接地型式的选择

一、保护接地与接零

1、 安全原理

各种电气设备的金属外壳、线路的金属管、电缆的金属保护层、安装电气设备的金属支架等，由于导体的绝缘损坏可能带电，为了防止这些不带电金属部分发生过大的对地电压危及人身安全而设置的接地，称为保护接地。

所谓保护接零，就是把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的保护零线（保护导体）紧密连接起来。当某相带电部分碰连设备外壳时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路（即碰壳短路），短路电流Ik能促使线路上的过电流保护装置迅速动作，从而把故障部分断开电源，消除触电危险。

2、 保护接地与保护接零的比较

当电气设备由于种种原因造成绝缘损坏时就会产生漏电，或是带电导线碰触机壳时，都会使本不带电的金属外壳等带上电。如果实施了保护接地，因人体电路Rr远大于接地电阻Rd，由于分流作用，通过人体的故障电流将远比流经Rd的要小得多，对人体的危害程度也就极大的减小了。但由于相电压220V，保护接地电阻为4欧姆，则故障回路将产生27.5A的电流，只能保证使额定电流为11A的熔丝或22A的开关动作，若所选熔丝与开关超过上述数值，则此时便不能保证切断电源，进而无法保证人身安全。

在实施了保护接零的低压系统中，如果电气设备一旦发生了单相碰壳漏电故障，便形成了一个单相短路回路。因该回路内不包含保护接地电阻，整个回路的阻抗就很小，因此故障电流就很大，足够保证在最短的时间内使熔丝熔断、保护装置跳闸，从而保证了人身安全。

3、 保护接地与保护接零方式混用的危害及选择

如果同时采用了接地与接零两种保护方式，当实行保护接地的设备发生了碰壳故障，则零线的对地电压将升高到电源相电压的一半或更高。这时实行接零的所有设备上，便会带有同样高的电位，使设备外壳等金属部分将呈现较高的对地电压，从而危及操作人员安全。

在中性点有良好接地的低压配电系统中，应优先选用保护接零方式。大多数工厂企业都由单独的配电变压器供电，故均属此类。在中性点不接地的低压配电网络中，应采用保护接地方。

二、接地制式的分类

按接地制式划分，配电系统有TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等五种。第一个字母表示电源接地点对地的关系：其中T表示直接接地，I表示不接地或者通过阻抗与大地相连。第二个字母表示电气设备的外露导电部分和地的关系：其中T表示于电源接地点的直接接地，N表示直接与电源系统接地点或与该点引出导体相连接。后续字母表示中性点与保护线之间的关系：其中C表示中性线N与保护线PE合并为PEN线；S表示中性线与保护线分开；C-S表示在电源侧为PEN线，从某点分开为N及PE线。

1、TN系统的组成和特点

TN系统中，所有电气设备的外露导电部分接在保护线上，与配电系统的接地点相连接。

这个接地点通常是配电系统的中性点。根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-S及TN-C-S。

L1 L2 L3 PEN 低压系统 电源接地点 外露导电部分

图1-1 TN-C系统接线图

（1） TN-C系统。如图1-1所示，在TN-C系统中，保护线与中性线合并为PEN线，当

发生接地短路故障时，故障电流大，可采用一般过电流保护电器切断电源，保证安全。但对于单相负荷或三相不平衡负载负荷以及有谐波电流负荷的电路，PEN线中有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，对敏感性电子设备不利。另外，PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸。

L1 L2 L3 N PE 低压系统 电源接地点 外露导电部分 图1-2 TN-S系统接线图

（2） TN-S系统。如图1-2所示，在TN-S系统中保护线和中性线分开，具有TN-C系统

的优点，但价格较贵。由于正常时PE线不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备的金属外壳在正常运行时不带电位，所以适用于数据处理和精密仪器设备的供电，也可用于有爆炸危险的环境中。但TN-S系统仍不能解决相线对大地短路引起电压升高和对地故障电压的蔓延问题。

L1 L2 L3 PE PEN N 低压系统 电源接地点 外露导电部分 图1-3 TN-C-S系统接线图

（3） TN-C-S系统。如图1-3所示。TN-C-S是一个广泛采用的配电系统。在共矿企业中，

对电位敏感的电气设备往往设置在线路末端，而线路前端大多数为固定设备，因此到了末端改为TN-S系统十分有利。这种系统结构简单，又能保证一定的安全水平。PEN分开后即有专用的保护线，可以确保TN-S所具有的特点。

2、TT系统的组成和特点

L1 L2 L3 N PE 接地装置 低压系统 电源接地点 外露导电部分

图1-4 TT系统

如图1-4所示，TT系统设备的金属外壳用单独的接地极接地，与电源在接地上无电气联系，所以适用对电位敏感的数据处理设备和精密仪器设备的供电。除了小容量的用电设备以外，在大多数情况下不足以使一般过电流保护设备切断电源，容易造成电击。因此，TT系统特别适用于较小的电气负荷，如电气负荷量较大，必须采用剩余电流保护电器。

3、 IT系统的组成和特点

IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备的外露导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地极上。这种系统第一次出现故障时，故障电流受到，电气设备的金属外壳上不会有危险性的接触电压，因此可以不切断电源，电气设备尚能继续运行。但如果在消除第一次故障前发生第二次故障，例如不同相的双重短路，故障电流很大，因此必须具有可靠而且易于检测故障点的报警设备。