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【摘 要】本文主要从几种不同的接地形式和适用环境进行分析，梳理了不同条件下适用的接地形式存在的利弊。期待从设计规范、实际运行安全的角度去平衡，选择合理的接地形式。
【关键词】供配电工程;低压接地;接地形式
1 研究背景
为了规范管理，供电公司要求将住宅供配电工程的井道母线、住宅用户表箱等纳入到电力工程设计、施工范围内。按照以往的管理要求和惯例，从10kV变电所低压出线柜引出的馈线电缆均为四芯电缆，设计范围仅到井道始端箱为止，PE线和N线并不作区分。对于交流低压接地系统的选用利弊从用电管理部门、设计、施工等各个部门出发点不同，彼此之间的选用也会存在差异，需要综合考虑平衡。
2 存在的问题及进一步研究的必要性
住宅供配电工程选用的TN-C-S接地系统的第五根N线在三相不平衡时，变压器中性点发生偏移时末端用电设备壳体形成电位差，老旧住宅以及用电设施管理不善等情况下，裸露的表箱设备位置不合理，可能造成箱体外壳间歇性带电，小概率引发小动物等触电死亡。
配电设计人员在工程实际中接地形式大多按照惯例选择，不能针对不同类型的工程在接地形式的选择上进行融汇贯通。地形式选择不当造成接地系统起不到保护作用或达不到电气设备的接地要求，有的造成保护装置误动，扩大故障范围等一些问题，给低压系统的安全运行造成隐患。
3 交流低压接地系统类型
根据规程规范的要求，低压交流接地系统可以分为IT系统、TT系统和TN系统三类：
3.1 IT接地系统：是指电源中性点对地绝缘或经高阻抗接地。电气装置的外露可导电部分应被单独或集中地接地，如图所示：
3.2 TT接地系统：是指电源侧中性点直接接地，设备侧的外露可導电部分采用单独的接地体接地的形式。设备的接地和电源的接地在电气上没有联系。如下图所示：
3.3 TN接地系统：是指电源侧中性点直接接地，设备侧采用保护接零的形式。TN接地系统接地故障属金属性短路，故障电流大，一般的过电流保护电器能达到切断故障回路的要求。
按照保护线（PE线）与中性线（N线）的使用情况不同，TN接地系统可分为TN-C接地系统、TN-S接地系统、TN-C-S接地系统。
3.3.1 TN-C接地系统：是指保护线（PE线）与中性线（N线）合为PEN线。运行中的PEN线不仅要通过正常负荷电流，有时还有谐波电流通过。因此，在PEN线上产生的压降将呈现在用电设备外壳上。
3.3.2 TN-S接地系统：是指整个系统中性线与保护线是分开的。运行中PE线不通过正常电流，因此PE线和设备外壳不带电压，只有发生接地故障时，PE线才带电位。
3.3.3 TN-C-S接地系统：是指系统中的中性线与保护线部分是分开的，部分是合一的。TN-C-S接地系统是民用建筑中最常用的接地系统。通常电源线路中用中性线与保护线是合一的，即PEN线。如图三所示：
4 几种接地形式的特点及适用环境
4.1 IT接地系统：这种接地系统在发生接地故障时，故障电流属于非故障相的对地电容电流，其接触电压不超过50V。
IT接地系统多用于井下和对不间断供电要求较高的电气装置。
4.2 TT接地系统的建筑物在施工中要设立自己的接地极，PE线间互不连通，从而杜绝了危险故障电压沿PE线自户外窜入建筑物内的危险。
TT接地系统适用于城市公用低压电网的接地系统，和对接地要求较高的数据处理和电子设备的供电。TT接地系统可以就地打接地极，避免了从电源单独引来PE线的麻烦，可以降低工程造价，节省资金。该接地系统还可以用于农村中线路长、用电负荷较分散的农村建筑中。
4.3 TN接地系统
4.3.1 TN-C接地系统当发生PEN线断线或相线对大地有短路事故时，将会呈现出更高的对地故障电压，由于同一装置内PEN线是相连通的。如某一建筑物内发生故障，产生的故障电压将会沿PEN线窜至其它建筑物内，从而使事故范围扩大。故障电压超过安全值不仅会电击伤人，也能对地放电。如室内存有易燃易爆物品或有残留气体，将会引发爆炸和火灾。
因此，在具有爆炸、火灾危险的工矿企业建筑物内和矿井内不允许采用TN-C接地系统。PEN线带有电压，在医疗建筑内和无专职维护电工的住宅小区和一般民用建筑内也不应采用TN-C接地系统。对于给数据处理设备和精密电子仪器设备系统供电的配电系统不宜采用TN-C接地系统。
不过，TN-C接地系统存在上述不足，但由于它的PE线与N线合用，具有布线简单，较为经济等优点，还是被广泛采用。TN-C接地系统主要适用于三相负荷基本平衡的一般工业企业建筑的供电系统中。
4.3.2 TN-S接地可较安全地用于民用建筑物中，也适用给数据处理设备和精密电子仪器设备供电的配电系统。但是，TN-S接地系统不能解决对地故障电压蔓延和相线对地短路引起的中性点电位升高或中性点位移问题。同时PE线与N线分开敷设，增加了导线的投资，增大了费用。
4.3.3 TN-C-S接地系统进入建筑物后中性线与保护线部分是分开的，即PEN线分为PE线和N线。TN-C-S接地系统可以在一定程度上消除TN-C接地系统TN-S接地系统中的不足。由于电源线路中的PEN线上有一定的电压降，该电位仍将呈现在设备金属外壳上，而在建筑物内设有专门的PE线，可消除TN-C接地系统中的一些不安全因素。PEN线分为PE线和N线后，N线应对地绝缘，且不能再与PE线合并或互换，否则TN-C-S接地系统仍然只起TN-C接地系统的作用。
这种系统电源线路结构简单，又保证一定的安全水平，最适用于分散的民用建筑。
5 总结
通过以上梳理，将几种交流低压接地系统进行了整理、归纳、分析，方便了大家的理解，对适用的环境有了进一步的直观感受。
住宅供配电工程选用的TN-C-S接地系统是一个相对较优的方案，对于壳体存在电位差也是符合规范要求的，故只能通过有效隔离，做好外部防护等措施来避免小动物触电问题的发生。
接地系统形式的选择，要考虑低压供电接线方式、用电特点、用电环境特点、人身安全要求、供电半径、施工条件等多方因素。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，《GB/T 50065-2011 交流电气装置的接地设计规范》[M]，中国计划出版社，2012，29-38.
[2] 谭金超 等编著，《10kV配电工程设计手册》[M]，中国电力出版社，2004年11月，604-613.
（作者单位：杭州市电力设计院有限公司）
【关键词】供配电工程;低压接地;接地形式
1 研究背景
为了规范管理，供电公司要求将住宅供配电工程的井道母线、住宅用户表箱等纳入到电力工程设计、施工范围内。按照以往的管理要求和惯例，从10kV变电所低压出线柜引出的馈线电缆均为四芯电缆，设计范围仅到井道始端箱为止，PE线和N线并不作区分。对于交流低压接地系统的选用利弊从用电管理部门、设计、施工等各个部门出发点不同，彼此之间的选用也会存在差异，需要综合考虑平衡。
2 存在的问题及进一步研究的必要性
住宅供配电工程选用的TN-C-S接地系统的第五根N线在三相不平衡时，变压器中性点发生偏移时末端用电设备壳体形成电位差，老旧住宅以及用电设施管理不善等情况下，裸露的表箱设备位置不合理，可能造成箱体外壳间歇性带电，小概率引发小动物等触电死亡。
配电设计人员在工程实际中接地形式大多按照惯例选择，不能针对不同类型的工程在接地形式的选择上进行融汇贯通。地形式选择不当造成接地系统起不到保护作用或达不到电气设备的接地要求，有的造成保护装置误动，扩大故障范围等一些问题，给低压系统的安全运行造成隐患。
3 交流低压接地系统类型
根据规程规范的要求，低压交流接地系统可以分为IT系统、TT系统和TN系统三类：
3.1 IT接地系统：是指电源中性点对地绝缘或经高阻抗接地。电气装置的外露可导电部分应被单独或集中地接地，如图所示：
3.2 TT接地系统：是指电源侧中性点直接接地，设备侧的外露可導电部分采用单独的接地体接地的形式。设备的接地和电源的接地在电气上没有联系。如下图所示：
3.3 TN接地系统：是指电源侧中性点直接接地，设备侧采用保护接零的形式。TN接地系统接地故障属金属性短路，故障电流大，一般的过电流保护电器能达到切断故障回路的要求。
按照保护线（PE线）与中性线（N线）的使用情况不同，TN接地系统可分为TN-C接地系统、TN-S接地系统、TN-C-S接地系统。
3.3.1 TN-C接地系统：是指保护线（PE线）与中性线（N线）合为PEN线。运行中的PEN线不仅要通过正常负荷电流，有时还有谐波电流通过。因此，在PEN线上产生的压降将呈现在用电设备外壳上。
3.3.2 TN-S接地系统：是指整个系统中性线与保护线是分开的。运行中PE线不通过正常电流，因此PE线和设备外壳不带电压，只有发生接地故障时，PE线才带电位。
3.3.3 TN-C-S接地系统：是指系统中的中性线与保护线部分是分开的，部分是合一的。TN-C-S接地系统是民用建筑中最常用的接地系统。通常电源线路中用中性线与保护线是合一的，即PEN线。如图三所示：
4 几种接地形式的特点及适用环境
4.1 IT接地系统：这种接地系统在发生接地故障时，故障电流属于非故障相的对地电容电流，其接触电压不超过50V。
IT接地系统多用于井下和对不间断供电要求较高的电气装置。
4.2 TT接地系统的建筑物在施工中要设立自己的接地极，PE线间互不连通，从而杜绝了危险故障电压沿PE线自户外窜入建筑物内的危险。
TT接地系统适用于城市公用低压电网的接地系统，和对接地要求较高的数据处理和电子设备的供电。TT接地系统可以就地打接地极，避免了从电源单独引来PE线的麻烦，可以降低工程造价，节省资金。该接地系统还可以用于农村中线路长、用电负荷较分散的农村建筑中。
4.3 TN接地系统
4.3.1 TN-C接地系统当发生PEN线断线或相线对大地有短路事故时，将会呈现出更高的对地故障电压，由于同一装置内PEN线是相连通的。如某一建筑物内发生故障，产生的故障电压将会沿PEN线窜至其它建筑物内，从而使事故范围扩大。故障电压超过安全值不仅会电击伤人，也能对地放电。如室内存有易燃易爆物品或有残留气体，将会引发爆炸和火灾。
因此，在具有爆炸、火灾危险的工矿企业建筑物内和矿井内不允许采用TN-C接地系统。PEN线带有电压，在医疗建筑内和无专职维护电工的住宅小区和一般民用建筑内也不应采用TN-C接地系统。对于给数据处理设备和精密电子仪器设备系统供电的配电系统不宜采用TN-C接地系统。
不过，TN-C接地系统存在上述不足，但由于它的PE线与N线合用，具有布线简单，较为经济等优点，还是被广泛采用。TN-C接地系统主要适用于三相负荷基本平衡的一般工业企业建筑的供电系统中。
4.3.2 TN-S接地可较安全地用于民用建筑物中，也适用给数据处理设备和精密电子仪器设备供电的配电系统。但是，TN-S接地系统不能解决对地故障电压蔓延和相线对地短路引起的中性点电位升高或中性点位移问题。同时PE线与N线分开敷设，增加了导线的投资，增大了费用。
4.3.3 TN-C-S接地系统进入建筑物后中性线与保护线部分是分开的，即PEN线分为PE线和N线。TN-C-S接地系统可以在一定程度上消除TN-C接地系统TN-S接地系统中的不足。由于电源线路中的PEN线上有一定的电压降，该电位仍将呈现在设备金属外壳上，而在建筑物内设有专门的PE线，可消除TN-C接地系统中的一些不安全因素。PEN线分为PE线和N线后，N线应对地绝缘，且不能再与PE线合并或互换，否则TN-C-S接地系统仍然只起TN-C接地系统的作用。
这种系统电源线路结构简单，又保证一定的安全水平，最适用于分散的民用建筑。
5 总结
通过以上梳理，将几种交流低压接地系统进行了整理、归纳、分析，方便了大家的理解，对适用的环境有了进一步的直观感受。
住宅供配电工程选用的TN-C-S接地系统是一个相对较优的方案，对于壳体存在电位差也是符合规范要求的，故只能通过有效隔离，做好外部防护等措施来避免小动物触电问题的发生。
接地系统形式的选择，要考虑低压供电接线方式、用电特点、用电环境特点、人身安全要求、供电半径、施工条件等多方因素。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，《GB/T 50065-2011 交流电气装置的接地设计规范》[M]，中国计划出版社，2012，29-38.
[2] 谭金超 等编著，《10kV配电工程设计手册》[M]，中国电力出版社，2004年11月，604-613.
（作者单位：杭州市电力设计院有限公司）