几种接地保护方式

几种接地保护方式（TN-C,TN-S,TN-C-S）TT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。TT方式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，因此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。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。TN方式供电系统的特点如下：1）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。2）TN系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比TT系统优点多。TN-C是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线。TN-C方式供电系统的特点如下：1）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。2）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。3）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。4）TN-C系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。5）TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。TN-S是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。TN-S方式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-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用TN-S方式供电系统。TN-C-S是在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线，这种系统称为TN-C-S供电系统。T前面这个T表示电源中性点接地，如果是I表示不接地或者间接接地；后面这个T表示设备外壳保护方式，T是保护接地，N表示保护接零。S表示保护接零直接与接地线相连，C表示保护接零通过零线与地线连接。N-C-S方式供电系统1）工作零线N与专用保护线PE相联通，前段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。后段的PE线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于后段N线的负载不平衡的情况及这段线路的长度。负载越不平衡，这段N线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地。2）PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。3）对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外，其他各分箱处均不得把N线和PE线相联，PE线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作PE线。通过上述分析，TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN-C-S系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用TN-S方式供电系统。6、IT方式供电系统I。IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。首先明确两个概念，工作接地和保护接地。1什么是工作接地，什么是保护接地？工作接地，在正常或故障情况下为了保证电气设备的可靠运行，而将电力系统中某一点接地称为工作接地。例如电源（发电机或变压器）的中性点直接（或经消弧线圈）接地，能维持非故障相对地电压不变，电压互感器一次侧线圈的中性点接地，能保证一次系统中相对低电压测量的准确度，防雷设备的接地是为雷击时对地泄放雷电流。保护接地，将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接地。电气设备上与带点部分相绝缘的金属外壳，通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电，容易造成人身触电事故。为保障人身安全，避免或减小事故的危害性，电气工程中常采用保护接地。接地保护与接零保护统称保护接地，是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。这两种保护的不同点主要表现在三个方面：一是保护原理不同。接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源；接零保护的原理是借助接零线路，使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时，利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。二是适用范围不同。根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素，《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。TT系统通常适用于农村公用低压电力网，该系统属于保护接地中的接地保护方式；TN系统（TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种）主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网，该系统属于保护接地中的接零保护方式。当前我国现行的低压公用配电网络，通常采用的是TT或TN-C系统，实行单相、三相混合供电方式。即三相四线制380/220V配电，同时向照明负载和动力负载供电。三是线路结构不同。接地保护系统只有相线和中性线，三相动力负荷可以不需要中性线，只要确保设备良好接地就行了，系统中的中性线除电源中性点接地外，不得再有接地连接；接零保护系统要求无论什么情况，都必须确保保护中性线的存在，必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设，同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地。低压配电系统中，按保护接地的形式，分为TN系统，TT系统，IT系统。如果家用电器未采用接地保护，当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时，家用电器的外壳将带电，人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳（构架）时，就会有触电的危险。相反，若将电器设备做了接地保护，单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过。一般地说，人体的电阻大于1000欧，接地体的电阻按规定不能大于4欧，所以流经人体的电流就很小，而流经接地装置的电流很大。这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险。2什么是大接地电流系统，什么是小接地电流系统？根据定义，中性点直接接地（包括经小电阻接地）的系统为大接地电流系统，中性点不接地（包括经消弧线圈或大电阻接地）的系统称为小接地电流系统3TN系统：TN系统中的设备产生单相碰壳漏电故障时，就形成单相短路回路，因该回路内不包含任何接地电阻，整个回路的阻抗很小，故障电流I很大，足以保证在最短的时间内使熔丝熔断，保护装置或自动开关跳闸，从而切除故障设备的电源，保障人身安全。TN系统中，设备外露可导电部分经低压配电系统中公共的PE或PEN线接地，这种接地形式我们习惯称为保护接零。保护接零说得简单一点，当单相设备发生漏电时，电流是从火线到漏电处到地线再到零线母线，产生了大电流，使线路上的保护装置迅速动作。4TT系统TT系统的电源中性点直接接地，并引出N线，属于三相四线制系统，设备的外露可导电部分经与系统地点无关的各自的接地装置单独接地。由于电源相电压为220V，如果按电源中性点工作电阻为4欧姆计算，则故障回路将产生27.5A的电流，这么大的故障电流，对于容量较小的电气设备所选用的熔丝会熔断或自动开关跳闸。但对于容量较大的电气设备，也不能保证能自动切断，要加漏电保护开关来补偿。图A，中性点直接接地B,当系统发生一相接地故障时，形成单相短路，过电流保护装置动作，切除故障设备C，省去了公共PE线，较TN经济，但各设备单独装PE线，增加了工作量。5IT系统该系统的电源中性点不接地或经1K欧姆阻抗接地，通常不引出N线，属于三相三线制系统，设备的外露可导电部分均各自地接地装置单独接地。图A,系统中性点不接地，或经阻抗1K欧姆接地B，没有零线，因此不适于接额定电压为系统相电压的用电设备，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备C，当系统发生一相接地故障时，三相设备及单相设备仍能继续正常运行D，应装设单相接地保护装置，以便在发生一相接地故障时给予报警信号。应用范围：对连续供电要求较高及有易燃易爆的场所，特别是矿山，井下等6什么是重复接地？在TN系统中，也只在TN系统中，我们需要重复接地，防止当PEN线或PE线断线后，断点处将不能和大地形成大电流回路，同时，其他接零用电器外壳也产生高电压。住宅接地形式的选择《住宅设计规范》GB50096-19992003年版，第6.5.2条第1款“应采用TT、TN-C-S、TN-S接地方式，并进行总等电位联结”，TN-C及IT已不在住宅设计规范要求范围内。TN-S接地：即常说的三相五线制，由变电所引出的N线和PE线是分开的，N线不允许再接地，PE线则与用电建筑地相连。TN-C-S接地：即常说的三相四线制，变电所引出的N线和PE连合二为一为PEN线，用电建筑将PEN线重复接地，其后在用电建筑内N线和PE线是分开的，N线绝缘并且不再接地。TT接地：由变电所引出的N线全程绝缘，用电建筑物内PE线为单独接地，与变电所接地线无任何联系。优缺点分析：TN-S（三相五线制）接地形式的PE线平时不通过工作电流，仅在发生接地故障时流过故障电流，其电位接近大地电位，不会干扰信息设备，不会对地打火，较为安全；缺点是需要全程设置PE线，造价较TN-C-S（三相四线制）相对于TN-S（三相五线制）来说少了一根专用PE线，造价较低，由于其进入用电建筑后PE线和N线分开所以也具有TN-S的有点；但是要求PEN线的连接非常可靠，PEN线一旦断线将引发很多故障。需要注意的是NT-S和TN-C-S在同一供电范围内的PE/PEN都是连通的，当变电所或配电系统中某一设施发生电气接地故障时，其故障电压会沿着PN/PEN线在电气设备间传导，这是TN系统共有的缺点，所以必须采取等电位措施来预防这种情况的发生。TT接地形式兼有TN-S和TN-C-S的优点，还同时避免了TN接地系统共有的缺点，对于住宅建筑来说宜作为首要推荐接地形式。但是TT接地的缺点是用电建筑接地故障电流由变电所接地与用电建筑地两个接地电阻串联关系返回电源，故障电流小，断路器或熔断器的灵敏度难以满足其要求，需要剩余电流动作保护装置RCD来弥补这一缺点。结论：1：多层住宅建筑通常采用户外箱变作为供电电源，宜优先选用TT接地，仅在箱变等供电设施与该住宅建筑接地无法分开时选用TN-S接地形式即三相五线制。2：高层住宅建筑宜选用TN-S接地形式。3：高层住宅供电电源在建筑物内时可采用TN-S接