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摘要：随着经济的快速发展，科技创新的不断，人们对家用电器，建筑设备，通信设备以及其他的电力系统等领域低压电气设备的安全性能的要求越来越高。只有充分掌握低压电气装置接地系统技术并合理应用，才能使我们的生活、生产更加安全。
关键词：低压；电气；接地；防护
Brief analysis of protective earthing system for low voltage electrical equipment
Ye Li Jun
(Guangzhou Construction Quality & Safety Testing Center，Guangzhou510600)
Abstract：With the rapid development of economy and the constant innovation of science and technology， the requirement of safety performance of low voltage electrical equipment for household appliances， construction equipment， communication equipment and other power systems is becoming higher and higher. Only when we fully grasp the low-voltage electrical equipment grounding system technology and reasonable application， can we make our life and production more safe.
Keyword： low pressure； electrical； Ground； protect
1 前言
为了确保低压配电系统及电气设备、用电器具的安全使用，必须采取适当措施，防止使用人员发生电击危险及电气设备、用电器具烧毁。接地是常用的一种方法，对低压配电系统而言，较多将配变中性点接地（称为工作接地）。从电气安全角度来看，在一定的条件下，可与电气设备的接地共同作用。当接地故障时，产生的电流可使配电系统中的保护设备在适当时间内动作，切断电源，用以保证安全。由于电气设备及用电器具的金属外壳可以直接接地，也可以通过导体接到配电系统已接地的中性点上，配电系统可以直接接地或不接地或通过阻抗接地，这几种接地组合即称为低压配电系统接地方式。因此，正确地掌握与运用接零和接地保护是电气安全技术中的重要学习内容。
2 保护接地系统的分类
英国、美国和日本采用TN-C-S系统；德国、法国等欧洲大陆国家广泛采用TT系统。根据我国住宅设计规范（GB50096-2011）的规定：建议采用TT、TN-C-S或TN-S等接地型式。以下是各个接地系统的浅介。
2.1 TT接地系统
TT接地方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT系统。第一个符号T表示的是电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示的是负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地。这种供电系统的特点如下。
1、由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。
2、如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。
3、如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。
2.2 TN接地系统
TN系统中有一点直接接地，但按照中性线与保护线组合情况又可分为以下三种形式：
1、TN-C系统
该系统中保护线与中性线合并为PEN线，具有配置简单、经济实用等优点。当发生接地短路故障时，故障电流大，促使电流保护装置动作，切断电源。
该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路，PEN线总有不平衡电流流过，其产生的压降，将会呈现在电气设备的金属外壳对大地上，对设备上的敏感性电子不利。因此，TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。此外，PEN线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸。所以有爆炸危险环境不允许使用TN-C系统。
2、TN-S系统
TN-S系统又称三相五线制系统，该系统是三相四线加PE线的接地系统。该系统中保护线和中性线分开，系统造价偏贵。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除其具有TN-C系统的优点外，由于TN-S系统中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线从变压器低压母线处便分开了，所以与TT系统一样，不管中性点N是否带电，故与PE线相连的电气设备金属外壳在正常运行时不带电，所以TN-S系统适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电，也可用于爆炸危险环境中。在民用建筑内部、家用电器等都有单独接地触点的插头，因此采用TN-S供电方式是比较安全的。
3、TN-C-S系统
TN-C-S系统系统PEN线自某一点起分开为保护线（PE）和中性线（N）。分开后N线应对地绝缘，且N线绝缘水平应与相线L 相同。为防止PE线与N线混淆，应给PE线和PEN线选用黄绿相间的绝缘导线或者涂上黄绿相间的色标，N线应选用浅蓝色绝缘导线或者涂以浅蓝色色标。此外，自PEN线分开后，PE线不能再与N线再合并。TN-C-S系统是一个广泛采用的配电系统，由于其线路结构简单，又能保证一定安全水平，无论在工矿企业还是在民用建筑中，其运用都比较普遍，深受喜爱。
2.3 IT接地系统
IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上，这也是保护接地。IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。适用对不间断供电要求较高的某些场所，如重要的连续生产装置等。由于该系统出现第一次故障时故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压，因此可以不切断电源，使电气设备继续运行，并可通过报警装置及检查消除故障。
3 保护接地系统中存在的问题
3.1不建议采用TN-C系统
TN-C系统被称为三相四线系统，整个系统的中性（N）与保护线（PE）是合一的，称PEN线。虽然可节省一根导线，但它存在许多不安全隐患。
1、该系统中不能装漏电保护器，无法有效防止人身电击和接地电弧火灾。
2、系统故障时，不能在停电检修时断开PEN线，，对检修人员的安全保护不到位。
3、在单相回路中，如果PEN线中断，那么设备外壳对地电压达220V，产生电击危险比较大。
4、在三相回路中，如果PEN线总断，不但使设备失去保护地线（PE线），而且使回路失去中性线而“断零”，就比较容易引起人身电击和单相设备烧坏等事故。
5、如果按IEC要求将PEN线加大钢线至10mm2，即不经济，又增加施工难度，还不如改用TN-C-S系统，将10 mm2的PEN线换成2.5 mm2的PE线和N线来得实际。
6、PEN线上的电压降使设备外壳正常带对地电压，产生电压差和杂散电流，容易打火引起爆炸和火灾（在爆炸和火灾危险场所），也容易干扰电子信息设备。
3.2TT接地系统中性线不应作重复接地
除变压器低压侧中性点直接接地外，中性线不得再接地。如果中性线重复接地，则会造成诸多不良后果：
1、如果中性线重复接地，那么就有部分正常负荷电流将流经大地，造成相零负荷电流不平衡，则会引起剩余电流动作保护器形成剩余电流而跳闸。而TT系统中性线作重复接地后是不能装设总保护的，一旦发生单相接地故障或触电事故时无法断开电源，可能造成人身伤亡事故。
2、中性线接重复接地后，形式上是把TT系统变成了TN-C系统。则剩余电流动作保护器不能投入使用。
除了为电气检修安全隔离中性线外，TT系统内的漏电保护器为保护出现两个故障后的电气安全，也要求隔离中性线。
3.3在TT系统中中性线断线问题原因及防止措施
TT接地系统中性线断线产生的问题。
1、TT系统没有统一相线和N线两者的截面，这样应有的机械强度就不会存在于中性线中，造成中线线对压力没有能力去承受，当有一定的外部应力被施加在上面的时候，这样就很容易出现事故。
2、对N线的连接在施工中没有重视起来，这样就将一定的隐患带给了中性线的断线事故，并且对人力和物力上也会间接的带来浪费的情况，并且将安全的风险提升了上来。
3、因为对低压电气装置的定期维修保养和检验的工作上做的不到位，不能够及时的发现隐藏和出现的问题，这样不必要的经济损失就会经常的出现。
防止TT接地系统中性线断线措施。
1、必须保证中性线有足够的机械强度，N线应与相线的导线截面相同；
2、保证N线连接的施工质量；
3、尽量作到三相负荷平衡；
4、对低压线路应定期巡视，定期检修，发现缺陷立即处理。
4. 保护接地系统接地故障的防护措施
接地故障是指相线、中性线等带电导体因绝缘损坏或接触不良等原因与外露的可导电金属外壳、装置外可导电部分、PE线、PEN线、大地等发生短路，接地故障是一种短路现象，但又区别于一般的短路，它的短路是具有危险性的，常常会引起点击、火灾等事故。因此，为了用电的安全，有必要加强对接地故障的防范。
1、严格按照相关设计规范要求设计用电系统，不能随意更改按地系统。如果将原先采用的是TN-C-S系统改变为TT系统。当发生用电设备金属外壳单相接地短路时，由于PE线未按TT系统的接地电阻要求接地，必然使设备金属外壳带上较高的电压，从而发生间接电击事故。
2、作重复接地，假设一个末端配电箱，它的外露可导电部分已通过PE线与电源端中性点的地实现连接，达到了保护接地的要求，但如果就近有现成的接地体可用来作重复接地，发生故障时的触电电压则会大大地降低。作重复接地后在一定程度上减小了在发生故障是人体的触电电压值，一般重复接地的电压值不应超过10Ω。需要注意的的是，重复接地是针对保护导线（PE）或者保护接地中线（PEN）作的重复接地，并非是中性线（N）的重复接地。
3、为了用电安全，采用了接地故障保护后，仍需要可靠的接地采用等电位连接。等电位联结的作用是降低故障情况下，电气设备间、电气设备与其他设备间的接触电压，使人体在接触时，身体所承受的电压降至最低。在以人为本的今天，电气安全可是重之又重的大事，马虎不得。
4、设置漏电保护装置。为保证人身安全，应按要求选用并设置合适的漏电保护装置。人的生命是最宝贵的，因此作为保护人身安全的漏电保护装置应在发生接地故障时尽快地切断电源，以免发生危险，这类漏电保护装置宜设置在与用电设备相连的末端线路，这样既可保证人身安全，又可尽量缩小切除电源范围。为安全起见，保证人身安全的漏电保护装置的额定漏电电流不应打于50mA，家用一般是30mA，动作时间不应大于0.1s。在一些特殊的场合，如浴池、游泳池、手术室等直接与人体接触的地方的漏电保护器的漏电额定漏电电流宜为10mA，动作时间宜为0.1s。
参考文献
[1]《住宅设计规范》GB50096-2011
[2]《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2015.
[3]《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-2008.
[4]《低压配电设计规范》GB50054-2011.
论文作者:叶丽君
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/6
标签：系统论文; 电流论文; 故障论文; 电压论文; 电气设备论文; 设备论文; 低压论文; 《防护工程》2017年第14期论文;