保护接地与保护接零

保护接地与保护接零 第一，什么叫做接地 接地有两种，一种是工作接地，一种是保护接地。工作接地的目的是为了取得大地的零电 位，保护接地的目的是为了人身安全。 第二，有关接地的国际标准和国家标准 国际标准是 IEC 60364，国家标准是 GB16895。这两部标准都是强制性标准，也即任何配电 系统，都必须无条件地百分百执行的标准。 第三，什么叫做零线 零线，指的就是 PEN 线，它的正确名称又叫做保护中性线。 我们来看我们早已熟知的 IEC60364 中有关 TN-C 接地系统的图，如下： 相信，这张图大家不陌生，至少我在知乎中也引用了 N 遍。现在，我们来仔细看看这张图。 这张图的接地系统是 TN-C。这里的 T 指的是变压器中性点直接接地。注意看图的左侧，我 们看到变压器中性点直接接地，其用途是获得地电位，也即零电位。所以，变压器中性点 直接接地又被称为工作接地。 从变压器中性点接地开始，这条线被称为 PEN 线，也即零线。 零线这个名词颇有争议。不过，零线的知名度相当高，连老奶奶级别的人都知道，可见这 个词汇还会长久存在下去。 第四，什么叫做保护接零 注意看，上图的中下部有两只负载，左边一只需要引入三条相线和中性线，右边一只仅需 要引入三条相线即可。我们来看 PEN 线是如何接到负载中去的。 我们看到，PEN 线首先接到负载的外壳，然后再接到中性线输入端子。这就是保护接零。 这样做的目的是什么？ 大家已经知道，零线的正确名称是保护中性线，并且保护是第一位的，中性线是第二位的。 由此可知，在国际标准 IEC60364 中，TN-C 接地系统的 PEN 线被首先引至设备外壳的意义 就是保护人身安全。 注意：负载的外壳也即外露导电部分不直接接地，而是接到保护中性线 PEN 线上或者保护 线 PE 上，这种做法在 IEC60364 中用符号 N 来表示。所以上图的接地系统属于 TN 接地系统， 而将 PEN 线也即零线直接连接到用户端，这种接地系统被称为 TN-C 系统。 实际接线中，PEN 线首先引入零线端子，再引入到外露导电部分的专用端子，和 IEC60364 的 TN-C 原图恰好相反。 第五，TN-C 系统存在的问题 在上图中，如果 PEN 线在两只负载的中间断裂，前面一只负载的外壳不会发生什么问题， 但后面一只负载的外壳就会有问题。 我们来看下图： 我们看到，PEN 线在中间断裂。如果恰好断点前后的负载都发生了单相接零故障，断裂点 前部的 PEN 接地良好，由 IEC60364 的 TN-C 原图可知，PEN 线和用电设备的外壳电压不会 上升；然而 PEN 线断裂点后部，因为 PEN 线与用电设备的外壳直接连接，而用电设备的外 壳已经出现了单相接零，因此断裂点后部的 PEN 线上的电压会上升，最高会升到相电压 220V。 这是 TN-C 接地系统最薄弱之处。也因此，TN-C 系统严禁使用在会发生爆炸的场合，例如 油库、煤矿等等。 为了防止出现上述情况，TN-C 系统必须重复接地： 注意看，上图在最右下侧重复接地，这样就可以避免出现 PEN 线断裂点后部在单相接地故 障状态下电压上升的情况。 第六，什么叫做保护接地？ 那么什么叫做保护接地呢？我们来看下图： 这个接地系统叫做 TN-S。根据前面的解释，我们知道 T 表示变压器中性点直接工作接地， 而负载的外壳则与来自电源的保护线相接。 从图中我们看到，变压器的中性点在接地后，分开为 N 线和 PE 线，而负载的外壳直接与 PE 线相接。这种做法就叫做保护接地。 显然，这是最好的接地方法。 另外，PE 线允许多点重复接地。 我们再看看 TN-C-S 接地系统： 我们看到，PEN 线在两个负载中间分开为 N 线和 PE 线。左边的负载接在 TN-C 的系统中， 而第二个负载接在 TN-C-S 的系统中。 TN-C-S 接地系统大量应用在居家配电系统中。 值得注意的是：在 PE 与 N 的分开点 PEN 线需要再次接地，之后才分开，而且分开后不得再 次合并。 - 对于居家配电的 TN-C-S 系统，有一个值得注意的情况。我们来看下图： 我们看到，家家户户的居家配电箱都从 MEB 点获取 N 线。我们根本就不可能规定某家人家 只能拥有多少用电设备，以及何时用电。这样一来，在 MEB 后部的 N 线电流 In 会很大，也 即三相严重不平衡。 三相不平衡的结果造成 N 线产生一定的电压，这对于居家配电不是很有利，会降低供电的 可靠性。 因此，对于居家配电来说，一定要做好 PE 线的连接工作。同时，在户内一定要杜绝 N 线和 PE 线混用。如果有条件，做好 PE 线的二次重复接地。特别在浴房，最好能有接地体的等 电位联结。 第七，TT 系统和 IT 系统 下图是 TT 系统： 我们看到，TT 系统中负载的外壳直接接地，也即保护接地。这里第二个 T 表示直接接地的 意思。 TT 系统中发生单相接地故障时，故障电流较小，因此需要安装 RCD 来保护。 下图是 IT 系统： 我们看到，IT 系统的变压器中性点不接地，这就是 I 的含义。同时，T 的含义是负载外壳 直接接地。这一点我们从上图中可以明确看到。 = 总结一下： 1）保护接零专指 TN-C 系统中负载的外壳接到 PEN 线也即零线上。这种接法有很多弊端， 并且需要多点接地。 2）保护接地在 TN-C-S、TN-S、TT、IT 接地系统中都采用，也即负载的外壳接到 PE 线上 （TN-S、TN-C-S）或者直接接地（TT、IT）。 保护接零已经很少见了，常见的都是 TN-C-S 或者 TN-S 里的保护接地方式。 3）TN 系统的特点是，它的单相接地（接零）故障电流较大，近乎于短路电流，因此 TN 系 统又叫做大电流接地系统。 TN 系统的单相接地故障保护可以依靠断路器或者熔断器；TT 和 IT 系统的特点是，它的单 相接地故障电流较小，尤其是 IT，单相接地后只有分布电容造成的极小电流。因此，TT 和