电力系统的接地形式(图示)

引言在电力系统配电网中，中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它不仅与电力系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）以及接地装置等问题有密切的联系，而且是20kV中压配网升压改造过程中所面临的关键技术之一。

合理地选择配电网中性点接地方式，提高配电网供电安全性和可靠性，减少停电时间和跳闸次数。

同时，电力系统中性点接地方式也是经济问题。

在选定方案的决策过程中，应结合系统的现状和发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因决策失误而造成的不良后果。

2 中性点接地方式基本原理电力系统在正常运行中，对不同的中性点接地方式及其差异，基本上没有反映。

可是，当系统发生单相接地故障时，情况则大不一样。

因中性点接地方式的不同，非故障相工频电压的升高和单相接地故障电流的大小也不相同。

通常，以两者的具体数值表征不同接地方式系统的基本运行特性。

分析存在于两者之间的互换特性，可以展示出各种不同接地方式之间的内在联系，各种接地方式的特点和适用范围等主要问题也均将由此决定。

2.1 中性点接地方式理论分析分析非故障相的工频电压升高与单相接地故障电流等有关问题，可以从图2.1-1中简化的电力系统等值接线图开始。

请 下 载 后 阅 读 ！图2.1-1 配电网单相接地等值电路图图中的降压变压器也可暂不考虑，所导出的公式和得出的结论，对研究中性点接地方式的有关问题依然具有普遍适用意义。

当等值电力系统中的A 相发生单相接地故障时，即使变压器的中性点直接接地，由于系统的零序阻抗不等于零，非故障相的对地电压也会有所升高。

利用故障相的电压和非故障相的电流为零这两个边界条件，将电压和电流分解为对称分量，便可求出非故障相的工频电压升高和故障点的单相接地电流。

中性点经阻抗Z n 接地的电网在单相（例如A 相）接地情况下电压和电流发生变化。

以A 相电动势(10)AA EE j ∙=+为基准，A 相在k 点发生金属接地时的相序网络如图2.1-2所示。

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。

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。

1、ＴＮ系统电力系统的电源变压器的中性点接地，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。

下面分别进行介绍。

1.1、TN—C系统其特点是：电源变压器中性点接地，保护零线（ＰＥ）与工作零线（Ｎ）共用。

（１）它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采用过电流保护器切断电源。

ＴＮ—Ｃ系统一般采用零序电流保护；（２）ＴＮ—Ｃ系统适用于三相负荷基本平衡场合，如果三相负荷不平衡，则ＰＥＮ线中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入ＰＥＮ，从而中性线Ｎ带电，且极有可能高于５０Ｖ，它不但使设备机壳带电，对人身造成不安全，而且还无法取得稳定的基准电位；（３）ＴＮ—Ｃ系统应将ＰＥＮ线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时，可以有效地降低零线对地电压。

由上可知，TN-C系统存在以下缺陷：（１）当三相负载不平衡时，在零线上出现不平衡电流，零线对地呈现电压。

当三相负载严重不平衡时，触及零线可能导致触电事故。

（２）通过漏电保护开关的零线，只能作为工作零线，不能作为电气设备的保护零线，这是由于漏电开关的工作原理所决定的。

（３）对接有二极漏电保护开关的单相用电设备，如用于TN-C系统中其金属外壳的保护零线，严禁与该电路的工作零线相连接，也不允许接在漏电保护开关前面的PEN线上，但在使用中极易发生误接。

浅析TN电力系统零线多点重复接地的必要性1、低压线路零线多点重复接地的概念在我国0.4kV低压配电系统中，变压器的中性点广泛采用中性点直接接地的运行方式，亦称为TN系统。

TN系统的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，根据IEC标准按N线和保护线（PE线）的不同组合情况将TN系统分为以下三种：如图1所示。

图1 TN系统三种形式（1）TN-C系统：即三相四线制，在系统内中性线（零线N）和保护线（接地线PE）合一的，称为PEN线。

（2）TN-S系统：即三相五线制，在系统内中性线（零线N）和保护线（接地线PE）分开的，互为独立的两根线。

（3）TN-C-S系统：在全系统内中性线（零线N）和保护线（接地线PE）部分是合一的，局部采用专设的保护线。

零线重复接地就是在TN的系统中，除了在变压器处将其中性点直接接地外，还需将零线N的一处或多处用金属导线连接接地装置。

但需注意的是，在TN-S 系统中，即三相五线制中，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。

因此在TN-S 系统中重复接地不是对N线的重复接地，而是对PE线重复接地。

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。

这样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，而是将仅仅PE线重复接地。

2、TN系统零线多点重复接地的必要性TN系统中零线受电网运行中的热效应、机械效应、人为等各种因素影响均有发生断线的可能，其断线情况主要有以下几种：（1）若TN系统零线只有单点接地，一旦发生零线断线事故，系统负载端处于既不接零也不接地的无保护状态。

当电气设备漏电时，将给人身造成触电威胁。

电力系统的中性点运行方式在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时,其中性点可有两种运行方式：中性点接地和中性点部接地。

中性点直接接地系统称为大电流接地系统,中性点不接地和中性点经消弧线圈（或电阻)接地的系统称为小电流接地系统。

中性点的运行方式主要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电可靠性.图1－2列出了常用的中性点运行方式.图中，电容C为输电线路对地分布电容。

图1－2 电力系统中性点运行方式a）中性点直接接地b）中性点不接地c）中性点经消弧线圈接地d）中性点经电阻接地中性点直接接地方式：当发生一相对地绝缘破坏时,即构成单相短路,供电中断，可靠性降低。

但是，该方式下非故障相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。

此外，在380/220V低压供电系统中，线对地电压为相电压，可接入单相负荷。

中性点不接地方式：当发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍,供电不中断,可靠性高。

电力系统的构成图示一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用，如图所示。

电力系统的组成示意图低压接地系统字母表示含义解释1 ）国际电工委员会（ IEC )规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力（电源）系统对地关系.如 T 表示是中性点直接接地； I 表示所有带电部分绝缘。

2 ）第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系.如 T 表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系； N 表示负载采用接零保护。

3 )第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。

如 C 表示工作零线与保护线是合一的，如TN-C ; S 表示工作零线与保护线是严格分开的，所以 PE 线称为专用保护线，如 TN—S 。

T－电源端有一点直接接地；I－电源端所有带电部分不接地或有一点通过高阻抗接地.第二个字母表示电气装置的外露可电导部分与地的关系:T－电气装置的外露可电导部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；N－电气装置的外露可电导部分与电源端接地点有直接电气连接。

电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类，有中性点接地系统和中性点不接地系统。

其中，两种接地系统按接地故障的方式分类，又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。

单相接地是最常见的线路故障，两相接地、三相接地出现几率小，但有明显的相间短路特征。

★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点：1.一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为同一相别。

3.零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。

4.故障相电压超前故障相电流约80度左右（短路阻抗角，又叫线路阻抗角）；零序电流超前零序电压约110度左右。

☆两相短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.两个故障相电流基本反向。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。

☆两相接地短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.零序电流向量为位于故障两相电流间。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右；零序电流超前零序电压约110度左右。

☆三相短路故障特点：1.三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2.故障相电压超前故障相电流约80度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。

★电力系统工作接地（接地保护）变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接，称为工作接地。

工作接地分为直接接地与非直接接地（包括不接地或经消弧线圈接地）两类，工作接地的接地电阻不超过4?为合格。

☆电网中性点运行方式：大接地电流系统（110kV及以上）1.直接接地，又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统（35kV及以下）1.不接地，又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例：中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系：T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。

电力系统的中性点运行方式在三相电力系统中，发电机和变压器的中性点有三种运行方式：即中性点不接地系统；中性点经阻抗接地系统；中性点直接接地系统。

前两种合称小接地电流系统，后一种称大接地电流系统。

1. 中性点不接地的三相系统中性点不接地的电力系统2. 中性点经消弧线圈接地系统中性点经消弧线圈接地的电力系统3. 中性点直接接地系统中性点直接接地的电力系统。

当发生单相接地时，故障相由接地点通过大地形成单相短路，单相短路电流很大，故又称其为大接地电流系统。

在低压配电系统中，我国广泛采用中性点直接接地的运行方式，从系统中引出中性线(N)、保护线(PE)或保护中性线(PEN)。

低压配电系统按保护接地形式分为TN系统、TT系统和IT系统。

其中TN系统又分为：TN—C系统、TN—S系统和TN—C—S系统。

《供配电系统设计规范》(GB 50052—2009)中规定：TN系统—在此系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过PE线与该点连接。

TN—S系统—在TN系统中，整个系统的中性线与保护线是分开的。

TN—C—S系统—在TN 系统中，系统中有一部分中性线与保护线是合一的。

TN—C系统—在TN系统中，整个系统的中性线与保护线是合一的。

在TN—C、TN—S和TN—C—S系统中，为确保PE线或PEN线安全可靠，除电源中性点直接接地外，对PE线和PEN线还必须设置重复接地。

低压配电TN系统如图9-6所示。

三、电力系统的中性点运行方式1.中性点不接地的三相系统2.中性点经消弧线圈接地系统3.中性点直接接地系统4.低压配电系统的接地形式a.TN—C系统b.TN—S系统c. TN—C—S系统。

低压配电系统接地方式
低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。

其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护
线直接接地(过去称为保护接地)；TN系统设备的外露导电部分通过公
共保护线直接与电源的中性点电气连接(过去称为接零保护)。

国际电工委员会(IEC)系统接地文字符号的含义规定如下：
第一个字母表示电力系统和接地之间的关系：
T一点直接接地；
I－所有带电部件均与地面绝缘，或一点经阻抗接地。

第二个字母表示设备外露导电部分的接地关系：
T－外露导电部件与地面的直接电气连接，与电力系统的任何接地
点无关；
N－外露导电部分直接与电力系统的接地点电连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。

后面还有字母时，这些字母表示中性线和保护线的组合：
S－中性线和保护线分开；
C－中性线和保护线为一体。

一、什么是接地形式？先来看看规范怎么说GB 2900.73-2008-T 电工术语接地与电击防护【电力】系统接地电力系统的一点或多点的功能接地和保护接地。

保护接地为了电气安全考虑，功能接地是出于电气安全之外的目的。

13 GB 50052-2009 供配电系统设计规范低压配电系统接地型式有以下三种：1、TN系统TN system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线与该接地点相连接。

根据中性导体(N)和保护导体(PE)的配置方式，TN系统可分为如下三类：1）TN-C系统，整个系统的N、PE线是合一的。

全程只有4条线。

2）TN-C-S系统，系统中有一部分线路的N、PE线是合一的。

部分线路是4条线，末端线路是5条线。

3）TN-S系统，整个系统的N、PE线是分开的。

全程都是5条线。

2、TT系统TT system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线接至与电力系统接地点无关的接地极。

全程都是4条线，设备侧自行引出第5条线。

仔细观察红圈部分与TN系统的不同。

3）IT系统IT system电力系统与大地间不直接连接，电气装置的外露可导电部分通过保护接地线与接地极连接。

全程都是3条线，设备侧自行引出第4条线。

二、三种接地形式有何区别呢？1、TN-S系统1）特点在 TN-S 系统中，电源的中性点直接接地。

在整个电网中，保护导体与中性线分开接线。

2）优点安全，短路时能产生相对大的故障电流，便于保护器件动作。

可使用简易保护装置（如熔断器或断路器）来断开故障线路。

在整个系统中将 PE 线和 N 线分开可确保不会有泄漏电流流过建筑结构或导体屏蔽件，从而不会给 IT 系统造成过量的干扰。

3）缺点贵，整个供电系统中需要五条导线。

必须通过四极开关装置将各子电网分离。

由于施工的原因，导致局部区域发生错误连接 PE+N 的情况。

4）预防措施借助于电流监视器来监视流过 PE 的电流并提供适当反馈信号。

低压配电系统接地形式工作接地:在电力系统中，为保证电气设备运行的可靠性将电路中的某一点接地。

保护接地：在电源中性点不接地的系统中，为防止电气设备的金属外壳意外带电而造成触电事故，为防止因绝缘破坏而发生触电危险，将与电气设备带电部分相绝缘的金属外壳或架构与接地体之间做良好的连接。

保护接零：在中性点直接接地的低压电网中，通过保护零线将电力设备的金属外壳与电源端的接地中性点连接。

重复接地：在变压器低压侧中性点接地的配电系统中，将零线上一处或多处通过接地装置与大地再次连接。

在低压配电系统中，为了避免人的触电危险和限制事故范围，除了系统侧工作接地外，还要考虑负荷侧的保护接地。

按照国际电工委员会IEC和国家标准的规定，低压配电系统常见的接地形式有: 一、TT 系统TT系统的电源中性点直接接地，用电设备的金属外壳直接接地，且与电源中性点的接地无关。

第一个“T”表示配电电网接地，第二个大写英文字母“T”表示电气设备金属外壳接地。

TT系统是供电部门规定城市公用低压电网向用户供电的接地系统，广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。

二、IT系统IT系统是中性点不接地，系统中所有设备的外露可导电部分经各自的PE线分别接地。

“I”表示配电网不接地或经高阻抗接地，“T”表示电气设备金属外壳接地。

IT 系统适用于环境条件不良，易发生单项接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所，如医院、煤矿、化工、纺织等。

IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。

三、TN系统TN系统是三相四线制配电网低压中性点直接接地，电气设备金属外壳采取接零措施的系统。

“T”表示配电网中性点直接接地，“N”表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间有金属性的连接，即与配电网保护零线（保护导体）紧密连接。

TN系统按照中性点（N）与保护线（PE）组合的情况，又分为3中形式：TN-C系统是三相四线制，四根导线颜色分为黄L1、绿L2、红L3、黄绿线PEN。

低压配电系统的几种接地形式TT、TN、IT什么是 TT 、 IN 、 IT 系统？一、建筑工程供电系统二、建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。

国际电工委员会（IEC ）对此作了统一规定，称为 TT 系统、 TN 系统、 IT 系统。

其中 TN 系统又分为 TN-C 、 TN-S 、 TN-C-S 系统。

三、下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。

TT 系统 TN-C；TN 系统 TN-S；IT 系统 TN-C-S；（一）工程供电的基本方式根据 IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT 、 TN 和IT 系统，分述如下。

（1） TT 方式供电系统：TT方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统。

第一个符号 T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号 T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。

在 TT系统中负载的所有接地均称为保护接地，这种供电系统的特点如下。

1)当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。

但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。

2)当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT系统难以推广。

3)TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

4)现在有的建筑单位是采用 TT系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量，施工用电总配电箱，把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N分开，其特点是：①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；③TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。

低压配电系统接地形式低压配电系统接地形式可有以下三种：TN系统电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。

按照中性线与保护线组合情况，又可分为三种形式：(1)TN-S系统：整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的，见附录E.1图E.1-1。

(2)TN-C系统：整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是合一的，见附录E.1图E.1-2。

(3)TN-C-S系统：系统中前一部分线路的中性线与保护线是合一的，见附录E.1图E.1-3。

TT系统电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极，见附录E1图E.1-4。

IT系统电力系统的带电部分与大地间无直接连接(或有一点经足够大的阻抗接地)，受电设备的外露可导电部分通过保护线接至接地极，见附录E.1图E.1-5。

1、在TN系统的接地形式中，所有受电设备的外露可导电部分必须用保护线(或共用中性线即PEN线)与电力系统的接地点相连接，且必须将能同时触及的外露可导电部分接至同一接地装置上。

2、采用TN-C-S系统时，当保护线与中性线从某点(一般为进户处)分开后就不能再合并，且中性线绝缘水平应与相线相同。

3、保护线上不应设置保护电器及隔离电器，但允许设置供测试用的只有用工具才能断开的接点。

对PEN线的隔离详见本规范第8章有关规定。

4、在TN系统中，保护装置特性除必须满足本规范第8章公式8.6.4.6要求外，当相线与大地间发生直接短路故障时，为了保证保护线和与它相连接的外露可导电部分对地电压不超过约定接触电压极限值50V，还应满足：(14.2.5)式中RB——所有接地极的并联有效接地电阻(Ω)；U0——额定相电压(V)；RE——不与保护线连接的装置外可导电部分的最小对地接触电阻(相线与地的短路故障可能通过它发生)。

当Re值未知时，可假定此值为10Ω。

如不满足公式14.2.5要求，则应采用漏电电流动作保护或其他保护装置。

低压配电系统常见三种接地形式--IT 系统、TT系统、TN系统一）用电安全技术简介低压配电系统是电力系统的末端，分布广泛，几乎遍及建筑的每一角落，平常使用最多的是380／220V的低压配电系统。

从安全用电等方面考虑，低压配电系统有三种接地形式，IT系统、TT系统、TN系统。

TN系统又分为TN—S系统、TN—C系统、TN—C—S系统三种形式。

1）IT系统IT系统就是电源中性点不接地、用电设备外壳直接接地的系统，如图1-8-1所示。

IT系统中，连接设备外壳可导电部分和接地体的导线，就是PE线。

图12）TT系统TT系统就是电源中性点直接接地、用电设备外壳也直接接地的系统，如图1-8-2所示。

通常将电源中性点的接地叫做工作接地，而设备外壳接地叫做保护接地。

TT系统中，这两个接地必须是相互独立的。

设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置，也可以若干设备共用一个接地装置，图1-8-2中单相设备和单相插座就是共用接地装置的。

图23）TN 系统TN系统即电源中性点直接接地、设备外壳等可导电部分与电源中性点有直接电气连接的系统，它有三种形式，分述如下。

(1)TN—S系统TN—S系统如图1-8-3所示。

图中中性线N与TT系统相同，在电源中性点工作接地，而用电设备外壳等可导电部分通过专门设置的保护线PE连接到电源中性点上。

在这种系统中，中性线N和保护线PE是分开的。

TN—S系统的最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后，不能再有任何电气连接。

TN—S系统是我国现在应用最为广泛的一种系统(又称三相五线制）。

新楼宇大多采用此系统。

图3（2）TN-C系统TN-C系统如图1-8-4所示，它将PE线和N线的功能综合起来，由一根称为保护中性线PEN，同时承担保护和中性线两者的功能。

在用电设备处，PEN线既连接到负荷中性点上，又连接到设备外壳等可导电部分。

此时注意火线（L)与零线(N)要接对，否则外壳要带电。

TN-C现在已很少采用，尤其是在民用配电中已基本上不允许采用TN—C系统。