低壓接地系統(tǒng)介紹

1、接地系統(tǒng)接地概念及分類(lèi)123pcb中的接地形式低壓配電系統(tǒng)的接地形式什么是接地什么是接地一個(gè)比較通用的定義是一個(gè)比較通用的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗接地是電流返回其源的低阻抗 通道通道”。接地概念及分類(lèi)接地概念及分類(lèi)一 接地的分類(lèi)接地按其作用可以分為兩類(lèi): 保護(hù)人員和設(shè)備不受損害叫保護(hù)接地保護(hù)接地保障設(shè)備的正常運(yùn)行的叫工作接地工作接地這里的分類(lèi)是指接地工程設(shè)計(jì)施工中考慮的各種要求，并不表示每種“地”都需要獨(dú)立開(kāi)來(lái)。相反，除了有地電信號(hào)抗干擾、設(shè)備本身專(zhuān)門(mén)要求等特殊要求之外，提倡盡量采用聯(lián)合接地的方案。接地概念及分類(lèi)接地概念及分類(lèi)保護(hù)接地（pe）防雷接地防雷接地是受到雷電襲擊（直擊、感應(yīng)

2、或線路引入）時(shí)，為防止造成損害的接地系統(tǒng)。常有信號(hào)（弱電）防雷地和電源（強(qiáng)電）防雷地之分，區(qū)分的原因不僅僅是因?yàn)橐蠼拥仉娮璨煌?，而且在工程?shí)踐中信號(hào)防雷地常附在信號(hào)獨(dú)立地上，和電源防雷地分開(kāi)建設(shè)。2. 機(jī)殼安全接地機(jī)殼安全接地是將系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分（機(jī)柜外殼）與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。接地概念及分類(lèi)接地概念及分類(lèi)工作接地（gnd）工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。電源地電源地是系統(tǒng)電源零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于電源往往同時(shí)供電給系統(tǒng)的各個(gè)單元，而各個(gè)單元要求的供電性質(zhì)和參數(shù)可能有很大差別，因此既要保證電源穩(wěn)定可靠

3、的工作，又要保證其他單元穩(wěn)定可靠的工作。2. 功率地功率地是負(fù)載電路或功率驅(qū)動(dòng)電路的零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于負(fù)載電路或功率驅(qū)動(dòng)電路的電流較強(qiáng)、電壓較高，所以功率地線上的干擾較大，因此功率地必須與其他弱電地分別設(shè)置，分別布線，以保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。接地概念及分類(lèi)接地概念及分類(lèi)3. 信號(hào)地信號(hào)地（sg）是各種物理量的傳感器和信號(hào)源零電位以及電路中信號(hào)的公共基準(zhǔn)地線（相對(duì)零電位）。此處信號(hào)一般指模擬信號(hào)或者能量比較弱的數(shù)字信號(hào)，易受電源波動(dòng)或者外界因素的干擾，導(dǎo)致信號(hào)的信噪比（信號(hào)中有效成分的功率與噪聲成分功率之比）下降。信號(hào)地通常需要采取隔離技術(shù)。4.模擬地?cái)?shù)字地（dg）是系統(tǒng)中模擬電路

4、零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于模擬電路既承擔(dān)小信號(hào)的處理，有承擔(dān)大信號(hào)的功率處理；既有低頻的處理，又有高頻處理；模擬量從能量、頻率、時(shí)間等都很大的差別，因此模擬電路既易受干擾，又可能產(chǎn)生干擾。所以對(duì)模擬地的接地點(diǎn)選擇和接地線的敷設(shè)更要充分考慮。減小地線的導(dǎo)線電阻，將電路中的模擬和數(shù)字分開(kāi)，最后通過(guò)電感濾波和隔離，匯接到一起。接地概念及分類(lèi)接地概念及分類(lèi)5. 數(shù)字地模擬地（dg）是系統(tǒng)中數(shù)字電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于數(shù)字電路工作在脈沖狀態(tài)，特別是脈沖的前后沿較陡或頻率較高時(shí)，會(huì)在電源系統(tǒng)中產(chǎn)生比較大的毛刺，易對(duì)模擬電路產(chǎn)生干擾。所以對(duì)數(shù)字地的接地點(diǎn)選擇和接地線的敷設(shè)要充分考慮。盡量將電路中的模擬

5、和數(shù)字分開(kāi)，最后通過(guò)電感濾波和隔離，匯接到一起。6.懸浮地懸浮地（fg）是系統(tǒng)中部分電路的地與整個(gè)系統(tǒng)的地不直接連接，而是通過(guò)變壓器耦合或者直接不連接，處于懸浮狀態(tài)。該部分電路的電平時(shí)相對(duì)于自己“地”的電位。常用在小信號(hào)的提取系統(tǒng)或者強(qiáng)電和弱電混合系統(tǒng)中。接地概念及分類(lèi)接地概念及分類(lèi)接地的概念及分類(lèi)接地的概念及分類(lèi)在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1mhz，它的布線和器件間的電感影響較小，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于1

6、0mhz時(shí)，地線上具有電感因而增加了地線阻抗，同時(shí)各地線之間又產(chǎn)生電感耦時(shí)，地線上具有電感因而增加了地線阻抗，同時(shí)各地線之間又產(chǎn)生電感耦合，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)就近多點(diǎn)接地。合，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)就近多點(diǎn)接地。pcb中接地的形式單點(diǎn)接地（小于1mhz ）把整個(gè)電路系統(tǒng)中的一個(gè)結(jié)構(gòu)點(diǎn)看作接地參考點(diǎn)，所有對(duì)地連接都接到這一點(diǎn)上，并設(shè)置一個(gè)安全接地螺栓。2. 多點(diǎn)接地（大于10mhz ）采用多點(diǎn)接地時(shí)，盡量找最接近的低阻值接地面接地。此處電路板最好設(shè)計(jì)為多層電路（4層以上），提供一層作為地平面。3. 混合接地（1mhz10mhz）當(dāng)接地線的長(zhǎng)度小于工

7、作信號(hào)波長(zhǎng)的1/20時(shí)，采用單點(diǎn)接地式，否則采用多點(diǎn)接地式。根據(jù)系統(tǒng)的需求和電路的需求進(jìn)行合理的安排。4. 懸浮接地u低壓配電系統(tǒng)的接地低壓配電系統(tǒng)的接地 中性線、保護(hù)線和保護(hù)中性線中性線、保護(hù)線和保護(hù)中性線 我國(guó)的220/380v低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線（n）、保護(hù)線（pe）或保護(hù)中性線（pen）。 中性線（n） 其功能一是用來(lái)接采用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備的，二是用來(lái)傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流，三是減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移。 保護(hù)線（pe） 是為保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（指正常不帶電

8、但故障情況下可能帶電的易被觸及的導(dǎo)電部分，如金屬外殼、金屬構(gòu)架等）通過(guò)保護(hù)線接地，可在設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)減小觸電危險(xiǎn)。 保護(hù)中性線（pen線） 兼有中性線（n線）和保護(hù)線（pe線）的功能。這種保護(hù)中性線在我國(guó)統(tǒng)稱(chēng)為“零線” 。低壓接地系統(tǒng)中的符號(hào)1. 國(guó)際工委員會(huì)規(guī)定的供電方式符號(hào)中，第一個(gè)字母表示電力（電源）系統(tǒng)對(duì)地關(guān)系。t表示中性點(diǎn)直接接地；i表示電源端所有帶電部分不接地或有一點(diǎn)通過(guò)高阻抗接地。2. 第二個(gè)字母表示用電裝置外露的可導(dǎo)電部分對(duì)地的關(guān)系。t電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)，它與系統(tǒng)中的其他任何接地點(diǎn)無(wú)直接關(guān)系；n表示負(fù)載采用接零保護(hù)，電氣裝

9、置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。3. 第三個(gè)字母表示工作零線與保護(hù)線的組合關(guān)系。如c表示中性導(dǎo)體和（中性線）與保護(hù)導(dǎo)體（保護(hù)線）是合一的，如tn-c；s表示中性線與保護(hù)線是嚴(yán)格分開(kāi)的，所以pe線稱(chēng)為專(zhuān)用保護(hù)線，如tn-s。低壓配電系統(tǒng)的接地形式低壓配電系統(tǒng)的接地形式u低壓配電系統(tǒng)的接地型式低壓配電系統(tǒng)的接地型式 低壓配單系統(tǒng)，按其保護(hù)接地型式分為低壓配單系統(tǒng)，按其保護(hù)接地型式分為tntn系統(tǒng)、系統(tǒng)、tttt系統(tǒng)和系統(tǒng)和itit系系統(tǒng)。統(tǒng)。 tntn系統(tǒng)系統(tǒng) 其電源中性點(diǎn)直接接地，其中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接其電源中性點(diǎn)直接接地，其中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共保護(hù)接地線

10、（公共保護(hù)接地線（pepe線）或公共保護(hù)中性線（線）或公共保護(hù)中性線（penpen線）。這種接線）。這種接公共公共pepe線或線或penpen線的方式，統(tǒng)稱(chēng)線的方式，統(tǒng)稱(chēng)“接零接零”。tntn系統(tǒng)又分三種型式：系統(tǒng)又分三種型式： tn-c系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)中的n線與pe線合為一根pen線，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接pen線，如圖所示。其中pen線可有電流通過(guò)，因此通過(guò)pen線可對(duì)有些設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。 注意：注意：由于由于pen線以保護(hù)為主，因此線以保護(hù)為主，因此tn-c接地系統(tǒng)中，在任何接地系統(tǒng)中，在任何情況下情況下pen線不得斷開(kāi)。如果線不得斷開(kāi)。如果pen斷線，還可使接斷線，還可使接pen

11、線的設(shè)備外線的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分（如外殼）帶電，對(duì)人可有觸電危險(xiǎn)。因此，露可導(dǎo)電部分（如外殼）帶電，對(duì)人可有觸電危險(xiǎn)。因此，tn-c接地系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的pen線必須多點(diǎn)重復(fù)接地。線必須多點(diǎn)重復(fù)接地。為什么接零保護(hù)的零線要進(jìn)行重復(fù)接地？為什么接零保護(hù)的零線要進(jìn)行重復(fù)接地？ 采用保護(hù)接零的電網(wǎng)中，保護(hù)中性線必須按規(guī)定重復(fù)接地，以免在保護(hù)中性線斷線情況下，電工設(shè)備接零外殼可能發(fā)生的帶電危險(xiǎn)。 tn-c系統(tǒng)系統(tǒng)采用的保護(hù)裝置采用的保護(hù)裝置 tn-ctn-c系統(tǒng)中一般不安裝系統(tǒng)中一般不安裝rcdrcd漏電保護(hù)器。由于故障電流大，能把漏電保護(hù)器。由于故障電流大，能把閘刀開(kāi)關(guān)或熔斷器內(nèi)的保險(xiǎn)絲熔斷，所以使用

12、過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)閘刀開(kāi)關(guān)或熔斷器內(nèi)的保險(xiǎn)絲熔斷，所以使用過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)切斷電源。切斷電源。 tn-stn-s系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)中的n線與pe線完全分開(kāi)，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接pe線，如圖所示。 pe中無(wú)電流通過(guò)，因此對(duì)接pe的設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。如果pe線斷線，正常情況下也不會(huì)使接pe線的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電；但在有設(shè)備發(fā)生一相接殼故障時(shí)，將使其他接pe線的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電，對(duì)人有觸電危險(xiǎn)。注意：pe線在任何情況下不得斷開(kāi)。這張圖是典型的這張圖是典型的tn-s接地系統(tǒng)，其下部的兩個(gè)用電設(shè)備都發(fā)生了接地系統(tǒng)，其下部的兩個(gè)用電設(shè)備都發(fā)生了單相接地故障。左邊的用電設(shè)備配套的是斷路器，右

13、邊的用電設(shè)備單相接地故障。左邊的用電設(shè)備配套的是斷路器，右邊的用電設(shè)備配套的是漏電斷路器。這兩者有何區(qū)別？配套的是漏電斷路器。這兩者有何區(qū)別？結(jié)論：漏電保護(hù)器的保護(hù)靈敏度大于普通的斷路器。結(jié)論：漏電保護(hù)器的保護(hù)靈敏度大于普通的斷路器。因此，因此，tn-s系統(tǒng)中多采用漏電保護(hù)器。系統(tǒng)中多采用漏電保護(hù)器。 tn-c-stn-c-s系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)的前一部分全為tn-c系統(tǒng)，而后面則有一部分為tn-s系統(tǒng)，pen線在中間再次接地，然后分開(kāi)為n和pe。從此以后，n和pe不能再合并。注意：前半部分中的零線pen不允許被切斷。后半段的n線可以被切斷，pe線不允許被切斷。 tntn系統(tǒng)系統(tǒng)總結(jié)總結(jié) tn系統(tǒng)具

14、有工作接地，因此在tn系統(tǒng)下一旦發(fā)生單相接地故障，故障電流經(jīng)過(guò)pen線或pe線返回電源，且其電流近似等于相對(duì)n的短路電流。所以，tn系統(tǒng)又被稱(chēng)為大電流接地系統(tǒng)。tn-c 系統(tǒng)不適用于對(duì)抗電磁干擾和安全要求較高的場(chǎng)所。但由于n線與pe線合一，從而可節(jié)約有色金屬和投資。該系統(tǒng)過(guò)去在我國(guó)低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍，但現(xiàn)在在安全要求較高的場(chǎng)所包括住宅建筑、辦公大樓及要求抗電磁干擾的場(chǎng)所均不允許采用了。tn-s系統(tǒng)由于n線與pe線分開(kāi)，與上述tn-c系統(tǒng)相比，在有色金屬消耗量和投資方面均有增加。該系統(tǒng)現(xiàn)廣泛應(yīng)用在對(duì)安全要求及抗電磁干擾要求較高的場(chǎng)所，如重要辦公地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和居民住宅等處。 tn-c-s

15、供電系統(tǒng)是在tn-c系統(tǒng)上臨時(shí)變通的做法。當(dāng)三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負(fù)載比較平衡時(shí)，tn-c-s系統(tǒng)在施工中實(shí)踐效果還是可行的。但是，在三相負(fù)載不平衡、施工工地有專(zhuān)用的電力變壓器時(shí)，必須采用tn-s方式供電系統(tǒng)。 tttt系統(tǒng)系統(tǒng) 其電源中性點(diǎn)也直接接地，其中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)pe線單獨(dú)接地如圖所示。由于各設(shè)備的pe線之間無(wú)電氣聯(lián)系，因此相互之間無(wú)電磁干擾。由于該單相故障電流小于tn系統(tǒng)中的電流，因此在tt系統(tǒng)中推薦使用rcd漏電保護(hù)器。 itit系統(tǒng)系統(tǒng) 其電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)約1000阻抗接地，其中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分也都各自經(jīng)pe線單獨(dú)接地，如圖所示。此系統(tǒng)

16、中各設(shè)備之間也不會(huì)發(fā)生電磁干擾，且在發(fā)生一相接地故障時(shí)，三相用電設(shè)備及接線電壓的單相設(shè)備仍可繼續(xù)運(yùn)行。但需在低壓進(jìn)線側(cè)裝設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)裝置，以便在發(fā)生一相接地故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。u保護(hù)保護(hù)接地接地 在中性點(diǎn)不接地的三相電源系統(tǒng)中，當(dāng)接到這個(gè)系統(tǒng)上的某電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，如果人站在地上用手觸及外殼，由于輸電線與地之間有分布電容存在，將有電流 通過(guò)人體及分布電容回到電源，使人觸電，如圖所示。在一般情況下這個(gè)電流是不大的。但是，如果電網(wǎng)分布很廣，或者電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度顯著下降，這個(gè)電流可能達(dá)到危險(xiǎn)程度 ，這就必須采取安全措施。 保護(hù)接地原理保護(hù)接地原理 保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼用足夠粗的金屬導(dǎo)線與大地可靠地連接起來(lái)。電氣設(shè)備采用保護(hù)接地措施后，設(shè)備外殼已通過(guò)導(dǎo)線與大地有良好的接觸，則當(dāng)人體觸及帶電的外殼 時(shí)，人體相當(dāng)于接地電阻的一條并聯(lián)支路，如圖所示。由于人體電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻，所以通過(guò)人體的電流很小，避免了觸電事故。注：注：保護(hù)接地應(yīng)用于中性點(diǎn)不接地的配電系統(tǒng)中 tttt系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用tttt系統(tǒng)一般用于臨時(shí)配電。例如馬路上挖溝的配電系統(tǒng)或者建系統(tǒng)一般用于臨時(shí)配電。例如馬路上挖溝的配電系