低壓供電系統(tǒng)的接地與接零保護(hù)
接地保護(hù)就是把可能發(fā)生漏電的設(shè)備外殼使用可靠的接地線連接到大地。
接零保護(hù)是把設(shè)備外殼連接到中性線后在電力變壓器側(cè)集中接地。
一、三種低壓供電運(yùn)行方式
我國(guó)低壓供電系統(tǒng)主要有三種運(yùn)行方式：TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。
1．TN系統(tǒng)：把變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地。再?gòu)慕拥攸c(diǎn)引出中性線N(俗稱零線)。系統(tǒng)中，所有用電設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架均采用保護(hù)接零方式。TN系統(tǒng)又分為：TN-C系統(tǒng)(圖1)；TN-C-S系統(tǒng)(圖2)；TN-S系統(tǒng)(圖3)。
2．TT系統(tǒng)(圖4)：把變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地，再?gòu)慕拥攸c(diǎn)引出中性線N。系統(tǒng)中，所有用電設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架均采用保護(hù)接地方式。
3．IT系統(tǒng)(圖5)：變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地。系統(tǒng)中，所有用電設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架均采用保護(hù)接地方式。在IT系統(tǒng)中，由于變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不允許配出中性線作為220V單相電源供電，所以，不適用居民和一般工廠生產(chǎn)用電。
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：1)人員意外發(fā)生單相觸電時(shí)，所造成的危害程度大大降低；2)電網(wǎng)供電線路如發(fā)生單相對(duì)地短路故障時(shí)，供電系統(tǒng)仍可帶"病"運(yùn)行，保證電氣設(shè)備繼續(xù)正常工作。所以，其主要應(yīng)用在要求少停電場(chǎng)合，如礦山、井下及易燃易爆等危險(xiǎn)場(chǎng)所。
二、中性線、保護(hù)接零、保護(hù)接地在TV、TT系統(tǒng)中，從變壓器低壓側(cè)中性接地點(diǎn)引出的中性線N，主要作用有三點(diǎn)：可供系統(tǒng)內(nèi)單相用電設(shè)備用電；把系統(tǒng)內(nèi)三相電源中的不平衡電源和單相用電電流，流回變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)；減小因三相用電負(fù)荷的不平衡而造成的電壓偏移。
1．保護(hù)接零(PE)：把電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架與系統(tǒng)中的零線可靠連接在一起。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生漏電、絕緣損壞或單相電源與設(shè)備外殼、構(gòu)架短路時(shí)．零線短路的較大故障電流．可使線路上的保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷故障線路的供電，保護(hù)人身安全。保護(hù)接零應(yīng)用在TN低壓供電系統(tǒng)。
2．保護(hù)接地(PEE)：把電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架與專用接地裝置可靠連接在一起。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生漏電或單相電源對(duì)設(shè)備外殼短路時(shí)，如果流向接地體的故障電流足夠大．線路上保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷故障線路上的供電；假如流向接地體的故障電流不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)．由于人體電阻遠(yuǎn)大于保護(hù)接地的電阻，所以，可以避免接觸人員的觸電危險(xiǎn)。保護(hù)接地應(yīng)用在TT、IT低壓供電系統(tǒng)。在同一供電系統(tǒng)．不準(zhǔn)存在保護(hù)接零和保護(hù)接地混用的現(xiàn)象。
三、TN系統(tǒng)的應(yīng)用
由于我國(guó)早期電氣設(shè)備單一、數(shù)量少，家用電器也未大量進(jìn)入家庭．所以低壓供電普遍采用比較經(jīng)濟(jì)的TN-C系統(tǒng)，即整個(gè)系統(tǒng)的中性線(零線)與保護(hù)線(PE)是合在一起共用的一個(gè)系統(tǒng)(PEN)。隨著電氣化發(fā)展，生產(chǎn)及家庭用電設(shè)備數(shù)量劇增，加上線路老化、嚴(yán)重過負(fù)荷以及維護(hù)上的疏漏。當(dāng)零干線斷線時(shí)致使采用保護(hù)接零的電氣設(shè)備外殼帶電。為了提高保護(hù)接零的可靠性．從TN-C系統(tǒng)衍生出TN-C-S系統(tǒng)。即從變壓器低壓側(cè)中性接地點(diǎn)至用電配電箱的這一段，零線N和保護(hù)線PE是共用的．從配電至各用戶則是分成兩路，分別引入用戶設(shè)備，從而大大提高了保護(hù)接零的可靠性。但是，由于系統(tǒng)中的PEN線始終會(huì)有一定量的不平衡電流流過，所以，還不能滿足對(duì)設(shè)備安全及電磁抗干擾性要求很高的場(chǎng)所。這樣，就有了進(jìn)一步的TN-S系統(tǒng)，俗稱"三相五線制"。在TN-S系統(tǒng)中，PE線與零線N在系統(tǒng)中始終是分開的，平時(shí)PE線上無電流通過．只有在設(shè)備發(fā)生漏電或單相電源對(duì)設(shè)備金屬外殼短路時(shí)，才會(huì)有故障電流流過，使用電系統(tǒng)的可靠性、安全性、電磁抗干擾性方面得到了進(jìn)一步的提高．但其投資也是TN系統(tǒng)中最高的。
四、接地保護(hù)和接零保護(hù)的區(qū)別
要認(rèn)識(shí)和了解接地保護(hù)與接零保護(hù)，掌握這兩種保護(hù)方式的不同點(diǎn)和使用范圍。
接地保護(hù)與接零保護(hù)統(tǒng)稱保護(hù)接地，是為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行所采取的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。
這兩種保護(hù)的不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：
一是保護(hù)原理不同。接地保護(hù)的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地的泄露電流，使其不超過某一安全范圍，一旦超過某一整定值保護(hù)器就能自動(dòng)切斷電源；接零保護(hù)的原理是借助接零線路，使設(shè)備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時(shí)，利用短路電流促使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。
二是適用范圍不同。根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等相關(guān)因素。TT系統(tǒng)通常適用于農(nóng)村公用低壓電力網(wǎng)，該系統(tǒng)屬于保護(hù)接地中的接地保護(hù)方式；TN系統(tǒng)（TN系統(tǒng)又可分為TN-C、TN-C-S、TN-S三種）主要適用于城鎮(zhèn)公用低壓電力網(wǎng)和廠礦企業(yè)等電力客戶的專用低壓電力網(wǎng)，該系統(tǒng)屬于保護(hù)接地中的接零保護(hù)方式。當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)行的低壓公用配電網(wǎng)絡(luò)，通常采用的是TT或TN-C系統(tǒng)，實(shí)行單相、三相混合供電方式。即三相四線制380/220V配電，同時(shí)向照明負(fù)載和動(dòng)力負(fù)載供電。
三是線路結(jié)構(gòu)不同。接地保護(hù)系統(tǒng)只有相線和中性線，三相動(dòng)力負(fù)荷可以不需要中性線，只要確保設(shè)備良好接地就行了，系統(tǒng)中的中性線除電源中性點(diǎn)接地外，不得再有接地連接；接零保護(hù)系統(tǒng)要求無論什么情況，都必須確保保護(hù)中性線的存在，必要時(shí)還可以將保護(hù)中性線與接零保護(hù)線分開架設(shè)，同時(shí)系統(tǒng)中的保護(hù)中性線必須具有多處重復(fù)接地。
五、接地保護(hù)和接零保護(hù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)：
1、在同一個(gè)電源系統(tǒng)（如變壓器）下不能一部分設(shè)備采用保護(hù)接地、一部分設(shè)備采用保護(hù)接零。
2、保護(hù)接零危險(xiǎn)比較大，因?yàn)槿绻憔€斷了，就會(huì)通過單相設(shè)備使保護(hù)接零的設(shè)備外殼帶電，所以保護(hù)接零線應(yīng)該從干線引出，絕對(duì)不能從支線引出，另外如果在保護(hù)接零處做重復(fù)接地，就會(huì)比較安全。
3、一般保護(hù)接地指TT接地系統(tǒng)，特點(diǎn)是設(shè)備的接地（保護(hù)接地）與電源的工作接地是分開的，所以保護(hù)接地和電源工作接地都會(huì)有接地電阻的，所以一旦設(shè)備漏電會(huì)在電源工作接地電阻上產(chǎn)生電壓降，電壓的高低由保護(hù)的接地電阻和電源的工作接地電阻有關(guān)，并與其關(guān)系成正比，電阻值越大的分得的電壓越高。因?yàn)殡娫粗行渣c(diǎn)接地，所以零線上就會(huì)因工作接地電阻的壓降，而帶有電壓，這樣保護(hù)接零的設(shè)備外殼也就會(huì)通過零線而帶電，所以和距離沒有太大關(guān)系。
4、PE線是TN-s系統(tǒng)的（pe線是從電源中性點(diǎn)直接用導(dǎo)線連接到設(shè)備外殼，所以電流經(jīng)過PE線直接回到電源中性點(diǎn)，形成強(qiáng)大的短路電流，開關(guān)會(huì)迅速跳閘，從而切斷故障電流，保證安全。
5、如果以大地作為PE線，其實(shí)就會(huì)等于回到了TT系統(tǒng)了。TT接地系統(tǒng)，特點(diǎn)是設(shè)備的接地（保護(hù)接地）與電源的工作接地是分開的，之間沒有導(dǎo)線連接，因?yàn)楸Ｗo(hù)接地和工作接地都有接地電阻，所以設(shè)備漏電后，電流經(jīng)過保護(hù)接地電阻和工作接地電阻回到中性點(diǎn)，這樣接地電流是不會(huì)很大的，所以一般開關(guān)是不會(huì)跳閘的，使得故障電流一直存在，并在保護(hù)接地上產(chǎn)生電壓降，使設(shè)備外殼長(zhǎng)期帶電。如果加裝漏電開關(guān)就會(huì)比較安全了。
6、大地導(dǎo)電，但是設(shè)備接地是一定會(huì)有接地電阻的，所以不能簡(jiǎn)單的看成一個(gè)點(diǎn)，而是應(yīng)該把接地電阻考慮進(jìn)去，所以不能看成一個(gè)點(diǎn)，可以看成一個(gè)串入電阻的電氣回路，而導(dǎo)線阻值非常低，就可以不考慮電阻。
六、問題解答：
1、為什么在TT系統(tǒng)中用保護(hù)接地而在TN-C 或TN-C-S系統(tǒng)中用保護(hù)接零呢？
答：在TT系統(tǒng)中,中性線只在電源處做工作接地,電器如果采用保護(hù)接零,產(chǎn)生故障時(shí),故障電流流過中性線(零線)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓降,此電壓降對(duì)地電壓可能會(huì)危及人身安全,所以不能用保護(hù)接零而用保護(hù)接地.
在TN-C或TN-C-S系統(tǒng)中,中性線進(jìn)戶后重復(fù)接地,電器離重復(fù)接地點(diǎn)距離短,故障電流產(chǎn)生的電壓降很小,所以可用保護(hù)接零
2、TT系統(tǒng)和TN-C 或TN-C-S系統(tǒng)本質(zhì)區(qū)別是什么，在日常生產(chǎn)生活中該怎樣區(qū)別兩套系統(tǒng)．
答：TT系統(tǒng)中性線只在電源處做工作接地.TN-C系統(tǒng)中性線和保護(hù)接零線合二為一(重復(fù)接地).TN-C-S系統(tǒng)中性線進(jìn)戶重復(fù)接地后分成中性線和保護(hù)接零線...。
