电力系统接地

电力系统接地方式

在电力系统中为了工作和安全的需要，常需要将电力系统及其电气设备的某些部分和大地相连接，这就是接地。

高压系统的接地

按接地方式分类

（1）直接接地制式，即将变压器或发电机的中性点直接或通过小电阻与接地装置相连。这种接地制式的系统，当发生单相接地短路时，接地电流很大，所以又叫大电流接地制式。

（2）不接地制式，即将变压器或发电机的中性点不与接地装置相连或通过保护、测量、信号仪表、消弧线圈以及具有大电阻等接地设备与接地装置相连。这种接地制式的系统，当发生单相接地短路时，接地电流很小，所以又叫小电流接地制式。

按接地设备分类

（1）不经接地设备的接地制式，变压器或发电机的中性点不经任何接地设备直接接地或不接地。

（2）经电抗或消弧线圈的接地制式，变压器或发电机的中性点通过消弧线圈与接地装置相连。

（3）经电阻的接地制式，变压器或发电机的中性点通过电阻器与接地装置相连。电阻器为高阻值者称为高电阻接地制式，电阻器为低阻值者称为低电阻接地制式。

（4）经电抗补偿、电阻并联的接地制式，变压器或发电机的中性点通过电抗器与电阻器并联接地，其中电抗器宜采用标准规格的消弧线圈。

低压系统的接地

按照IEC（国际电工委员会）规定，低压系统接地制式一般由两个字母组成，必要时可加后续字母。因为IEC以法文作为正式文件，因此所用字母为相应法文文字的首字母。

第一个字母：表示电源接地点对地的关系。其中T：Terre，表示直接接地；I：Isolant，表示不接地，或通过阻抗与大地相连；

第二个字母：表示电气设备外露导电部分与地的关系。其中T：表示独立于电源接地点的直接接地；N：Neutre，表示直接与电源系统接地点或与该点引出的导体相连接。

后续字母：表示中性线与保护地线的关系。其中C：Combinaison，表示中性线N与保护地线PE合并为PEN线；S：（Separateur字母S）séparer（法语，使分开；使疏远；隔开；区分）

，表示中性线与保护地线分开；C-S：表示在电源侧为PEN线，从某点分开为N及PE线。

所以，根据以上的分类方法，按接地制式划分的配电系统有5种：IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S。

IT接地系统

IT系统的接地方式有三种。

（1）配电系统中性点与地绝缘，电源不接地。

（2）配电系统中性点经阻抗接地，电源接地极和外露导电部分的接地极分开。

（3）电源系统中性点经阻抗接地，外露导电部分接到电源的接地极上。

IT系统的电源通过阻抗接地（或不接地），电气设备的外露导电部分（如机壳）可直接接地或通过保护地线接到电源的接地极上。这种系统当出现第一次故障时，故障电流受到限制，电气设备的金属外壳上不会产生危险性的接触电压，因此可以不切断电源，电气设备仍能继续运行。此时设备报警，通过检查线路来消除故障，可减少或消除电气设备的停电时间。但是如果在第一次故障未消除的情况下又发生第二次故障，故障点遭受线电压，故障电流很大，非常危险，因此必须具有可靠而且易于检测出故障点的报警设备。

TT接地系统

TT接地系统，必须有一个直接接地点，一般是变压器或发电机的中性点。电气设备的外露导电部分也必须接地，由同一保护电器保护的电气设备的所有外露导电部分用保护线连接在一起，接到其共同的接地极上。当几个保护电器分级保护时，每个保护电器所保护的所有外露导电部分也必须按照这种方法接地。

当中性线截面小于相线截面时，如果回路的相线保护装置不能保护中性线短路或者正常工作时流过中性线的电流不明显小于该导线的载流量时，在中性线上必须装设相应于该导线截面的过电流检测装置。该装置激励时，应使相线断电，但不必断开中性线。

TT接地系统发生接地短路时，短路电流受到电源侧接地电阻和电气设备侧接地电阻的限制，电流不大，所以可减少接地短路时产生的危险性，但在大多数情况下不足以使一般过电流保护设备切断电源，容易造成电击事故。当电气负荷容量较大时，必须采用剩余电流保护电器。

TN接地系统

TN系统中所有电气设备的外露导电部分接到保护线上，与配电系统的中性点相连。保护线应在每个变电所或变电站附近接地。配电系统引入建筑物时，保护线在其入口处接地。将保护线与附近的有效接地极相连，必要时可增加接地点并均匀分布。

中性线的检测与相应切断导线的要求与TT系统相同。

根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，将TN接地系统分为TN-C、TN-S和TN-C-S。

（1）TN-C接地系统

保护线和中性线合并为PEN线的系统，具有简单、经济的优点。接地短路故障时，故障电流大，采用一般的过电流保护器切断电源。对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路中，PEN线有电流，其产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，对敏感设备不利。此外，PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也可能引起爆炸，因此在爆炸危险环境中不能采用这种系统。由于PEN线在同一建筑物内相互有电气连接，所以当PEN线断线或相线直接与大地短路时，都呈现相当高的对地故障电压，会扩大事故范围。

（2）TN-S接地系统

保护线和中性线分开的系统。正常情况下PE线不通过负荷电流，所以与PE线相连的电气设备的金属外壳在正常时不带电，所以可用于精密设备以及有爆炸危险的环境中。但是TN-S系统仍存在相线对大地短路引起电压升高和对地故障电压的蔓延问题。

（3）TN-C-S接地系统

PEN线从某点开始分为保护线和中性线。分开后的N线对地绝缘。为了防止混淆PE和N线。国标规定，PE、PEN线涂黄绿相间色标，N线涂浅兰色色标。PEN线分开后就不能再合并，否则将失去分开后形成的TN-C-S接地系统的特点。

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