摘要：如果在不同场合接地系统选用不当，将导致某些电气事故的发生，也可能影响电气装置的正常功能，造成人身伤害或经济损失。我国目前接地系统还有许多值得研究的问题，文章就这些问题进行了分析。

关键词：接地；TN系统；TT系统；IT系统；电气系统 文献标识码：A

中图分类号：TM752 文章编号：1009-2374（2016）05-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.068

TN-C系统存在着各种各样的不足，TN-S、TN-C-S以及TT、IT系统得到了广泛采用。TN-S系统适用于设有变电所的某些建筑、场所。TN-C-S系统宜用于不附设变电所的建筑。TT系统适用于户外场所，例如胸腔手术这类对供电不允许意外停电的场所采用IT系统最佳。

1 TN-C系统、TN-C-S系统、TN-S系统分析

TN-C系统本身存在着很多缺陷，比如说PEN线的断裂会导致严重的不良后果，失去PE功能，对人身安全起不到保护作用或使单相用电设备被高电压烧坏等。虽然PE与N线同用一根线能节约成本，但是这不是关键的，所以加大PEN线截面不让其断裂是必须的，这也会导致加大成本。

如图1所示，图中三相四线回路中，L1不接负荷，L2带120W负荷，L3带20W负荷，单相负载十分不平衡，在中性线存在的情况下，由电工理论公式可知，存在中点位移电压，如果各单相负载平衡则不存在中点位移电压，由于变压器每相绕组电压220V，基本变化很小，三根相线的电压降不会超过5%，所以各单相负荷不平衡是不会烧坏单相用电设备的；三相负荷，根据制造要求，三相负荷本身要保证平衡的，中性线无电流，有电流也只是谐波电流及三相对地电容电流，因此几乎就不存在中性点电压出现大的漂移，所以对于三相负荷有无中性线均可以，在工程设计中，一般情况下，Y型用电设备也不接中性线。单相不平衡负载如果N（PEN）线因故障断掉，则R1与R2串联在L2与L3之间，由于功率与电阻成反比，R1∶R2=1∶6，串联之后，R1分得电压为54V，R2分得电压为326V，则L3所带设备很快就会烧坏。OL1、OL2、OL3做空间相量图，O'为L2与L3直线连线上的一点，O'L2为54V，O'L3为326V，计算可知O'L1的相电压高达356V。OO'之间电压高达175V，零点严重漂移。如果负载是灯具或则电视机之类的家电，使用寿命将大大缩小，由公式表明，假如可以使用1000h的灯，在电压升高至额定电压的1.5（326/220）倍时，灯具使用寿命将降低到1000的1/248，即4h，对于电动机负载，如果电压过高铁损增加而发热，电压过低铜损增加而发热，这都会导致绝缘老化。

TN-S系统的接地导线与N线不是合二为一的，正常情况下，PE线是不带电流的，也不会存在电压降。而TN-C系统由于两根线在某处合成了一根线，中性线电流也会通过接地线，这就会使PE线存在压降，如果没有等电位联结，TN-C-S系统就会存在安全隐患，但是现在建筑都是进行了等电位联结，等电位联结点就在进入建筑物前的总配电箱处。无论是TN-C-S系统还是TN-S系统，在建筑物电源进线处都配有总配电箱，总配电箱的PE母排都进行了总等电位联结，在进入建筑物之前TN-C-S系统的PE与N线是一根线，进入建筑物后通过总配电箱再分开，人站的地方的电位与等电位联结系统的电位是一样的，对于TN-C-S系统和TN-S系统来说，此时如果发生碰壳故障，人的接触电压都是壳到等电位联结处这一段压降，人的接触电压相等，因此在具有等电位联结的情况下，这两种系统对于防接触电压都有同样功能。

TN-C-S系统在具有变电所的建筑内会对电气设备造成干扰，因为该系统有一段线路是PE线与N线合为一根线，这就会因为N线电流流向PE所连设备，对设备正常工作带来不良影响，这种情况TN-S系统是最好的选择。而对于一些信息技术设备来说，要使其工作在最优的状态，对其端子共模电压有严格要求，TN-C-S系统存在一段PE线与N线共用一根线，这就可以避免PE线电压与N线电压不一样，所以这两种系统各有千秋。

关于TN系统的PEN线接地还需要进一步说明一下，PEN如果接地不恰当的话，很可能就会产生杂散电流，比如说PEN多点接地，那么就会形成与中性线成并联的电路，自然的就会有一部分电流不经过中性线而直接通过并联通路回到电源点，这一部分电流就是我们常说的杂散电流，虽然这部分电流极其小，但它也可引起电气火灾、腐蚀地下金属部分、磁场干扰等。正因为此，要求PEN线要采用绝缘线且只可以一点接地。

TN-S系统在变压器中性点出线处存在很短一段大截面PEN线，阻抗值非常小，进而这段PEN线也可以忽略不计，整个配电系统我们可以看作是一个电源点，那么TN、TT系统都可以从这个电源点引出，为了简化画图，在某些资料里，我们能看到电源中性点是直接一根线接地，那只是示意而已。为了防止杂散电流，实际上是不会直接接地的。

2 TN系统与TT系统比较

TN系统存在一个无法避免的缺点，整个系统都是同一根PE线，如果某一处发生故障，则该电压会传导到别处引起多点故障，如图2所示。TN系统发生单相接地故障时，在没有做等电位联结的情况下，故障电流为Id=U/（RB+RE），为电源单相电压，虽然较大，但是不会大到让过电流保护器动作。又因为在整个线路都能感触到，对别的非故障处也会造成事故，接触电压，如果小于等于50V，这倒无妨，如果大于50V，那就存在危险了，但是建筑内进行了总等电位联结，=0V，就不会发生电击伤害，所以TN系统做总等电位联结是十分必要的。如果TN系统不仅给户内供电，还给户外用电设备进行供电，由于条件限制，户外不做等电位联结，那就会有的危险。在户外既然不具备等电位联结的条件，那么TT系统将是最佳选择，将设备外壳直接接地，这就避免了户外无等电位联结场所PE线会传导故障电压的隐患，这是TT系统与TN系统相比的优点，但是必须为TT系统设置RCD保护来切断幅值小的接地故障电流，这也使得保护变得复杂化。当出现图2所示单相接地故障时，TT系统。

当然，不是说TN系统就一定不能用于户外无等电位联结处所，通过验算，只要符合要求也是可以的。如图2所示，时，那么没有电击危险，则户外采用TN系统也是可以的。忽略回路导线和变压器阻抗，经过推导，可得下式：

式中：为计及与并联的其他接地电阻，例如重复接地的电阻。如果，则满足上式，得，而是随机的，所以不是一个定值，比如4Ω或10Ω这都有些欠妥，但是保证越小，电击危险就越小。由于无法保证的值，那么采用TT系统为户外无等电位联结系统供电是最佳选择。

3 IT系统分析

如图3所示，电源端除设备外壳接地外，中性点不作接地，当发生如图所示的故障时，即发生碰外壳漏电故障时，在电路里电流不能通过导线回到电源，只能通过电容电流回到电源，而这个电容电流是其他两相导体对地的电容电流，其值为：。式中：为频率，即50Hz；为线间电压，380V；C为每一非故障相导体对地电容，F。和C很小，故障电压，符合标准，该电压的能量有限，即使出现电弧、电火花，也不足以使回路保护电器动作而切断电源，但是出现第一次接地故障时，绝缘监测器IMD要报警，以提示维护人员排除故障，当发生第二次接地故障时，系统就会跳闸。正因为第一次故障不跳闸且接地故障电压小，IT系统适用范围越来越广，特别适用某些特殊场所。

在IT系统里我们是看不到中性线的，这是因为IT系统强烈不推荐引出中性线。IT系统最大的优点之一就是不会因为第一次故障而停电，使重要用电设备继续运行，如果有了中性线，那么发生中性线接地故障时，IT系统就变成了TT系统。当发生接地故障时，IT系统就会按照TT系统的保护来进行切断电源，就会失去IT系统的作用，使得重要设备失电导致极其严重的后果。没有中性线，就没法取得220V电源，这就需要二次变压措施或别的办法，导致成本加大，经过研究，IT系统某一相接地故障，另外两相对地电压会升高到相电压的1.732倍，这对设备的绝缘要求高，也间接地增加了总成本。

4 结语

无论采用哪种接地型式，都需要了解其优缺点及其特性，了解各种接地型式的应用场所，针对不同场所要采用相应的接地型式。各种接地型式在通过特殊处理之后，也能运用到其他接地型式所用场所。接地系统是电气系统里的一大难点，要善于运用，合理运用，才能减少电气事故的发生，避免人员电击、财产损失。

参考文献

[1]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]王厚余.建筑物电气装置600问[M].北京：中国电力出版社，2013.

[3]任元会.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2005.

作者简介：杨雪林（1981-），男，四川人，一重集团大连工程建设有限公司工程师，硕士，研究方向：电气供配电系统、电气自动化控制系统设计与研究等。

（责任编辑：蒋建华）