工作接地,保护接地各个系统原理（TN,TT,IT）带图

工作接地,保护接地各个系统原理（TN,TT,IT）带图
1什么是工作接地，什么是保护接地？
工作接地，在正常或故障情况下为了保证电气设备的可靠运行，而将电力系统中某一点接地称为工作接地。

例如电源（发电机或变压器）的中性点直接（或经消弧线圈）接地，能维持非故障相对地电压不变，电压互感器一次侧线圈的中性点接地，能保证一次系统中相对低电压测量的准确度，防雷设备的接地是为雷击时对地泄放雷电流。

保护接地，将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接地。

电气设备上与带点部分相绝缘的金属外壳，通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电，容易造成人身触电事故。

为保障人身安全，避免或减小事故的危害性，电气工程中常采用保护接地。

接地保护与接零保护统称保护接地，是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。

这两种保护的不同点主要表现在三个方面：一是保护原理不同。

接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源；接零保护的原理是借助接零线路，使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时，利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。

二是适用范围不同。

根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素，《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。

TT系统通常适用于农村公用低压电力网，该系统属于保护接地中的接地保护方式；TN
系统（TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种）主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网，该系统属于保护接地中的接零保护方式。

当前我国现行的低压公用配电网络，通常采用的是TT或TN-C系统，实行单相、三相混合供电方式。

即三相四线制380/220V配电，同时向照明负载和动力负载供电。

三是线路结构不同。

接地保护系统只有相线和中性线，三相动力负荷可以不需要中性线，只要确保设备良好接地就行了，系统中的中性线除电源中性点接地外，不得再有接地连接；接零保护系统要求无论什么情况，都必须确保保护中性线的存在，必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设，同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地。

低压配电系统中，按保护接地的形式，分为TN系统，TT系统，IT系统。

如果家用电器未采用接地保护，当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时，家用电器的外壳将带电，人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳（构架）时，就会有触电的危险。

相反，若将电器设备做了接地保护，单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过。

一般地说，人体的电阻大于1000欧，接地体的电阻按规定不能大于4欧，所以流经人体的电流就很小，而流经接地装置的电流很大。

这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险。

2什么是大接地电流系统，什么是小接地电流系统？
根据定义，中性点直接接地（包括经小电阻接地）的系统为大接地电流系统，中性点不接地（包括经消弧线圈或大电阻接地）的系统称为小接地电流系统
3 TN系统：
TN系统中的设备产生单相碰壳漏电故障时，就形成单相短路回路，因该回路内不包含任何接地电阻，整个回路的阻抗很小，故障电流I很大，足以保证在最短的时间内使熔丝熔断，保护装置或自动开关跳闸，从而切除故障设备的电源，保障人身安全。

TN系统中，设备外露可导电部分经低压配电系统中公共的PE或
PEN线接地，这种接地形式我们习惯称为保护接零。

保护接零说得简单一点，当单相设备发生漏电时，电流是从火线到漏电处到地线再到零线母线，产生了大电流，使线路上的保护装置迅速动作。

4 TT系统
TT系统的电源中性点直接接地，并引出N线，属于三相四线制系统，设备的外露可导电部分经与系统地点无关的各自的接地装置单独接地。

由于电源相电压为220V，如果按电源中性点工作电阻为4欧姆计算，则故障回路将产生27.5A的电流，这么大的故障电流，对于容量
较小的电气设备所选用的熔丝会熔断或自动开关跳闸。

但对于容量较大的电气设备，也不能保证能自动切断，要加漏电保护开关来补偿。

A，中性点直接接地
B,当系统发生一相接地故障时，形成单相短路，过电流保护装置动作，切除故障设备
C，省去了公共PE线，较TN经济，但各设备单独装PE线，增加了工作量。

5 IT系统
该系统的电源中性点不接地或经1K欧姆阻抗接地，通常不引出N 线，属于三相三线制系统，设备的外露可导电部分均各自地接地装置单独接地。

A,系统中性点不接地，或经阻抗1K欧姆接地
B，没有零线，因此不适于接额定电压为系统相电压的用电设备，
只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备
C，当系统发生一相接地故障时，三相设备及单相设备仍能继续正常运行
D，应装设单相接地保护装置，以便在发生一相接地故障时给予报警信号。

应用范围：对连续供电要求较高及有易燃易爆的场所，特别是矿山，井下等
6 什么是重复接地？
在TN系统中，也只在TN系统中，我们需要重复接地，防止当PEN线或PE线断线后，断点处将不能和大地形成大电流回路，同时，其他接零用电器外壳也产生高电压。

根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054）的定义，将低压配电系统分为三种，即ＴＮ、ＴＴ、ＩＴ三种形式。

其中，第一个大写字母Ｔ表示电源变压器中性点直接接地；Ｉ则表示电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）。

第二个大写字母Ｔ表示电气设备的外壳直接接地，但和电网的接地系统没有联系；Ｎ表示电气设备的外壳与系统的接地中性线相连。

ＴＮ系统：电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。

根据电气设备外露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：即ＴＮ—Ｃ系统、ＴＮ—Ｓ系统、ＴＮ—Ｃ—Ｓ系统。

ＴＴ系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采用保护接地。

ＩＴ系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备外壳电气设备外壳采用保护接地。

下面介绍 TT和TN系统：
TN-S系统
－－－－－－－－－－－－
TN-C系统
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－TN-C-S系统
－－－－－－－－－－－－－－－－－
TT系统
－－－－－－－－－－－－－－－
具体看看《供配电系统设计规范》（GB 50052-95）第六章低压配电部分
GB 13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》中规定了，当剩余电流保护装置用于间接接触电击事故防护时，应正确地与电网的系统接地型式相配合，因此有必要介绍低压配电系统接地型式的特点，以利于剩余电流保护装置的正确安装使用。

我国现行低压配电系统接地型式大致有TN系统、TT系统、IT系统几种型式。

1 TN系统
电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连接。

TN系统分为TN-S、TN-C、TN-C-S三种。

（1）TN-S系统：整个系统的中性线路与保护线是分开的，如图1所示。

（2）TN-C系统：整个系统的中性线与保护线是合一的，如图2所示。

（3）TN-C-S系统：系统中有一部分线路的中性线与保护线是合一的，如图3所示。

2 TT系统
电力系统中有一点直接接地，电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统地点无关的接地极，如图4所示。

3 IT系统
电力系统与大地间不直接连接，电气装置的外露可接近导体，通过保护接地线与接地极连接，如图5所示。

4 各类接地系统的特点分析
上述接地系统各有其特点和优缺点，需对其有全面了解，以便正确地选择使用。

4.1 TN-S系统
从图1可知，在整个TN-S系统内，PE线和N线被分为两根平行不相交的导线。

正常运行时，PE线不通过电流，也不带电位。

只有在发生接地故障时，会有故障电流通过，因此电气装置的外露可接近导体，在正常运行时不带电位，该系统安全可靠性高。

但它需在回路的全长多敷设一根导线。

4.2 TN-C系统
从图2可知，TN-C系统内的PEN线兼作PE线和N线的作用，可节省一根导线，比较经济。

我国过去长期按前苏联规程的规定，广泛采用这一系统。

但从电气安全着眼，这一系统存在较多问题。

（1）当系统为单相回路，在PEN线中断时，设备金属外壳对地将带220 V的故障电压，当人身碰触时，电击死亡的危险很大。

220 V 电压回路见图6虚线所示。

（2）当安装剩余电流保护装置时，其PEN线穿过剩余电流保护装置，因接地故障电流产生的磁场，在剩余电流保护装置内相抵消而使剩余电流保护装置拒动，所以在TN-C系统内不能装用剩余电流保护装置来防人身电击。

（3）进行电气维修时，需用四极断路器来隔断中性线上可能出现的故障电压。

因PEN线含有PE线而不允许被开关切断，所以TN-C系统内不能装用四极开关，来保证维修人员的安全。

（4）PEN线因与中性线合一，产生电压降，从而使所接设备的金属外壳对地带电位。

此电位可能对电子设备产生干扰，也可能在爆炸危险场所内打火引爆。

按标准，易爆场所内是不允许采用TN-C系统和出现PEN线的。

另外，带电位的与地接触的设备金属外壳可在地内产生杂散电流，在一定程度上腐蚀地下金属结构的管道。

由于上述一些不安全因素，除维护管理水平较高的场所外，现在已很少采用TN-C系统，特别是新设计的低压接地系统，一般均采用TN-C-S系统或TN-S。

4.3 TN-C-S系统
从图3可知，TN-C-S系统，自电源到用户电气装置之间，节省了一根专用的PE线。

这一段PEN线上的电压降使整个电气装置对地升高△U PEN的电压。

但由于电气装置内设有总等电位联结，且在电源进线点后PE线即和N线分开，而PE线并不产生电压降，整个电气装置对地电位都是△U PEN，而在装置内并没有出现电位差，因此不会发生TN-
C系统的种种不安全因素。

在建筑物电气装置内，它的安全水平和TN-S系统是相仿的，它也不会对电子设备引起干扰。

需要注意的是，IEC标准要求在电源进线点外(例如总配电箱外) PEN线必须先接PE母排，然后通过一连接板(线)接中性线母排，如图7所示，这是因为如果连接板(线)导电不良，中性线电路不通，设备不工作，故障可及时发现加以修复，不致发生电气事故。

如PEN线先接N母排，若连接板导电不良，则这时整个装置内的设备都失去了PE线的接地，而设备仍工作正常，存在的隐患将不被发现。

这对人身安全是十分不利的，而人身安全是最重要的。

不论是TN-C-S系统，还是TN-S系统、TN-C系统，在同一电源供电的范围内，所有的PE线、PEN线都是连通的，因此在TN系统内PE线、PEN线上的故障电压，可在各个装置间互窜，对此需采取等电位联结措施加以防范，以免故障电压的传导引起事故。

4.4 TT系统
从图4可知，TT系统的电气装置各有其自己的接地极，正常时装置内的外露可接近导电部分为地电位，电源侧和各装置出现的故障电
压不互窜。

但发生接地故障时，因故障回路内包含两个接地电阻，故障回路阻抗较大，故障电流较小，一般不能用过电流保护兼作接地故障防护，为此必须装用剩余电流保护装置来切断电源。

为此在GB 13955-2005中明确规定，在TT系统，必须装设剩余电流保护装置。

4.5 IT系统
从图5可知，IT系统在发生接地故障时由于不具备故障电流返回电源的通路，其故障电流仅为非故障相的对地电容电流，其值甚小，因此对地故障电压很低，不致引发事故。

所以发生一个接地故障时，不需切断电源而使供电中断。

但它一般不引出中性线，不能提供照明、控制等需用的220 V电源，且其故障防护和维护管理较复杂，加上其他原因，使其应用受到限制。

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