電氣接地的原理和目的

1、 電氣接地的原理和目的首先，我們要知道接地的目的是什么！看下圖：仔細觀察，我們會發(fā)現(xiàn)右圖的電池負極線路有接地標識。這說明，電池負極為零電位，它為全電路定義了電壓參考點。這種接地叫做工作接地，工作接地的目的就是為系統(tǒng)構(gòu)建零電位點。 這張圖中，T是電力變壓器的低壓側(cè)繞組。低壓繞組的中性線實施了工作接地，注意是接大地。我們把工作接地后的中性線引出，它就是大名鼎鼎的零線，符號是PEN，定義名稱是保護中性線。注意：圖中的配電系統(tǒng)，有了工作接地，線路中各處的對地電位就是明確的，不會發(fā)生偏移。 圖中的負載電阻Ra、Rb和Rc不相等，如果零線沒有工作接地，它的末端電位就會偏離零電位點。有了工作接地，零線的電位

2、被強制性地限定為大地的零電位。這就是工作接地的目的。 這張圖中，我們看到了變壓器低壓側(cè)繞組的中性線N執(zhí)行了工作接地，并且以PEN零線的形式引出。注意到在負載側(cè)的引入端，零線再次重復接地，其目的是確保零線線路末端的電位依然為零。這樣做的就能夠防止零線過長引起零線末端的零電位偏離，防止因為零線斷裂而引起的零電位偏離。注意到一個重要事實：盡管零線電位為零，但零線電流絲毫不受影響。也就是：零線電流的大小與零線電位為零無關！為何如此？因為零線的電壓是節(jié)點電壓，不是歐姆定律定義的電壓。零線電壓遵循基爾霍夫第二定律KVL，不遵循歐姆定律。這張圖就是TN-C接地系統(tǒng)。圖中左起第一個負載，我們看到零線首先引入到

3、用電設備的金屬外殼，然后再引入到零線接線端子，于是用電設備外殼的電位為零。這種接法叫做保護接零。保護接零的目的是什么？其一：若用電設備的內(nèi)部發(fā)生火線碰殼事故，由于外殼接零，于是外殼的電位為零。此時，若有人正在觸摸用電設備的外殼，由于外殼為零電位，以此保障了人身安全。其二：注意到零線電流與零線電壓無關。當上述碰殼事故發(fā)生后，接零電流相當于火線對零線短路，于是線路中的保護裝置（斷路器或者熔斷器）就會執(zhí)行線路保護切斷故障線路。 這張圖中，我們看到變壓器低壓側(cè)繞組工作接地后，以中性線N的形式引出。也就是說，TT接地系統(tǒng)具有工作接地。用電設備的外殼單獨接地，與N線無關。這種接地叫做保護接地。用電設備的外

4、殼執(zhí)行保護接地后，一旦發(fā)生碰殼事故，由于用電設備的外殼為零電位，確保了人身安全防護。同時，故障電流形成接地電流，經(jīng)過地網(wǎng)再返回變壓器中性點。由于地網(wǎng)的阻抗較大，因此故障電流較小，無法啟動斷路器或者熔斷器執(zhí)行線路保護。這時，就需要在系統(tǒng)中安裝漏電保護器來執(zhí)行線路保護。一般地，漏電保護器的動作電流設定為30mA。IEC提出了另外一種接地形式，以滿足配電系統(tǒng)的接地需求，這就是TN-S接地系統(tǒng)。注意看圖中的變壓器中性點，它工作接地后以中性線N和保護線PE的形式引出。在負載側(cè)，負載的外殼接到PE線上。由于PE線就是地線，所以用電設備的這種防護也叫做保護接地。TN-S的保護接地與TT的保護接地有何不同？當

5、TN-S接地系統(tǒng)中用電設備的外殼發(fā)生碰殼事故，故障電流沿著PE地線返回電源，線路阻抗很小。又因為地線PE與中性線N在電源側(cè)是接在一起的，接地電流相當于相線對N線的短路，故障電流較大，能夠啟動線路中的保護裝置執(zhí)行線路保護。同時，TN-S接地系統(tǒng)是可以安裝漏電保護器的。（https:/./版權(quán)所有）TN-S接地系統(tǒng)中的人身安全防護相對其它接地系統(tǒng)要完善得多。值得注意的是：IEC規(guī)定X相X線的線制中，“X線”指的是正常運行時有電流流過的線路。PE線在正常運行時沒有電流流過，因此它不算線。故而，TN-S接地系統(tǒng)屬于三相四線制。IEC還把TN-C系統(tǒng)與TN-S接地系統(tǒng)聯(lián)合起來，形成TN-C-S接地系統(tǒng)。

6、 注意看圖中的負載，靠左側(cè)的用電設備屬于保護接零，系統(tǒng)中存在零線PEN；靠右側(cè)的用電設備屬于保護接地（保護接PE地線），局部系統(tǒng)中沒有零線，只有中性線N和地線PE。一般地，在零線分開為中性線N和地線PE時，分開點需要配套重復接地。下面看一張居家配電系統(tǒng)的TN-C-S接地系統(tǒng)圖。 在圖中，我們看到了電力變壓器T，它的中性線接地，然后以PEN零線的形式引出。同時，三條相線引入到總斷路器中。在總斷路器下端的出線側(cè)，三條相線（火線）和PEN線（零線）一起，經(jīng)過電纜引入到居家配電的入口處。此處的接地系統(tǒng)符合TN-C接地系統(tǒng)。在居家配電的入口處，零線PEN首先接到重復接地的扁鋼LEB處，在這里一分為二，成為PE地線和N中性線。從這里開始，接地系統(tǒng)變成TN-S。由于它是經(jīng)由TN-C改變接線而得到的，因此IEC把它叫做TN-C-S接地系統(tǒng)。 注意到圖中的相線經(jīng)過總開關QF0后，和中性線一起引入到電度表中。在電度表的出口處，系統(tǒng)中的相線L、中性線N和PE地線一起入戶，到達我們居家的配電箱中。居家配電箱中，安裝了總進線開關，總漏電開關，還有若干饋電開關。圖中的電冰箱就接在最右側(cè)的饋電回路末端。我們看到，電冰箱的外殼是接PE地線的。當電冰箱的外殼發(fā)生碰殼事故后，地線PE將流過故障電流，而相線中的電流也會增加，于是