2.1.3 低压（220/380V）配电系统的接地方式

低压配电系统的接地方式有系统接地和保护接地两种。

系统接地是指低压配电系统内电源端带电导体的接地，通常低压配电系统的电源端是指配电变压器的中性点的接地。系统接地的作用是使系统取大地电位为参考电位，降低系统对地绝缘水平的要求，保证系统的正常和安全运行。

保护接地是指负荷端电气装置外露导电部分的接地，其中负荷端电气外露导电部分是指电气装置内电气设备金属外壳及外露部分。将负载的外壳接地，即保护接地，其作用是当发生接地短路电流时，保护电器会迅速动作，切断故障线路。

2.1.3.1 相关术语和定义

1）过电流，超过额定电流的任何电流。

2）短路，在两个或多个导电部件之间形成偶然或人为的导电路径，使其之间的电位差等于或接近于零。

3）短路电流，由于电路中的故障或错误连接造成的短路所产生的过电流。

4）过载，在正常电路中产生过电流的运行条件。

5）过载电流，在电气上尚未受到损伤的电路中的过电流。

6）带电部分，正常使用时带电的导体和导电部分，包括中性导体，但按惯例不包括保护接地中性（PEN）导体。这一定义不一定包含电击危险。

7）导电部分，能导电，但不一定承载工作电流的部分。

①外露可导电部分，容易触及的导电部分和虽不是带电部分但在故障情况下可变为带电的部分。典型的外露导电部件如外壳壁、操作手柄等。

②外部可导电部分，不是电气装置的组成部分，且易引入电位（通常是地电位）的导电部分。

8）中性导体（N），连接到系统中性点上并能提供传输电能的导体。在某些情况下，中性导体和保护导体的功能在规定的条件下可合二为一，该导体称为PEN导体。

9）保护导体（PE），用于在故障情况下防止电击所采用保护措施的导体。指与下列任一部分作电气连接的导体：外露可导电部分，外部可导电部分，总接地端子或主接地导体，接地极，电源接地点或人工中性点。

10）保护接地中性导体（PEN），同时具有保护接地导体和中性导体功能的导体。PEN是由保护导体符号PE和中性导体符号N组合而成的。

11）接地导体，用于在设备、装置或系统给定点和接地极之间的电气连接，并具有低阻抗的导体。

12）接触电压，人体同时触及的两点之间意外出现的电压，接触电压值与人的阻抗值有关。此术语仅用在与间接接触保护有关的方面。

13）预期接触电压，电气装置中发生阻抗可以忽略的故障时，可能出现的最高接触电压。

14）系统接地，系统电源侧中性点的接地。

15）保护接地，为安全目的在设备、装置或系统上设置的一点或多点接地。

16）总等电位联结，使各外露导体可导电部分和电气装置外可导电部分电位基本相等的电气连接。

17）等电位联结，多个可导电部分间为达到等电位进行的联结。

18）辅助等电位联结，用导体直接连通两个物体之间的导电部分，使其电位大致相等。

19）局部等电位联结，在一局部范围内将各导电部分连通，而实施的保护等电位联结。

20）保护等电位联结，为了安全目的进行的等电位联结。

21）功能等电位联结，为保证正常运行进行的等电位联结。

22）接地故障，带电导体和大地之间意外出现导电通路。

23）直接接触，人或动物与带电部分的电接触。

24）间接接触，人或动物与故障状况下带电的外露可导电部分的电接触。25）直接接触防护，无故障条件下的电击防护。

26）间接接触防护，单一故障条件下的电击防护。

27）附加防护，直接接触防护和间接接触防护之外的保护措施。

28）外壳，能提供一个规定的防护等级来防止某些外部影响和防止接近或触及带电部分和运动部分的部件。电器外壳是构成电器一部分的外壳。

29）电击，电流通过人体或动物身体时产生的病理生理学效应。

2.1.3.2 配电系统的接地型式

GB 14050—2008《系统接地的型式及安全技术要求》中规定的低压配电系统接地型式主要有TN系统、TT系统和IT系统三类。

接地型式的第一个字母表示电源端与地的关系。

T表示电源端有一点直接接地。

I表示电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗（电抗器）接地。

接地型式的第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系。

T表示电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。

N表示电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

第一、二个字母后面的字母用来表示中性导体（N）与保护导体（PE）的组合情况，S表示中性导体（N）和保护导体（PE）是分开的，C表示中性导体（N）和保护导体（PE）是合一的，即PEN导体。

1.TN系统

TN系统是电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过中性导体（N）和保护导体（PE）连接到此接地点上，包括TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统三种组合类型，如图2-2a、b、c所示。TN系统主要采用过电流保护电器进行电击防护。当采用了总等电位联结或辅助等电位联结措施时，也可增设剩余电流动作保护装置，或结合采用等电位联结措施和增设剩余电流动作保护装置等间接接触防护措施来满足要求。

TN-S系统是在整个系统中，中性导体（N）和保护导体（PE）相互独立，在整个TN-S系统内，中性导体（N）和保护导体（PE）被分为两根平行不相交的导线。正常运行时，保护导体（PE）不通过电流，也不带电位。只有在发生接地故障时，会有故障电流通过，因此，电气装置的外露可接近导体，在正常运行时不带电位，该系统安全可靠性高，但需在回路全长多敷设一根导线，构成三相五线制配线。

TN-C系统在整个系统中，中性导体（N）和保护导体（PE）合并在一根PEN导体中，TN-C系统内的PEN线兼作PE线和N线，可节省一根导线，即三相四线制配线。这种配线方式从电气安全方面看存在较多问题，不能装设剩余电流动作保护装置，若必须装设，应将系统接地的型式由TN-C改装成TN-C-S或形成局部的TT系统。

TN-C-S系统的一部分中性导体（N）和保护导体（PE）结合在单根的PEN导体中，自电源到用户电气装置之间节省一根专用的PE线。这一段PEN线上的电压降使整个电气装置对地升高△U_PEN，但在PE线和N线分开后，PE线并不产生电压降，整个电气装置对地电位都是△U_PEN，而在装置内不会出现电位差。

TN-C及TN-C-S系统中的PEN导体应满足以下要求：

1）必须按可能遭受的最高电压考虑绝缘。

2）电气装置外的可导电部分，不得用来替代PEN导体。

3）TN-C-S系统中的PEN导体从某点起分为中性导体和保护导体后，就不允许再合并或相互接触。在分开点，中性导体（N）和保护导体（PE）必须各自设置接线端子或母线，PEN导体必须接在供保护导体用的接线端子或母线上。

4）系统中的PEN导体（或保护导体）应在建筑物的入口处作重复接地，或就近与地连接。

2.TT系统

电源端可接地点与电气装置的外露可导电部分，分别直接接地。TT系统的电气装置有各自的接地极，正常时，装置内的外露可导电部分为地电位。但发生接地故障时，因故障回路内包含两个接地电阻，故障回路阻抗较大，故障电流较小，一般不能用过电流保护兼作接地故障保护，宜装设剩余电流保护装置来切断电源。只有在电气装置的外露可导电部分与大地间的电阻非常低的条件下，才有可能以过电流保护电器兼作电击防护。装设剩余电流动作保护装置后，被保护设备的外露可导电部分仍必须与接地系统相连接。图2-2d所示为这种系统的型式。

3.IT系统

电源端可接地点不接地或通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分单独直接接地或通过保护导体接到电源系统的接地极上。IT系统在发生接地故障时由于不具备故障电流返回电源的通路，其故障电流仅为非故障相的对地电容电流，其值甚小，因此对地故障电压很低，不致引发事故。所以发生接地故障时，不需切断电源，但它一般不引出中性线，不能提供照明、控制等需要的220V电源，其应用范围受到限制。图2-2e所示为IT系统的型式。

2.1.3.3 对系统接地的安全技术基本要求

1）系统接地是为保证发生接地故障时能自动切断电源的可靠而有效的措施，要求做到：

①当电气装置中发生了带电部分与外露可导电部分（或保护导体）之间的接地故障时，所配置的保护电器应能自动切断发生故障部分的电源，并保证不出现超过交流50V（有效值）的预期接触电压，对人体产生危险的生理效应（在人体一旦触及它时）。在与系统接地型式有关的某些情况下，如对于配电回路或只给固定设备供电的末端回路，不论接触电压大小，切断时间不应超过5s。

对于IT系统，在发生第一次故障时，通常不要求自动切断供电，但必须由绝缘监视装置发出警告信号。

②电气装置中的外露可导电部分，都应通过中性导体（N）和保护导体（PE）与接地极相连接，以保证故障回路的形成。凡可被人体同时触及的外露可导电部分，应连接到同一接地系统中。

2）系统中应尽量实施总等电位联结。

建筑物内的总等电位联结导体应与下列可导电部分互相连接：

①总保护导体（保护导体干线）；

②总接地导体（接地线干线）或总接地端子；

③建筑物内的公用金属管道和类似金属构件（如自来水管、煤气管等）；

④建筑结构中的金属部分、集中采暖和空调系统。

来自建筑物外面的可导电体，应在建筑物内尽量在靠近入口处与等电位联结导体连接。总等电位联结导体必须符合如下规定：接到总接地端子的保护联结导体其截面积不应小于装置内最大保护接地导体的一半，且不小于6mm2铜，或16mm2铝，或50mm2钢。接到总接地端子的保护联结导体其截面积不超过25mm2铜或其他材料的等值截面积。

3）在以下情况下应考虑实施辅助等电位联结：

①在局部区域，当自动切断供电的时间不能满足防电击要求；

②在特定场所，需要有更低接触电压要求的防电击措施；

③具有防雷和信息系统抗干扰要求。

4）辅助等电位联结导体应与区域内的下列可导电部分互相连接：

①固定设备的所有能同时触及的外露可导电部分；

②保护导体（包括设备的和插座内的）；

③电气装置外的可导电部分（如果可行，还应包括钢筋混凝土结构的主钢筋）。

辅助等电位联结导体必须符合联结外露可导电部分和外界可导电部分的保护联结导体，其电导不应小于相应保护接地导体一半截面积所具有的电导的规定。

5）有必要时，分级安装剩余电流动作保护电器和火灾监控系统，并符合剩余电流动作保护电器安装和运行的规定。

6）不得在保护导体回路中装设保护电器和开关，但允许设置只有用工具才能断开的连触点。

7）严禁将煤气管道、金属构件（如金属水管）用作保护导体。

8）电气装置的外露可导电部分不得用作保护导体的串联过渡触点。

9）连接保护导体（或PEN导体）时，必须保证良好的电气连续性。遇有铜导体与铝导体相连接和铝导体与铝导体相连接时，更应采取有效措施（如使用专门连接器）防止发生接触不良等故障。

10）保护接地导体必须有足够的截面积，其最小截面积应符合表2-1的规定。

2.1.3.4 配电系统保护的一般规定

1）配电线路应装设短路保护和过负荷保护。

2）配电线路装设的上下级保护电器，其动作特性应具有选择性，且各级之间应能协调配合。非重要负荷的保护电器，可采用部分选择性或无选择性切断。

3）保证正常工作时通过中性导体的最大电流应小于其载流量，回路中装设的相导体保护装置应能保护中性导体的短路和过电流。

4）交流电动机应装设短路保护和接地故障保护，并根据电动机的用途分别装设过载保护、断相保护、低电压保护，以及同步电动机的失步保护。

5）每台交流电动机应分别装设相间短路保护，但符合下列条件之一时，数台交流电动机可共用一套短路保护电器：一是总计算电流不超过20A，且允许无选择切断时；二是根据工艺要求，必须同时起停的一组电动机，不同时切断将危及人身设备安全时。

6）交流电动机的短路保护器件宜采用熔断器或低压断路器的瞬动过电流脱扣器，也可采用带瞬动元件的过电流继电器。主回路宜由具有隔离功能、控制功能、短路保护功能、过载保护功能、附加保护功能的器件和布线系统等组成。

7）当维护、测试和检修设备需断开电源时，应设置隔离电器。当隔离电器误操作会造成严重事故时，应采取防止误操作的措施。

8）隔离电器应符合下列规定：断开触头之间的隔离距离，应可见或能明显标示“闭合”和“断开”状态；应能防止意外的闭合；应有防止意外断开的锁定措施。

9）隔离电器应采用下列电器：单极或多极隔离器、隔离开关或隔离插头；插头与插座；连接片；不需要拆除导线的特殊端子；熔断器；具有隔离功能的开关和断路器。

10）半导体开关电器严禁作为隔离电器。严禁隔离器、熔断器和连接片作为功能性开关电器使用。

11）在TN-C系统中不应将保护接地中性导体隔离，严禁将保护接地中性导体接入开关电器。

12）独立控制电气装置电路的每一部分，均应装设功能性开关电器。功能性开关电器可采用下列电器：开关、半导体开关电器、断路器、接触器、继电器、16A及以下的插头和插座。

13）固定式日用电器的电源线应设置隔离电器、短路保护电器、过载保护电器及间接接触防护。

14）移动式日用电器的供电回路应装设隔离电器和短路、过载及剩余电流动作保护电器。

15）功率小于或等于0.25kW的电感性负荷，以及小于或等于1kW的电阻性负荷的日用电器，可采用插头和插座作为隔离电器，并兼作功能性开关。

16）当建筑物配电系统可能出现下列情况时，宜设置剩余电流动作保护或监测电器作为电气火灾保护，其应动作于信号或切断电源：

①配电线路绝缘损坏时，可能出现接地故障；

②接地故障产生的接地电弧，可能引起火灾危险。

剩余电流动作保护或监测电器的安装位置，应能使其全面监视有起火危险的配电线路的绝缘情况。为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的剩余电流动作保护或监测电器，其动作电流不应大于300mA；当动作于切断电源时，应断开回路的所有带电导体。