低压供电系统的接地与接零保护方式

有关低压供电系统的接地保护与接零保护，低压供电的三种运行方式，TN系统、TT系统、IT系统，并介绍了中性线、保护接零、保护接地的相关知识。

低压供电系统接地与接零保护

接地保护就是把可能发生漏电的设备外壳使用可靠的接地线连接到大地。接零保护是把设备外壳连接到中性线后在电力变压器侧集中接地。

一、三种低压供电运行方式

我国低压供电系统主要有三种运行方式：TN系统、TT系统、IT系统。

1、TN系统：把变压器低压侧中性点直接接地。再从接地点引出中性线N(俗称零线)。系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接零方式。TN系统又分为：TN-C系统(图1)；TN-C-S系统(图2)；TN-S系统(图3)。

2、TT系统(图4)：把变压器低压侧中性点直接接地，再从接地点引出中性线N。系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接地方式。

3、IT系统(图5)：变压器低压侧中性点不接地或经高阻抗接地。系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接地方式。在IT系统中，由于变压器低压侧中性点不允许配出中性线作为220V单相电源供电，所以，不适用居民和一般工厂生产用电。

该系统的主要特点：1)人员意外发生单相触电时，所造成的危害程度大大降低；2)电网供电线路如发生单相对地短路故障时，供电系统仍可带"病"运行，保证电气设备继续正常工作。所以，其主要应用在要求少停电场合，如矿山、井下及易燃易爆等危险场所。

二、中性线、保护接零、保护接地

在TV、TT系统中，从变压器低压侧中性接地点引出的中性线N，主要作用有三点：可供系统内单相用电设备用电；把系统内三相电源中的不平衡电源和单相用电电流，流回变压器低压侧中性点；减小因三相用电负荷的不平衡而造成的电压偏移。

1、保护接零(PE)：把电气设备的金属外壳、构架与系统中的零线可靠连接在一起。当电气设备发生漏电、绝缘损坏或单相电源与设备外壳、构架短路时．零线短路的较大故障电流．可使线路上的保护装置动作，切断故障线路的供电，保护人身安全。保护接零应用在TN低压供电系统。

2、保护接地(PEE)：把电气设备的金属外壳、构架与专用接地装置可靠连接在一起。当电气设备发生漏电或单相电源对设备外壳短路时，如果流向接地体的故障电流足够大．线路上保护装置动作，切断故障线路上的供电；假如流向接地体的故障电流不足以使保护装置动作时，由于人体电阻远大于保护接地的电阻。

因此，可以避免接触人员的触电危险。保护接地应用在TT、IT低压供电系统。在同一供电系统．不准存在保护接零和保护接地混用的现象。

三、TN系统的应用

由于我国早期电气设备单一、数量少，家用电器也未大量进入家庭．所以低压供电普遍采用比较经济的TN-C系统，即整个系统的中性线(零线)与保护线(PE)是合在一起共用的一个系统(PEN)。随着电气化发展，生产及家庭用电设备数量剧增，加上线路老化、严重过负荷以及维护上的疏漏。当零干线断线时致使采用保护接零的电气设备外壳带电。

为了提高保护接零的可靠性．从TN-C系统衍生出TN-C-S系统。(电工技术之家 )即从变压器低压侧中性接地点至用电配电箱的这一段，零线N和保护线PE是共用的．从配电至各用户则是分成两路，分别引入用户设备，从而大大提高了保护接零的可靠性。

但是，由于系统中的PEN线始终会有一定量的不平衡电流流过，所以，还不能满足对设备安全及电磁抗干扰性要求很高的场所。

这样，就有了进一步的TN-S系统，俗称"三相五线制"。在TN-S系统中，PE线与零线N在系统中始终是分开的，平时PE线上无电流通过。

只有在设备发生漏电或单相电源对设备金属外壳短路时，才会有故障电流流过，使用电系统的可靠性、安全性、电磁抗干扰性方面得到了进一步的提高．但其投资也是TN系统中最高的。

四、接地保护与接零保护的区别

要认识和了解接地保护与接零保护，掌握这两种保护方式的不同点和使用范围。

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。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。

五、接地保护与接零保护的注意事项：

1、在同一个电源系统（如变压器）下不能一部分设备采用保护接地、一部分设备采用保护接零。

2、保护接零危险比较大，因为如果零线断了，就会通过单相设备使保护接零的设备外壳带电，所以保护接零线应该从干线引出，绝对不能从支线引出，另外如果在保护接零处做重复接地，就会比较安全。

3、一般保护接地指TT接地系统，特点是设备的接地（保护接地）与电源的工作接地是分开的，所以保护接地和电源工作接地都会有接地电阻的，所以一旦设备漏电会在电源工作接地电阻上产生电压降，电压的高低由保护的接地电阻和电源的工作接地电阻有关，并与其关系成正比，电阻值越大的分得的电压越高。

因为电源中性点接地，所以零线上就会因工作接地电阻的压降，而带有电压，这样保护接零的设备外壳也就会通过零线而带电，所以和距离没有太大关系。

4、PE线是TN-s系统的（pe线是从电源中性点直接用导线连接到设备外壳，所以电流经过PE线直接回到电源中性点，形成强大的短路电流，开关会迅速跳闸，从而切断故障电流，保证安全。