电力系统接地分类详解及其特点

在电力系统中，接地是用来保护人身及电力、电子设备安全的重要措施。通常我们将接地分为工作接地、系统接地、防雷接地、保护接地，用他们来保护不同的对象，这几种接地形式从目的上来说是没有什么区别的，均是通过接地接地导体将过电压产生的过电流通过接地装置导入大地，从而实现保护的目的。现代工厂在接地上都要求形成一张严密的网，而所有的被保护对象都挂在这个安全的接地网上，但不同的接地都需要从接地装置处的等电位点连接。
　　对于防雷接地，主要是通过将雷电产生的雷击电流通过接地网这一有效途径引入大地，从而对建筑物起到保护作用。一般有两种避雷方式供选择，其一是避雷针接地，其二是采用法拉第笼方式接地。它们是两种不同的防雷模式，它们在防雷原理上有显著的区别。避雷针的原理是空中拦截闪电、使雷电通过自身放电，从而保护建筑物免受雷击，避雷针的保护范围是从地面算起的以避雷针高度为滚球半径的弧线下的面积，对于法拉第笼，它认为避雷针的范围很小，而且在避雷针保护的空间内仍有电磁感应作用，而且避雷针附近是强的电磁感应区，有很大的电位梯度，在它周围有陡的跨步电压存在，在这一范围内的人们有生命危险，鉴于种种观点，现在的防雷接地系统中法拉第笼占有重要地位。实验证明，一个封闭的金属壳体是全屏蔽的，在雷电流通过时，是沿着壳体的外表面流入大地，而在壳体的内部没有感应电动势及磁通，即雷电流没有对内部的设备产生干扰效应。而法拉第笼下部的环状接地环、等电位均压网也避免了人在此等电位环境中被雷击的危险。
　　采用保护接地是当前低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施。通常有两种做法，即接地保护和接零保护。将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接是电气工作的一个重点，也就是我们通常说的接地。将电气设备和用电装置的金属外壳与系统零线相接叫做接零。由于电力系统中采用保护接地，是我们对用电设备、金属结构及电子等设备采取的接地保护措施，这样就可以避免电器设备漏电、线路破损或绝缘老化漏电等漏电事故造成的伤害。通过接地导体将可能产生的线路漏电、设备漏电及电磁感应、静电感应等产生的过电压通过接地回路导入大地，而避免设备等的损坏及保证人生的安全。有了接地保护，可以将漏电电流迅速导入地下，而实现此目的就是要求所有的用电设备、钢结构及电子、仪表设备都要与接地网可靠连接，简单而言，在电力系统中，接地和接零的目的，一是为了电气设备的正常工作，例如工作性接地；二是为了人身和设备安全，如保护性接地和接零。虽然就接地的性质来说，还有重复接地，防雷接地和静电屏蔽接地等，但其作用都不外是上述两种。而针对不同的供电系统，这些接地也有不同的选择。两种不同的保护方式使用的客观环境又不同， 如果选择不当，不仅会影响对设备及人身的保护性能，还会影响电网的供电可靠性。 对于不同供电方式所要求的接地系统也有区别，采取的保护措施也不同。
　　保护接地中的接零保护与接地保护有几个方面的不同。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。来选择TT系统或TN系统（TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种）不同的接地系统。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地线，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。
　　在中性点不接地的供电系统中发生单相对地，非故障相对地电压可能升高为1.732倍相电压（即线电压），由于电容的倍压效益，接地点的间歇性电弧可能在电网中引起更高的过电压，使非故障相的绝缘薄弱点被击穿，造成两相短路，尤其电缆线路会因电弧发热得不到及时散发而爆炸。而对于一些中性点不接地系统，在发生单相漏电时，因为没有泄露回路或回路电阻过大，而设备仍可以正常运行的原因，而因接地电流很小，问题不容易暴露，而当漏电电流一旦与接地良好的金属连接，就有火花放电等现象发生，系统就出现工作不正常现象。因此对于这些小电流接地系统发生单相漏电时，不允许长时间运行，应尽快查出漏电部位并采取保护。
　　而对于中性点接地的供电系统，当发生单相接地故障时，接地点与供电设备接地点之间就会形成回路，接地电流很大，这种系统被称做大电流接地系统，而两个接地点的阻值越小，接地电流就越大。所以对于中性点接地系统，中性点直接接地运行方式下应做到以下三点：①所有用电设备在正常情况下不带电的金属部分，都必须采用保护接零或保护接地；②在三相四线制的同一低压配电系统中，保护接零和保护接地不能混用，即一部分采用保护接零，而另一部分采用保护接地，但若在同一台设备上同时采用保护接零和保护接地则是允许的，因为其安全效果更好；③要求中性线必须重复接地，因为在中性线断开的情况下，接零设备外壳上都带有220V的对地电压，这是绝不允许的。
　　而我个人认为，有了这些很好的接地理论及体系，在设计及施工过程中，要实现彻底的接地保护，有两个工作重点也是不容忽视的，第一部分接地装置的安装，它们必须确保接地阻值在设计范围之内，具备安全、可靠的优点，而且需要通过定期的测量确定接地可靠性；
第二部分就是引下线及接闪器，设备、金属结构及用电装置壳体等与接地网的可靠、正确连接。因为有可能一点疏忽就可能对设备及人生的接地保护上失败。例如，我们通常所有的接地连接在一起，构成一张严密的网，而各种设备与他们连接的点不同也是有很大区别的。如果你认为，所有的接地都连接在一起，而选择仪表接地时想就近，选择了一根防雷引下线作为仪表系统接地的引入点，在发生雷击过电流时，就有可能因大的雷击过电流及强的电磁感应对仪表设备及PLC等一些接地要求很严格的精密设备赞成损坏。所以接地连接需要我们一定按设计及规范施工。通常情况下，对于单个建筑物，从接地极、接地网（底下暗敷部分）到等电位接地板，需要将接地网引上点都接到此点，再由此往各个设备及及需要接地保护的部位连接，这样避免电器漏电或雷击过电流给人造成伤害，也避免给其他设备造成损坏。漏电流直接由接地线通过等电位接地板对地放电，从而达到接地的目的。

高压系统常见接地方式及其特点

　　
　　电力系统的接地方式根据系统与大地连接方式而定。一般有不接地方式、消弧线圈接地方式、电阻接地方式、电感补偿、并联电阻接地方式、直接接地方式。
　　
　　消弧线圈接地方式的适用范围及其特点　　

　　采用消弧线圈接地方式时，最好能达到调谐的要求，也就是由消弧线圈所产生的接地电流的电感分量与电力系统的电容电流分量相抵消，此时故障电流仅由调谐后的电阻值、绝缘泄漏和电晕所产生。此电流值甚小，因此这种接地方式也称小接地电流系统。由于接地电流很小，不会烧毁发电机定子线圈，也不致产生火灾和爆炸的危险。而且调谐后的电流与相电压同相，在同一时间过零，因此可以减少间歇重燃过电压和加速故障点的降压速度，故障相上恢复电压上升率也很低，因此电弧容易熄灭且不易重燃，闪络也受到限制，可以防止和减少电气设备击穿，也不易产生两相短路。为了尽可能在不同运行方式下与系统电容电流调谐，必须采用调整消弧线圈分接头的方法获得适当电抗值。当系统运行方式经常改变时，调谐工作量很大且不易达到要求，而且这种接地方式，寻找故障点也比较困难，并且工业和民用建筑中熟练人员比较少，因此近年来有改用电阻接地或采用微机综合保护接地的趋势。
　　
　　中性点经消弧线圈接地方式，即是在中性点和大地之间接人一个电感消弧线圈。当电网发生单相接地故障时，其接地电流大于30A，产生的电弧往往不能自熄，造成弧光接地过电压概率增大，不利于电网安全运行。为此，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使通过故障点的电流减小到能自行熄弧范围。通过对消弧线圈无载分接开关的操作，使之能在一定范围内达到过补偿运行，从而达到减小接地电流。这可使电网持续运行一段时间，相对地提高了供电可靠性。
　　
　　该接地方式因电网发生单相接地的故障是随机的，造成单相接地保护装置动作情况复杂，寻找发现故障点比较难。消弧线圈采用无载分接开关，靠人工凭经验操作比较难实现过补偿。消弧线圈本身是感性元件，与对地电容构成谐振回路，在一定条件下能发生谐振过电压。消弧线圈能使单相接地电流得到补偿而变小，这对实现继电保护比较困难。

　　
　　电感补偿、并联电阻接地方式　　
　　这种方式用于接地电容电流超过10A的电力系统，单相接地时不跳闸可继续运行2ho电感按完全补偿系统电容电流来选择，即流经电感的电流等于系统最大和最小运行方式下的接地电容电流的平均值。并联电阻直接接人系统中性点，其电阻值按流经其上的电流不小于系统的电容电流来选择。并联电阻的目的是防止断路器三相不同时合闸时引起串联谐振过电压。最小运行方式不考虑停机后的运行方式。电感一般选用标准规格的消弧线圈。
　　
　　中性点直接接地方式及其特点　　

　　变压器或发电机的中性点宜直接或经过小电阻(例如经过电流互感器)接到接地装置上则为直接接地方式，由于这；
　　
　　种接地方式的接地电流比较大，所以采用这种接地方式的系统，也称为大电流接地系统。当其接地系数不超过1．4时为中性点有效接地系统。接地系数是一相或另两相接地时健全相与接地点的电位差和接地前两者间电位差的比值。中性点直接接地方式，即是将中性点直接接人大地。该系统运行中若发生一相接地时，就形成单相短路，其接地电流很大，使断路器跳闸切除故障。这种大电流接地系统，不装设绝缘监察装置。
　　
　　中性点直接接地系统产生的内过电压最低，而过电压是电网绝缘配合的基础，电网选用的绝缘水平高低，反映的是风险率不同，绝缘配合归根到底是个经济问题。
　　
　　中性点直接接地系统产生的接地电流大，故对通讯系统的干扰影响也大。当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合产生感应电压，对通讯造成干扰。
　　
　　中性点直接接地系统在运行中若发生单相地故障时，其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。此时，若工作人员误登电杆或误碰带电导体，容易发生触电伤害事故。对此只要加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施，事故也是可以避免的。其办法是：①尽量使电杆接地电阻降至最小；②对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护套；③倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。
　　
　　接地变压器的用处是什么?其主要参数有哪些?
　　
　　当系统没有中性点而且需要接地时，必须通过接地变压器(包括电抗器)设置人工接地点。接地变压器要求零序阻抗低，以保证零序电流的输出；励磁阻抗高，以限制空载电流值；空载损耗低，以减少能耗。
　　
　　(1)额定持续电流：即持续流过主绕组的电流。当二次侧不带负荷时，一般为空载电流。当发生单相接地短路时，即为一次侧的零序电流。如连接消弧线圈，持续时间按2小时计。如连接电阻则为继电保护动作时间。如二次侧带有负载，额定持续电流为二次侧负载电流折合成一次侧正序电流与一次侧短时工作制零序电流折合成长期稳定电流的向量和。
　　
　　(2)额定中性点电流：即为单相接地故障时流过接地变压器中性点的电流，决定于高压侧容量及与之连接的接地元件容量的配合。当连接消弧线圈时，接地元件的容量按持续工作时间2小时计算。当连接电阻时，则按继电保护动作时间考虑。
　　
　　(3)容量：接地变压器的容量一般按额定电压及额定持续电流计算而得。当连接消弧线圈时，还要考虑接地变压器利用率。当采用电感补偿、并联电阻接地方式时，额定持续电流为流过电感的电流和流过电阻的电流的相量和。
　　
　　消弧线圈的主要参数有哪些?
　　
　　(1)容量：消弧线圈采用过补偿，其容量QI按下式计算。
　　
　　(2)脱谐度：脱谐度nk是系统采用消弧线圈，未能完全达到调谐的程度，要求串联脱谐度不小于20％，并联脱谐度不小于40％，中性点位移不大于相电压的15％，故障时不超过10％。对于网络的残流要求：发电机不超过5A，3～10kV网络不超过30A，20kV及其以上网络不超过10A。脱谐度nk的计算：
　　
　　电阻器的主要参数?
　　
　　当采用高电阻接地方式时，如电阻器直接接人系统的中性点，则电阻器的绝缘等级应达到系统相电压的要求，其阻值Rn。按下式计算：


　　式中IR——接地电阻性电流，A，一般不小于系统的接地电容电流。
　　
　　中性点不接地电网的接地保护种类有哪些?
　　
　　电力电网小接地系统大部分为中性点不接地系统，而单相接地保护的变化已从传统接地保护发展到无人值守变电所配合综合自动化装置的接地保护、接地选线装置等，其保护目前主要有以下几种：系统接地绝缘监视装置、零序电流保护、零序功率保护、小电流接地选线综合装置。
　　
　　什么是系统接地绝缘监视装置?
　　
　　绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视的。将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接人过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。要想判断故障线路，必须经拉线路试验，这将增加对用户的停电次数，且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。
　　
　　什么是零序电流保护?
　　
　　零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD—11接地电流继电器和南京自动化设备厂的RCS—955系列保护。该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。
　　
　　什么是零序功率保护?
　　
　　零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。如传统的零序功率方向继电器，无人值守变电所应用的如南瑞DSAll3、119系列零序功率方向保护。
　　
　　零序功率方向保护没有死区，但对零序电压零序电流回路接线等要求比较高，对系统中有消弧线圈的需用五次谐波功率原理。
　　
　　什么是小电流接地选线综合装置?
　　
随着电力科技的发展，近年来小电流接地电力系统逐步应用了独立的小接地电流选线装置；将小电流系统所有出线引入装置进行接地判断及选线，如华星公司的MIX系列。MLX系列选线装置的原理是用电流(消弧线圈接地采用五次谐波)方向判断线路，选电流最大的三条线路再进行方向比较，从而解决了零序电流较小、各种装置LH误差、测量误差、电力电缆潜流、消弧线圈、电容充放电过程等影响，能正确判别或切除故障线路。

  接地就是将地面上的金属物体或电路中的某结点用导线与大地可靠地连接起来，使该物体或结点与大地保持同电位。接地的组成是将电气装置的外露导电部分通过导电体与大地相连接的系统。由大地、接地体(接地电极)、接地引入线、接地汇集线、接地线等组成。接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障通信系统正常运行。

接地的分类一般可分为功能性接地、保护性接地。
一）功能性接地用于保证设备(系统)的正常运行，或使设备(系统)可靠而正确地实现其功能。
1：工作接地
分为交流工作接地与直流工作接地。在通信电源的交流供电系统里，往往将三相四线制电源的中性点直接接地，如配电变压器次级线圈、交流发电机电枢绕组等中性点的接地，称为交流工作接地。其接地线称为零线。
而在通信电源的直流供电系统里，为了保证通信设备的正常运行，保障通信质量而设置的电池一极接地方式，称为直流工作接地。
2：信号电路接地
为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
3：屏蔽接地
将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰对电子设备的影响，也可以减少电子设备产生的干扰影响其他电子设备。
4：逻辑接地
为了确保稳定的参考电位，将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”，一般采用金属地板作逻辑地。
5：测量接地
在通信电源的接地系统中，专门用来检查、测试通信设备的工作接地而埋设的辅助接地，称为测量接地。平时接在直流工作地线盒中的地线排上，与直流工作接地装置并联使用，当需要测量工作地线接地电阻时，将其引线与地线盒中的接地铜排脱离，此时测量接地代替直流工作地线运行。 
二） 保护性接地，即以人身和设备的安全为目的的接地。
1：保护接地
在通信电源设备中，将设备在正常情况下与带电部分绝缘的金属外壳与接地体之间作良好的金属连接，可以防止设备因绝缘损坏而使人员遭受触电的危险，这种保护工作人员安全的接地措施，称为保护接地(或叫安全接地)。
2：防雷接地
通信局、站通常有两种防雷接地装置，一种是为保护建筑物不受雷击而专设的防雷接地装置，这是由建筑部门设计安装的；另一种是为了防止雷电过电压对通信设备或电源设备的破坏，而埋设的防雷接地装置。其作用是当高压输电线路受到雷击时，阀型避雷器中阀片被击穿，将雷电流经防雷接地装置导入大地，从而保护了其它设备的安全。
3：防静电接地
将静电荷引入大地，防止由于静电积聚对人体和设备造成的危害。
4：防电蚀接地
地下埋设金属体作为牺牲阳极或阴极，防止电缆、金属管道等受到电蚀。

          接地的含义是为了电路或系统提供一个参考的等电位点或面。如果接地指的是接大地，则这个参考点或面就是大地电位。接地的另一个含义从原理上看是为电流流入大地提供一条低电阻或者低电抗的路径。从工程实用观点来看是在线路或电气设备发生接地故障时为故障电流流回电源提供一条低电阻或低电抗的路径。
           因此，接地就是把电气系统、电路或设备与大地连接，或者与范围广泛且能用来代替大地的等效金属导体连接。其目的在于确定与之相连接的导体电位并使之大致维持在大地电位或维持在代替大地电位的等效金属导体的电位，以便传导电流来往于大地与或等效金属导体之间。 
           在电力系统中接地通常指的是接大地即将电力系统或者电气设备的某一金属部分经金属接地线连接到接地极上，称为接地。

          接地的目的主要是防止人身触电伤亡、保证电力系统正常运行。保护输电线路或变配电设备以及用电设备绝缘免遭破坏，预防火灾、防止雷击损坏设备和防止静电放电的危害等 。

          接地的作用主要是利用接地极把故障电流或雷电流快速自如地泻放进大地土壤中，达到保护人身安全和电气设备安全的目的 


接地按其作用可分为功能性接地和保护性接地两大类：
1、 功能性接地。功能性接地可分为工作接地、逻辑接地、信号接地和屏蔽接地4种。
（1）、工作接地。为保证电力系统的正常运行，在电力系统中的适当地点进行的接地。
（2）、逻辑接地。电子设备为了获得稳定的参考电位，将电子设备中适当金属部件作为参考零电位，把需要获得零电位的电子器件接于该金属部件上。
（3）、信号接地。为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
（4）、屏蔽接地。将设备的金属外壳或金属网接地，以保护金属壳内或网内的电子设备不受外部的电磁干扰，或者使金属壳内或金属网内的电子设备不对外部电子设备引起干扰。
2、保护性接地。保护性接地可分为保护接地、防雷接地、防静电接地和防电腐蚀接地4种。
（1）、保护接地。为防止电气设备绝缘损坏而使人身遭受触电危险，将与电气设备绝缘的金属外壳或者构架与接地极做良好的连接，称为保护接地。接低压保护线（PE线）或接保护中性线（PEN线），也称为保护接地。停电检修时所采取的临时接地，也属于保护接地。
（2）、防雷接地。将雷电流导入大地，防止雷电伤人和财产损失而采取的接地。
（3）、防静电接地。将静电荷引入大地，防止由于静电累积对人体和设备损坏的接地。
（4）、防电腐蚀接地。在地下埋设金属体作为牺牲阳极以达到保护与之相连的金属体。

接地四要素： 一般地说，电力系统中构成接地必须满足如下四个条件：被接地体、接地线、接地电极和大地，如图所示。被接地体、接地线、接地电极和大地构成接地四要素。

1、被接地体。被接地体可以是电气设备和电子设备的不带电的金属外壳，也可以是各种机械，如电动机的金属基座，也可以是变压器中性点，或低压用电线路的保护线（PE线）或保护中性线（PEN线）等。
电气设备的非载流的金属外壳需要接地的原因一是为了在电气设备的对地绝缘损坏的状态下，限制设备的对地电压，二是为了给故障电流建立有效的接地回路，从而触发过电流保护装置，三是为了把设备上的泄漏电流或静电引导到大地中去。
2、接地线。电气设备、设施的接地装置端子与接地极相互连接用的金属导体称为接地线。接地线与接地电极连接在一起的组合体称为接地装置。当接地线的另一端与被接地体连接起来之后，由被接地体、接地装置、大地彼此相连接，就构成了一个接地回路，在这种条件下，才可以说被接地体已“接地”。由此可知，“接地”这个概念是针对被接地体而言的，只有接地装置与任何一个金属性被接地体相互连接并构成一个整体之后才能形成接地。
3、接地电极。接地极就是埋入大地中并与大地紧密接触的金属导体。
4、大地。大地的作用主要一是作为参考等电位面（正常情况为零电位面），二是起导电和储能电荷的作用。

接地与接地装置
接地是指电气设备为达到安全和功能需要为目的，将其某一部分与大地之间作良好的电气连接。

1.接地类型
(1) 功能性接地: 为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，又称工作接地。
小电流接地：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地；
大电流接地：中性点直接接地、中性点经电阻接地。
(2) 保护性接地: 为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地。
安全保护接地：为防止人体受到间接电击，而将电气设备的外露可导电部分进行的接地。
过电压保护接地：为防止过电压对电气设备和人身安全的危害而进行的接地，如防雷接地。
防静电接地： 为了消除静电对电气设备和人身安全的危害而进行的接地。
(3)保护接零: 在中性点直接接地的低压电网中，把电气设备的外壳与接地中线（也称零线）直接连接，以实现对人身安全的保护。
(4) 功能性与保护性合一的接地(如屏蔽接地) 。
(5) 防雷接地：将雷电流导入大地，防止雷电伤人和财产损失而采取的接地。
(6) 防静电接地：将静电荷引入大地，防止由于静电累积对人体和设备损坏的接地。
(7 )防电腐蚀接地：在地下埋设金属体作为牺牲阳极以达到保护与之相连的金属体。

1.接地制式按照配电系统和电气设备的不同接地组合分类。按照IEC60364规定，接地系统一般由两个字母组成，必要时可加后续字母。第一个字母：表示电源中性点对地的关系T：直接接地I：不接地，或通过阻抗与大地相连第二个字母：表示电气设备外壳与大地的关系T：独立于电源接地点的直接接地N：表示直接与电源系统接地点或与该点引出的导体相连后续字母：表示中性线与保护线之间的关系C：表示中性线N与保护线PE合二为一（PEN线）S：表示中性线N与保护线PE分开C－S：表示在电源侧为PEN线，从某一点分开为中性线N和保护线PE低压配电系统有三种形式：■TN系统■TT系统■IT系统

2.不同接地系统的组成及特点：■TN系统的组成及特点在TN系统中，所有电气设备的外壳接到保护线（PE）上，与配电系统的中性点相连（若无中性点，即变压器二次侧三角形连接或未引出中性点，可将变压器二次侧绕组的一相接地，但该接点不能用作PEN线）。保护线应在每个变电所附近接地，配电系统引入建筑物时，保护线在其入口处接地。为了保证故障时保护线的电位尽量接近地电位，尽可能将保护线与附近的有效接地体相连，如必要，可增加接地点，并使其均匀分布。其特点是故障电流较大，仅与电缆的阻抗大小有关。出现绝缘故障时，需要短路电流保护装置瞬时断开电路。国际标准IEC60364规定，根据中性线与保护线是否合并的情况，TN系统分为如下三种：□TN－C□TN－S□TN－C－S注：对电网来说，当铜导线截面积≤10mm2，铝导线截面积≤16mm2时，必须采用TN－S系统，而不允许采用TN－C系统

下面介绍其组成及特点：2.1TN－C系统：本系统中，保护线与中性线合二为一，称为PEN线。优点：□TN－C方案易于实现，节省了一根导线，且保护电器可节省一极，降低设备的初期投资费用。□发生接地短路故障时，故障电流大，可采用一过流保护电器瞬时切断电源，保证人员生命和财产安全缺点：□线路中有单相负荷，或三相负荷不平衡，及电网中有谐波电流时，由于PEN中有电流，电气设备的外壳和线路金属套管间有压降，对敏感性电子设备不利□PEN线中的电流在有爆炸危险的环境中会引起爆炸□PEN线断线或相线对地短路时，会呈现相当高的对地故障电压，可能扩大事故范围□不能使用剩余电流保护装置RCD（由于检测不出漏电流，RCD会拒动），因此绝缘故障时，不能有效地对人身和设备进行保护

2.2TN－S系统本系统保护线（PE）和中性线（N）分开优点：□正常时PE线不通过负荷电流，适用于数据处理和精密电子仪器设备，也可用于爆炸危险场合□民用建筑中，家用电器大都有单独接地触点的插头，采用TN－S系统，既方便，又安全□如果回路阻抗太高或者电源短路容量较小，需采用剩余电流保护装置RCD对人身安全和设备进行保护，防止火灾危险缺点：□由于增加了中性线，初期投资较高□TN－S系统相对地短路时，对地故障电压较高

2.3TN－C－S系统在系统某一点起，PEN分为保护线和中性线，分开后，中性线（N）对地绝缘（注：PEN线分开后，不能再合并）优点：□适用于工矿企业供电，前面TN－C系统可满足固定设备的需要，后端TN－S系统可满足对电位敏感的电子设备的需要□民用建筑中，电源线路采用TN－C，进入建筑物后，采用TN－S系统，可确保TN－S系统的优点

2.4TT系统的组成及其特点：TT系统的变压器或发电机的中性点直接接地，电气设备的所有外壳用保护线连在一起，接在与电源中性点独立的接地点。如下图所示：优点：□电气设备的外壳与电源的接地无电气联系，适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备□故障时对地故障电压不会蔓延□接地短路时，由于受电流接地电阻和电气设备接地电阻的限制，短路电流较小，可减小危险缺点：□短路电流小，发生短路时，短路电流保护装置不会动作，易造成电击事故□短路保护装置的过电流保护不能提供绝缘故障保护，需采用剩余电流保护器RCD进行人身和设备安全保护

2.5IT系统的组成及特点：IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备的外壳可直接接地或通过保护线接至单独接地体。优点：□单相接地第一次故障时，故障电流小，可不切断电源，警报设备报警，通过检查线路消除故障，供电连续性较高，适用于大型电厂的厂用电和重要生产线用电□可采用剩余电流保护器（RCD）进行人身和设备安全保护缺点：如果消除第一次故障前，又发生第二次故障，如不同相的接地短路，故障电流很大，非常危险，因此对一次故障探测报警设备的要求较高，以便及时消除和减少出现双重故障的可能性，保证IT系统的可靠性。

2.6接地系统中性线保护以下情况选用4极开关断开中性线：■TT和TN系统的中性线截面积小于相线■终端配电中避免中性线、相线接反中性线必须有保护和能分断：■IT系统中进行第二次故障保护的装置，防止中性线第一次故障后引发二次故障■在TT和TN－S系统中，中性线的截面积小于相线的截面积■所有接地系统中，会产生3次或多次谐波电流的场合（尤其是中性线截面积减少时）在TN－C系统中，中性线也是保护线不能断开，由于负载电流不平衡和绝缘故障电流，会产生危险的中性点电压偏移。为此，用户必须做好等电位连接和每个区域的接地。

2.7接地系统的选择：选择接地系统应根据电气装置的特性、运行条件和要求以及维护能力的大小，综合用户和设计安装人员的意见因地制宜地选用。只要符合安装和运行规范要求，三种接地系统是等效的，没有什麽优先级。选择接地系统的步骤：■首先，为保证最大的安全性和灵活性，三种接地系统可以应用在同一供电电网中。如下图所示，不同接地系统的串联连接和并联连接：■必须遵守当地标准和法规的规定■弄清楚用户的要求和现有的维护资源：□运行连续性要求□是否有维护服务□是否有火灾危险

国际、国内一个样：

1、IT系统

2、TT系统（线电压220v）

3、TN系统

我国电力系统接地标准是完全等同IEC标准的：

IT系统－－－－-电源与大地隔离或通过消弧线圈或通过大电阻接地，电气装置的外露可导电部分与大地连接；

TT系统－－－－电源中性点与大地直接连接，电气装置外露可导电部分与大地连接，与电源接地无联系；

TN系统－－－－电源中性点与大地直接连接，电气装置外露可导电部分与中性点连接。

电力系统接地主要有以下几种：保护接地、工作接地、防雷接地和屏蔽接地等。

各自的特点如下：

保护接地
　　防雷接地是受到雷电袭击（直击、感应或线路引入）时，为防止造成损害的接地系统。常有信号（弱电）防雷地和电源（强电）防雷地之分，区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上，和电源防雷地分开建设。 　　机壳接地系统
安全接地是将系统中平时不带电的金属部分（机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。原因是系统的供电是强电供电（380、220或11OV），通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生（如主机电源故障或其它故障）造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。

 
工作接地
　　工作接接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地。

 　　机器逻辑地，也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等电源的输出地。

 　　信号回路接地，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。

 　　屏蔽接地（模拟信号的屏蔽层的接地）。

 　　本安接地，是本安仪表或安全栅的接地。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和 　　系统具有本质安全性质的措施之一。本安接地会因为采用的设备的本实措施不同而不同，下面以齐纳式安 全栅为例，说明其接地内容。

 　　安全接地短路器栅的作用是保护危险现场端永远处于安全电源和安全电压范围之内。如果现场端短路，则由于负载电阻和安全栅电阻R的限流作用，会将导线上的电流限制在安全范围内，使现场端不至于产生很高的温度，引起燃烧。第二种情况，如果计算机一端产生故障，则高压电信号加入了信号回路，则由于齐纳二级的嵌位作用，也使电压位于安全范围。

 　　值得提醒的是，由于齐纳安全栅的引入，使得信号回路上的电阻增大了许多，因此，在设计输出回路的负载能力时，除了要考虑真正的负载要求以外，还要充分考虑安全栅的电阻，留有余地。 　　除了上述几种接地外，在很多场合下容易引起混乱的还有一个供电系统地，也叫交流电源工作地，它是电力系统中为了运行需要设的接地(如中性点接地）。

防雷接地
　　组成防雷措施的一部分。其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器(包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置。当发生直击雷时，避雷器将雷电引向自身，雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。此外，由于雷电引起静电感应副效应，为了防止造成间接损害，如房屋起火或触电等，通常也要将建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等接地；雷电波会沿着低压架空线、电视天线侵入房屋，引起屋内电工设备的绝缘击穿，从而造成火灾或人身触电伤亡事故，所以还要将线路上和进屋前的绝缘瓷瓶铁脚接地。

屏蔽接地
　　是消除电磁场对人体危害的有效措施，也是防止电磁干扰的有效措施。高频技术在电热、医疗、无线电广播、通信、电视台和导航、雷达等方面得到了广泛应用。人体在电磁场作用下，吸收的辐射能量将发生生物学作用，对人体造成伤害，如手指轻微颤抖、皮肤划痕、视力减退等。对产生磁场的设备外壳设屏蔽装置，并将屏蔽体接地，不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度，达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的，也可以保护屏蔽接地体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。

  根据接地的目的不同，分为工作接地和保护接地。
工作接地是指为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。如：变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地、避雷器接地等都属于工作接地。
保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接地。如将电气设备的金属外壳接地、互感器二次线圈接地等。

在我国，电力系统中性点的接地方式主要有以下三种：
中性点不接地系统——适于3~60kV系统中使用；
中性点经消弧线圈接地系统——适于3~60kV系统，可避免电弧过电压的产生；
中性点直接接地系统——适于110kV以上，380V以下低压系统。

中性点不接地方式一般仅在3~60kV系统中采用。当系统容量增大，线路距离较长，致使单相接地短路电流大于某一数值时，接地电弧不能自行熄灭。为了降低单相接地电流，常采用消弧线圈接地方式。所以，消弧线圈接地方式，即可保持中性点不接地方式的特点，又可避免电弧过电压的产生，是当前3~60kV系统普遍采用的接地方式。

中性点的运行方式主要有两大种：
1.中性点直接接地系统
       又称大电流系统；主要用在110KV及以上的供电系统和380V系统 。直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动做切除电源与故障点。
       对于高压系统，如110KV以上的供电系统，电压高，设备绝缘考虑成本不会作得很大，如果中性点不接地，当单相接地时，未接地的二相就要能够承受√ 3 倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来不容易，安装也是问题，会使设备投资大大增加；另外110KV以上系统由于电压高，杆塔的高度也高，不容易出现单相接地的情况，因而就是出现了接地就跳闸也不会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在110KV以上供电系统，我们多采用中性点直接接地系统。
       在低压380/220V系统中，有许多单相用电设备，如果中性点不接地运行，则发生单相接地后，有可能未接地相电压升高，会因过电压烧毁家用电器，从安全性考虑，我们必须采用中性点直接接地系统，将中性点的电位牢牢接地。
       1kv以下的供电系统（380/220伏），除某些特殊情况下（井下、游泳池），绝大部分是中性点接地系统，主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险。

中性点直接接地系统的优点：发生单相接地时，其它两完好相对地电压不升高，因此可降低绝缘费用。保证安全。
                                     缺点：发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，从而使供电可靠性差。

2.中性点不接地或经消弧线圈接地
        中性点不接地和经消弧线圈接地，主要用在35KV及以下的供电系统。不接地系统如果发生单相接地，系统可以正常运行两小时以内，必须找出故障点进行处理，否则会扩大故障。
        如果三相电源电压是对称的，则电源中性点的电位为零，但是由于架空线排列不对称而换位又不完全等原因，使各相对地导纳不相等，则中性点将会产生位移电压。一般情况位移电压不超过电源电压的5%，对运行的影响不大。 当中性点不接地配电网发生单相接地故障时，非故障的二相对地电压将升高，由于线电压仍保持不变，对用户继续工作影响不大。
        单相接地时，当接地电流大于10A而小于30A时，有可能产生不稳定的间歇性电弧，随着间歇性电弧的产生将引起幅值较高的弧光接地过电压，其最大值不会超过3.5倍相电压，对于正常设备有较大的绝缘裕度，应能承受这种过电压，对绝缘较差的设备、线路上的绝缘弱点和绝缘强度很低的旋转电机有一定威胁，在一定程度上对安全运行有影响。        由于中性点不接地配电网的单相接地电流很小，对邻近通信线路、信号系统的干扰小，这是这种接地方式的一个优点。
中性点不接地方式也就是中性点对地绝缘方式，该方式结构简单、运行方便，不需要增加附加电力设备，投资便宜，很适合于农村10KV架空线路的辐射形或树状形供电电网。这种接地方式在运行中，如果发生单相接地故障，流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，数值很小，可以装设绝缘监察装置，以便及时发现单相接地故障，迅速处理，避免其发展为两相短路而造成停电事故。
         对中压系统，如6KV-66KV系统，大多是三相用电设备，且设备多在室外，出事的几率比较多，设备绝缘强度也比较高，即便出现了单相接地，未接地相电压升高也能承受，三相平衡对称的关系没有改变，也就是说三相系统还能正常运转，这时从可靠性考虑，还是在中压系统采用中性点不接地系统比较好
在煤矿井下，我国、西德等国禁止中性点接地，其主要目的是为安全，减小了单相接地电流，但即使小的单相接地电流，煤矿井下也不允许存在，因此在煤矿井下，安装有检漏继电器，就是当电网对地绝缘阻抗降低到危险值或人触及一相导体或电网一相接地时，能很快地切断电源，防止触电、漏电事故，提前切断故障设备。

       中性点不接地系统的优点：这种系统发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允许暂时继续运行两小时之内，因此可靠性高。
                                       缺点：这种系统发生单相接地时，其它两条完好相对地电压升到线电压，是正常时的    √ 3 倍，因此绝缘要求高，增加绝缘费用。

       中性点经消弧线圈接地系统,该方式就是在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈，在系统发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流补偿线路接地的电容电流，使流过接地点的电流减小到能自行熄灭的范围，它的特点是在线路发生单相接地故障时，可按规程规定满足电网带单相接地故障运行2h。对于中压电网，因接地电流得到补偿，单相接地故障不会发