成正比的對地電壓，這個電壓同樣出現在與之相連的接PE線及相連設備的導電外殼上。當然如果重復接地良好的話，這個電壓通常很小，單相負荷電流沿N線通過接地形成閉合回路運行，但如果重復接地破壞或者PEN線是在重復接地點之后斷裂，這時連接PEN線的設備導電外殼上會呈現一個致命的對地電壓，將嚴重威脅人身安全。現實中發生此類觸電傷亡的例子也不少。因此在TN－C－S系統中PEN線是絕對不允許斷裂的，重復接地也須牢固可靠才行。

        (3)在可能的條件下，設法取消單相和三相負荷共存設備中的單相負荷。對于附加在主設備上的，提供局部工作照明需要的單相照明，由于低壓照明燈具的可代性，可采用初、次級隔離的雙線圈隔離變壓器供電，這樣引入設備的僅有PE線，也就不存在與N線相混的問題了。

        (4)TN－C－S系統中，遠端孤立的單相和三相負荷用電設備，可采用局部TT系統，加裝剩余電流保護器的辦法來處理。如前所述的水泵房，根據保護制式單一性原則，往往與生產車間一樣采用接PEN線保護，但這種遠離配電房的孤立用電設備，如采用TN－C－S系統，設備控制箱前的一段PEN線很可能斷裂。特別是在接地不好的情況下，從而使接PEN線的水泵電機外殼可能帶電，構成對工作人員的安全威脅。若采用局部TT系統，加裝剩余電流保護器的辦法，僅敷設N線供單相負荷回路之用，電機外殼就地做保護接地處理，控制箱內裝設四極帶剩余電流保護的斷路器。一旦發生電機相線碰殼等相間短路故障，斷路器都會動作而切除電源。