电气接地与接零

中，将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。即：过去称三相四线制供电系统中的保护接零。

当电气设备发生单相碰壳时，故障电流经设备的金属外壳形成相线对保护线的单相短路。这将产生较大的短路电流，令线路上的保护装置立即动作，将故障部分迅速切除，从而保证人身安全和其他设备或线路的正常运行。

TN系统的电源中性点直接接地，并有中性线引出。按其保护线形式，TN系统又分为：TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统等三种。

①TN-C系统(三相四线制)，该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的，该线又称为保护中性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线，但在三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。在一般情况下，如保护装置和导线截面选择适当，TN-C系统是能够满足要求的(见图1)。



②TN-S系统(三相五线制)，该系统的N线和PE线是分开的。它的优点是PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰。此外，由于N线与PE线分开，N线断开也不会影响PE线的保护作用。但TN-S系统耗用的导电材料较多，投资较大(见图2)。



这种系统多用于对安全可靠性要求较高、设备对电磁抗干扰要求较严、或环境条件较差的场所使用。对新建的大型民用建筑、住宅小区，特别推荐使用TN-S系统。

③TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统)，系统中有一部分中性线和保护是合一的；而且一部分是分开的。它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所(见图3)。



在TN-C、TN-S和TN-S-C系统中，为确保PE线或PEN线安全可靠，除在电源中性点进行工作接地外，对PE线和PEN线还必须进行必要的重复接地。PE线PEN线上不允许装设熔断器和开关。

在同一供电系统中，不能同时采用TT系统和TN系统保护。

3　接地装置和接地电阻

(1)接地装置：

接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时，应首先充分利用自然接地体。

①自然接地：

可充分利用建(构)筑物的钢结构和构造钢筋、行车的钢轨等以及敷设于地下且数量不少于2根的电缆的金属外皮等。

在新建的大、中型建筑物中，都利用建筑物的构造钢筋作为自然接地。它们不但耐用、节省投资，而用电气性能良好。

②人工接地体：

人工接地体有两种基本型式：垂直接地体和水平接地体。垂直接地体多采用截面为50mm×50mm×4mm，长度为2500mm的角钢；水平接地体多采用截面为40mm×4mm的扁钢。

(2)接地电阻：

请参阅《电力设备接地设计技术规程》有关章节的规定，低压中性点直接接地系统中，100kVA以上变压器接地电阻值≤4Ω。

接地与接零知识—接地和接零的类型一、接地和接零的类型 电力系统和电气设备的接地和接零，按其不同的作用分为工作接地、保护接地、重复接地和接零。为防止雷电的危害所作的接地称为过电压保护接地；为防止管道腐蚀的接地采用电法保护接地；还有静电接地和隔离接地等。 1、工作接地 在正常或事故情况下，为保证电气设备可靠地运行，必须在电力系统中某点(如发电机或变压器的中性点，防止过电压的避雷器之某点)直接或经特殊装置如消弧线圈、电抗、电阻、击穿熔断器与地作金属连接，如图1所示。 图1 工作接低、重复接地、接零示意图 2、保护接地 电气设备的金属外壳，由于绝缘损坏有可能带电，为防止这种电压危及人身安全的接地，称为保护接地，如图2所示，这种接地，一般在中性点不接地系统中采用。 图2 保护接地示意图 3、重复接地 将零线上的一点或多点与地再次作金属的连接，称为重复接地，如1所示。 4、接零 与变压器和发电机中性点连接的中性线，或直流回路中的接地中线相连，称为接零，如图1所示。 5、过电压保护接地 过电压保护装置或设备的金属结构，为消除过电压危险影响的接地，称为过电压保护接地。 6、防静电接地 为防止可能产生或聚集静电荷，对设备、管道和容器等所进行的接地，称为防静电接地。 7、隔离接地 把电器设备用金属机壳封闭，防止外来信号干扰，或把干扰源屏蔽，使它不影响屏蔽体外的其它设备的金属屏蔽接地，称为隔离接地。 8、电法保护接地 为保护管道不受腐蚀，采用阴极保护或牺牲阳极保护等到的接地，称为电法保护接地。