低压配电系统接地与接零

接地与接零

一、 接地与接零的作用

接地和接零的目的，一是为了电气设备的正常工作，例如工作性接地；二是为了人身和设备安全，如保护性接地和接零。

接地：在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。接地分为工作接地、保护接地和重复接地。

电力系统用变压器的中性点直接接地；以及电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，都称为接地，前者为工作接地（即常说的中性点不接地系统：中性点间接接地系统；中性点不接地系统），后者为保护接地。

工作接地：电气设备因正常工作或排除故障的需要，将电路中的某一点如中性点用金属与接地体连接起来，称为工作接地。 保护接地：将电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属与接地体连接起来，称为保护接地。

重复接地：在采用保护接零的低压电网中，除在中性点接地以外，还必须在零线上的一处或多处进行接地，这叫做重复接地。低压配电线路的“零线”必须重复接地。在低压配电线路较长或用电负荷较集中的配电线路上，都要隔段在“零线”上做重复接地保护，以防零线断线三相负荷不平衡中性线零位电压中心点位移,使相线电压升高或降低过大而烧坏220伏的用电设备。

重复接地的目的是：

①当电气设备发生接地短路时，可以降低零线的对地电压；

②当零线断线时，可以继续使零线保持接地状态，减轻了触电的危害。在没有采用重复接地的情况下，当零线发生断线时，接在断线点后面只要有一台设备发生接地短路，其他设备外壳的对地电压都接近于相电压。

防雷接地：把防雷设备(如避雷器、击穿保险等)用金属与接地体连接起来称为防雷接地。防雷接地的作用是将雷电流通过接地装置泄入大地中，使电气设备免遭受雷电的损坏。

接零：将电气设备和用电装置的金属外壳与系统零线相接叫做接零。

零线包括工作零线，保护零线。一般在交流系统中，零线由中性点引出；

工作零线：电气设备因运行需要而引接的零线，称为工作零线。如在380V/220v系统中，常说的“零线”；此时，“零线”和“火线”经负载共同构成工作回路。

保护接零：将电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。其保安效果比保护接地好。

保护零线：由工作接地或配电室的零线或第一级漏电保护器电源侧的零线引出，专门用以连接电气设备正常不带电导电部部分的导线，称为专用保护零线。

二、低压配电系统分类

在低压配电系统中，根据国际电工委员会(IEC)规定的标准，接零系统分有IT、TT、TN三种基本形式：在TN形式中又分有TN—C、TN—S 和TN—C—S三种形式： 其形式划分的第1个字母反映电源中性点接地状态； T——表示电源中性点工作接地； I——表示电源中性点没有工作接地(或采用阻抗接地)； 形式的第2个字母反映负载侧的接地状态；

T——表示负载保护接地，但与系统接地相互独立； N——表示负载保护接零，与系统工作接地相连。 第3个字母C—表示零线(个性线)与保护零线共用一线； 第4个字母S—表示零线(中性线)与保护零线各自独立，各用各线。

对于这5种形式，其特点和应用范围分述如下：

1、TT系统：三相四线供电系统，是将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，属保护接地。如电源侧中性点接地，其接地电阻大， 则较为安全，此时属小接地电流系统。在接地短路时，其余两相对地电压变大，介于220-380V之间，但设备正常运行时，其外壳没有接零保护的三相不平衡电流和电压，这是 IT系统的主要优点。为安全起见，IT系统常与漏电保护和断零保护相配合使用。 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。

③TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

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。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；③ TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。

2、IT系统：三相三线供电系统，属保护接地，电源侧中性点与地绝缘或经大阻抗接地。在单相碰壳接地时，接触电压易于控制在安全值内；在保证人身和设备安全的同时，用电设备仍能正常工作。这种系统的漏电电流值不会很大，不能使保护装置及时动作，由于这种系统没有断零保护，因而不能设置零线N，故无法取得220V电压用于照明，这是其缺点，并且其一相碰地时，其他两相对地电压为380V，对人身更为危险。

3、TN—C系统：三相四线供电系统，属保护接零。电源侧中性点接地，接地电阻很 小，是大电流接地系统。该系统保护零线和工作零线共用一根导线(PEN)，简单经济，但 PEN线不能装熔断器，并且一旦断线将破坏系统稳定，构成对人体和设备的危险。这一 系统出现单相接地故障时，其故障电流较大，但不及相间短路电流大，因而以相同短路来 设计的线路保护装置一般不能及时切断故障线路。此外，这一系统的PEN线上除有中线 正常的三相不平衡电流外，还会有对人体有危险的高次谐波电流。因此，这一系统是一个 弊大于利的系统。适用于危险性较大或安全要求较高的场所。 4、TN—S系统：三相五线供电系统，属保护接零，中线N与零线PE分开。电源侧中 性点同样接地，也是大电流接地系统。系统的三相不平衡电流不经PE线，减轻了TN—C 系统的缺点，但中性点对地电位仍会通过PE线使设备外壳有电流和电压，未能彻底解决 TN—C系统的缺点。因此，这一系统常与漏电开关联用方能达到较好的保护效果。 TN-S 供电系统的特点如下：

1 ）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。

PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE

上，安全可靠。

2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。

3 ）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。

4 ）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

5、TN—C—S系统：是一种TN—C与TN—S系统的混合配电方式，同属保护接零。PEN线分出独立的N线后，不能再使之与保护零线PE线合并或互换。简单的说就是指工作零线 N 和专用保护线 PE 前部分共用，后部分分开的系统。适用于低压进线的车间即民用楼房。在我国的物业管理区自配变压器的独立电网中，一般都是采用此系统。

三、接地和接零的选择

低压电网的中性点(即配电变压器低压侧的中性点)，可采用直接接地或不接地的运行方式。一般均为直接接地，中性点直接接地的电网，当发生单相接地故障时，非接地相的对地电压不会升高，但却有较大的接地短路电流。当人体触及设备的带电外壳时，仍有触电的危险。为此，应安装漏电保护器。

在中性点直接接地的低压电网中，电力设备一般采用接地保护，以减轻触电的危险。为了提高保安效果，当用电设备比较集中时，则应采用接零保护，但应在线路的首端和终端作重复接地。对装有漏电保护器的低压电网，严禁采用重复接地。否则，漏电保护器就不能投入运行。

由同一台配电变压器供电的电力设备，不能有的采用接零保护，有的采用接地保护。否则，当采用接地保护的设备外壳带电时，将会使零线及接零保护的设备外壳产生较高的对地电压，增加人身触电的危险。

四、必须实行保护接地或接零的设备

(一)应该实行接地或接零的设备

凡正常情况下不带电，当绝缘损坏或其他特殊情况下可能带电的电气与机械设备的金属部分，都应该实行保护接地或接零。具体有：

(1)电机、变压器、电器的外壳及其操动机构；

(2)配电盘、控制屏及变配电所的金属构架与金属遮栏；

(3)电线、电力电缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间头的金属包皮，以及母线的外罩与保护网；

(4)电焊用变压器、互感器的二次绕组及局部照明变压器的二次绕组；

(5)照明灯具、电扇及电热设备的金属底座与外壳；

(6)避雷针、避雷器、保护间隙和耦合电容器底座，架空地线及线路的金属杆塔；

(7)超过安全电压，但未采用隔离变压器的手持电动工具或移动电具的外壳等。

(二)可不实行接地或接零的设备

凡下列设备或属下述情况的电气与机械等设备，可以不实行保护接地或接零： (1)采用安全电压或低于安全电压的电气设备(规程内另有专门规定的除外)；

(2)装在配电屏、控制屏上的电气测量仪表、继电器与低压电器的外壳；

(3)架空线路及户外变电所杆上绝缘子的金具；

(4)在已接地金属构架上的支持绝缘子与套管的金具，

(5)在常年保持干燥且用木材、沥青等绝缘较好的材料铺设地面时，其室内的低压电气设备(包括与它有金属性连接的机械设备等)的外壳。