2.1.3 低壓（220/380V）配電系統的接地方式

低壓配電系統的接地方式有系統接地和保護接地兩種。

系統接地是指低壓配電系統內電源端帶電導體的接地，通常低壓配電系統的電源端是指配電變壓器的中性點的接地。系統接地的作用是使系統取大地電位為參考電位，降低系統對地絕緣水平的要求，保證系統的正常和安全運行。

保護接地是指負荷端電氣裝置外露導電部分的接地，其中負荷端電氣外露導電部分是指電氣裝置內電氣設備金屬外殼及外露部分。將負載的外殼接地，即保護接地，其作用是當發生接地短路電流時，保護電器會迅速動作，切斷故障線路。

2.1.3.1 相關術語和定義

1）過電流，超過額定電流的任何電流。

2）短路，在兩個或多個導電部件之間形成偶然或人為的導電路徑，使其之間的電位差等于或接近于零。

3）短路電流，由于電路中的故障或錯誤連接造成的短路所產生的過電流。

4）過載，在正常電路中產生過電流的運行條件。

5）過載電流，在電氣上尚未受到損傷的電路中的過電流。

6）帶電部分，正常使用時帶電的導體和導電部分，包括中性導體，但按慣例不包括保護接地中性（PEN）導體。這一定義不一定包含電擊危險。

7）導電部分，能導電，但不一定承載工作電流的部分。

①外露可導電部分，容易觸及的導電部分和雖不是帶電部分但在故障情況下可變為帶電的部分。典型的外露導電部件如外殼壁、操作手柄等。

②外部可導電部分，不是電氣裝置的組成部分，且易引入電位（通常是地電位）的導電部分。

8）中性導體（N），連接到系統中性點上并能提供傳輸電能的導體。在某些情況下，中性導體和保護導體的功能在規定的條件下可合二為一，該導體稱為PEN導體。

9）保護導體（PE），用于在故障情況下防止電擊所采用保護措施的導體。指與下列任一部分作電氣連接的導體：外露可導電部分，外部可導電部分，總接地端子或主接地導體，接地極，電源接地點或人工中性點。

10）保護接地中性導體（PEN），同時具有保護接地導體和中性導體功能的導體。PEN是由保護導體符號PE和中性導體符號N組合而成的。

11）接地導體，用于在設備、裝置或系統給定點和接地極之間的電氣連接，并具有低阻抗的導體。

12）接觸電壓，人體同時觸及的兩點之間意外出現的電壓，接觸電壓值與人的阻抗值有關。此術語僅用在與間接接觸保護有關的方面。

13）預期接觸電壓，電氣裝置中發生阻抗可以忽略的故障時，可能出現的最高接觸電壓。

14）系統接地，系統電源側中性點的接地。

15）保護接地，為安全目的在設備、裝置或系統上設置的一點或多點接地。

16）總等電位聯結，使各外露導體可導電部分和電氣裝置外可導電部分電位基本相等的電氣連接。

17）等電位聯結，多個可導電部分間為達到等電位進行的聯結。

18）輔助等電位聯結，用導體直接連通兩個物體之間的導電部分，使其電位大致相等。

19）局部等電位聯結，在一局部范圍內將各導電部分連通，而實施的保護等電位聯結。

20）保護等電位聯結，為了安全目的進行的等電位聯結。

21）功能等電位聯結，為保證正常運行進行的等電位聯結。

22）接地故障，帶電導體和大地之間意外出現導電通路。

23）直接接觸，人或動物與帶電部分的電接觸。

24）間接接觸，人或動物與故障狀況下帶電的外露可導電部分的電接觸。25）直接接觸防護，無故障條件下的電擊防護。

26）間接接觸防護，單一故障條件下的電擊防護。

27）附加防護，直接接觸防護和間接接觸防護之外的保護措施。

28）外殼，能提供一個規定的防護等級來防止某些外部影響和防止接近或觸及帶電部分和運動部分的部件。電器外殼是構成電器一部分的外殼。

29）電擊，電流通過人體或動物身體時產生的病理生理學效應。

2.1.3.2 配電系統的接地型式

GB 14050—2008《系統接地的型式及安全技術要求》中規定的低壓配電系統接地型式主要有TN系統、TT系統和IT系統三類。

接地型式的第一個字母表示電源端與地的關系。

T表示電源端有一點直接接地。

I表示電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗（電抗器）接地。

接地型式的第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關系。

T表示電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。

N表示電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點有直接電氣連接。

第一、二個字母后面的字母用來表示中性導體（N）與保護導體（PE）的組合情況，S表示中性導體（N）和保護導體（PE）是分開的，C表示中性導體（N）和保護導體（PE）是合一的，即PEN導體。

1.TN系統

TN系統是電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分通過中性導體（N）和保護導體（PE）連接到此接地點上，包括TN-S系統、TN-C系統和TN-C-S系統三種組合類型，如圖2-2a、b、c所示。TN系統主要采用過電流保護電器進行電擊防護。當采用了總等電位聯結或輔助等電位聯結措施時，也可增設剩余電流動作保護裝置，或結合采用等電位聯結措施和增設剩余電流動作保護裝置等間接接觸防護措施來滿足要求。

TN-S系統是在整個系統中，中性導體（N）和保護導體（PE）相互獨立，在整個TN-S系統內，中性導體（N）和保護導體（PE）被分為兩根平行不相交的導線。正常運行時，保護導體（PE）不通過電流，也不帶電位。只有在發生接地故障時，會有故障電流通過，因此，電氣裝置的外露可接近導體，在正常運行時不帶電位，該系統安全可靠性高，但需在回路全長多敷設一根導線，構成三相五線制配線。

TN-C系統在整個系統中，中性導體（N）和保護導體（PE）合并在一根PEN導體中，TN-C系統內的PEN線兼作PE線和N線，可節省一根導線，即三相四線制配線。這種配線方式從電氣安全方面看存在較多問題，不能裝設剩余電流動作保護裝置，若必須裝設，應將系統接地的型式由TN-C改裝成TN-C-S或形成局部的TT系統。

TN-C-S系統的一部分中性導體（N）和保護導體（PE）結合在單根的PEN導體中，自電源到用戶電氣裝置之間節省一根專用的PE線。這一段PEN線上的電壓降使整個電氣裝置對地升高△U_PEN，但在PE線和N線分開后，PE線并不產生電壓降，整個電氣裝置對地電位都是△U_PEN，而在裝置內不會出現電位差。

TN-C及TN-C-S系統中的PEN導體應滿足以下要求：

1）必須按可能遭受的最高電壓考慮絕緣。

2）電氣裝置外的可導電部分，不得用來替代PEN導體。

3）TN-C-S系統中的PEN導體從某點起分為中性導體和保護導體后，就不允許再合并或相互接觸。在分開點，中性導體（N）和保護導體（PE）必須各自設置接線端子或母線，PEN導體必須接在供保護導體用的接線端子或母線上。

4）系統中的PEN導體（或保護導體）應在建筑物的入口處作重復接地，或就近與地連接。

2.TT系統

電源端可接地點與電氣裝置的外露可導電部分，分別直接接地。TT系統的電氣裝置有各自的接地極，正常時，裝置內的外露可導電部分為地電位。但發生接地故障時，因故障回路內包含兩個接地電阻，故障回路阻抗較大，故障電流較小，一般不能用過電流保護兼作接地故障保護，宜裝設剩余電流保護裝置來切斷電源。只有在電氣裝置的外露可導電部分與大地間的電阻非常低的條件下，才有可能以過電流保護電器兼作電擊防護。裝設剩余電流動作保護裝置后，被保護設備的外露可導電部分仍必須與接地系統相連接。圖2-2d所示為這種系統的型式。

3.IT系統

電源端可接地點不接地或通過阻抗接地，電氣裝置的外露可導電部分單獨直接接地或通過保護導體接到電源系統的接地極上。IT系統在發生接地故障時由于不具備故障電流返回電源的通路，其故障電流僅為非故障相的對地電容電流，其值甚小，因此對地故障電壓很低，不致引發事故。所以發生接地故障時，不需切斷電源，但它一般不引出中性線，不能提供照明、控制等需要的220V電源，其應用范圍受到限制。圖2-2e所示為IT系統的型式。

2.1.3.3 對系統接地的安全技術基本要求

1）系統接地是為保證發生接地故障時能自動切斷電源的可靠而有效的措施，要求做到：

①當電氣裝置中發生了帶電部分與外露可導電部分（或保護導體）之間的接地故障時，所配置的保護電器應能自動切斷發生故障部分的電源，并保證不出現超過交流50V（有效值）的預期接觸電壓，對人體產生危險的生理效應（在人體一旦觸及它時）。在與系統接地型式有關的某些情況下，如對于配電回路或只給固定設備供電的末端回路，不論接觸電壓大小，切斷時間不應超過5s。

對于IT系統，在發生第一次故障時，通常不要求自動切斷供電，但必須由絕緣監視裝置發出警告信號。

②電氣裝置中的外露可導電部分，都應通過中性導體（N）和保護導體（PE）與接地極相連接，以保證故障回路的形成。凡可被人體同時觸及的外露可導電部分，應連接到同一接地系統中。

2）系統中應盡量實施總等電位聯結。

建筑物內的總等電位聯結導體應與下列可導電部分互相連接：

①總保護導體（保護導體干線）；

②總接地導體（接地線干線）或總接地端子；

③建筑物內的公用金屬管道和類似金屬構件（如自來水管、煤氣管等）；

④建筑結構中的金屬部分、集中采暖和空調系統。

來自建筑物外面的可導電體，應在建筑物內盡量在靠近入口處與等電位聯結導體連接。總等電位聯結導體必須符合如下規定：接到總接地端子的保護聯結導體其截面積不應小于裝置內最大保護接地導體的一半，且不小于6mm2銅，或16mm2鋁，或50mm2鋼。接到總接地端子的保護聯結導體其截面積不超過25mm2銅或其他材料的等值截面積。

3）在以下情況下應考慮實施輔助等電位聯結：

①在局部區域，當自動切斷供電的時間不能滿足防電擊要求；

②在特定場所，需要有更低接觸電壓要求的防電擊措施；

③具有防雷和信息系統抗干擾要求。

4）輔助等電位聯結導體應與區域內的下列可導電部分互相連接：

①固定設備的所有能同時觸及的外露可導電部分；

②保護導體（包括設備的和插座內的）；

③電氣裝置外的可導電部分（如果可行，還應包括鋼筋混凝土結構的主鋼筋）。

輔助等電位聯結導體必須符合聯結外露可導電部分和外界可導電部分的保護聯結導體，其電導不應小于相應保護接地導體一半截面積所具有的電導的規定。

5）有必要時，分級安裝剩余電流動作保護電器和火災監控系統，并符合剩余電流動作保護電器安裝和運行的規定。

6）不得在保護導體回路中裝設保護電器和開關，但允許設置只有用工具才能斷開的連觸點。

7）嚴禁將煤氣管道、金屬構件（如金屬水管）用作保護導體。

8）電氣裝置的外露可導電部分不得用作保護導體的串聯過渡觸點。

9）連接保護導體（或PEN導體）時，必須保證良好的電氣連續性。遇有銅導體與鋁導體相連接和鋁導體與鋁導體相連接時，更應采取有效措施（如使用專門連接器）防止發生接觸不良等故障。

10）保護接地導體必須有足夠的截面積，其最小截面積應符合表2-1的規定。

2.1.3.4 配電系統保護的一般規定

1）配電線路應裝設短路保護和過負荷保護。

2）配電線路裝設的上下級保護電器，其動作特性應具有選擇性，且各級之間應能協調配合。非重要負荷的保護電器，可采用部分選擇性或無選擇性切斷。

3）保證正常工作時通過中性導體的最大電流應小于其載流量，回路中裝設的相導體保護裝置應能保護中性導體的短路和過電流。

4）交流電動機應裝設短路保護和接地故障保護，并根據電動機的用途分別裝設過載保護、斷相保護、低電壓保護，以及同步電動機的失步保護。

5）每臺交流電動機應分別裝設相間短路保護，但符合下列條件之一時，數臺交流電動機可共用一套短路保護電器：一是總計算電流不超過20A，且允許無選擇切斷時；二是根據工藝要求，必須同時起停的一組電動機，不同時切斷將危及人身設備安全時。

6）交流電動機的短路保護器件宜采用熔斷器或低壓斷路器的瞬動過電流脫扣器，也可采用帶瞬動元件的過電流繼電器。主回路宜由具有隔離功能、控制功能、短路保護功能、過載保護功能、附加保護功能的器件和布線系統等組成。

7）當維護、測試和檢修設備需斷開電源時，應設置隔離電器。當隔離電器誤操作會造成嚴重事故時，應采取防止誤操作的措施。

8）隔離電器應符合下列規定：斷開觸頭之間的隔離距離，應可見或能明顯標示“閉合”和“斷開”狀態；應能防止意外的閉合；應有防止意外斷開的鎖定措施。

9）隔離電器應采用下列電器：單極或多極隔離器、隔離開關或隔離插頭；插頭與插座；連接片；不需要拆除導線的特殊端子；熔斷器；具有隔離功能的開關和斷路器。

10）半導體開關電器嚴禁作為隔離電器。嚴禁隔離器、熔斷器和連接片作為功能性開關電器使用。

11）在TN-C系統中不應將保護接地中性導體隔離，嚴禁將保護接地中性導體接入開關電器。

12）獨立控制電氣裝置電路的每一部分，均應裝設功能性開關電器。功能性開關電器可采用下列電器：開關、半導體開關電器、斷路器、接觸器、繼電器、16A及以下的插頭和插座。

13）固定式日用電器的電源線應設置隔離電器、短路保護電器、過載保護電器及間接接觸防護。

14）移動式日用電器的供電回路應裝設隔離電器和短路、過載及剩余電流動作保護電器。

15）功率小于或等于0.25kW的電感性負荷，以及小于或等于1kW的電阻性負荷的日用電器，可采用插頭和插座作為隔離電器，并兼作功能性開關。

16）當建筑物配電系統可能出現下列情況時，宜設置剩余電流動作保護或監測電器作為電氣火災保護，其應動作于信號或切斷電源：

①配電線路絕緣損壞時，可能出現接地故障；

②接地故障產生的接地電弧，可能引起火災危險。

剩余電流動作保護或監測電器的安裝位置，應能使其全面監視有起火危險的配電線路的絕緣情況。為減少接地故障引起的電氣火災危險而裝設的剩余電流動作保護或監測電器，其動作電流不應大于300mA；當動作于切斷電源時，應斷開回路的所有帶電導體。