接地的不同作用：

接地分功能性和保護性接地，又有低頻接地和高頻接地之分。

人脫離不了與地球的接觸，所以配電系統就以大地電位為參考電位，将配電系統與地球連接，這就是通常的接大地的接地。

将配電系統與代替大地的導體相連接，以該導體的電位為參考電位，也是接地，例如在飛機上的接地就是以飛機的金屬機身代替大地。

系統接地

電源中性點的接地稱作系統接地（過去稱工作接地）。它用以使系統正常和安全地工作。例如當架空線路感應雷電湧壓時，它可提供洩放雷電流入地通路，以保護電氣設備。又如當高壓線墜落在低壓線上時，它提供高壓側接地故障電流返回電源的通路，使高壓側繼電保護動作，避免高壓竄入低壓系統引起事故。

保護接地

電氣設備金屬外殼的接地稱作保護接地。它用以降低與地間的電位差，例如降低人體的接觸電壓，減少電擊危險。

電源中性點或PEN線的一點接地

一建築物内諸變壓器、發電機的中性點或低壓供電TN系統的PEN線隻能在一點接地（TN-C系統除外），以免中性線電流分流成為雜散電流，導緻電氣火災，地下金屬結構管道受腐蝕或信息技術設備受幹擾的不良後果。

總等電位聯結

将一建築物内的總PE母排和各類金屬幹管、金屬結構互相連通，使這些金屬部分的電位相等或接近，稱作總等電位聯結。它比接地有更好的降低接觸電壓的效果，同時也能起到重複接地的作用。

每一電源進線處應作一次總等電位聯結，它們之間應互相聯通。

總等電位聯結在TN系統中還可起到消除電源側故障電壓沿電源線路進入建築物引起電擊事故的作用。由于重複接地的接地電阻上存在電壓降，重複接地隻能降低而不能消除這一故障電壓。

由電源傳導來的故障電壓在不具有等電位聯結作用的戶外場所，如果其值大于50V将可能招緻電擊事故。為此需降低系統接地的接地電阻值RB，以滿足RB/RE≤50/(UO-50)的要求（RE為接地故障的接地電阻），不然就需在戶外采用局部TT系統。

局部等電位聯結：

在建築物的局部場所内，如可同時觸及的導電部分間的電位差超過該場所的接觸電壓限值，需在該局部場所内再作一次等電位聯結，以進一步降低故障時電位差，例如在浴室内或在遠離總等電位聯結的接地母排處。

局部等電位聯結和總等電位聯結要否連通：

局部等電位聯結能保證人體觸及的不同導電部分的接觸電壓不大于安全電壓限值，它和總等電位聯結不是上、下級的關系，沒有理由要求兩者間專用導體連通。其實兩者間通過與建築物金屬結構、管道的連接，已存在自然的連通。

接地和等電位聯結的關系：

接地是以大地電位為參考電位，在大地表面實現的等電位聯結；等電位聯結則是以某一導體的電位為參考電位，以與該導體的連接代替與大地的連接的接地。兩者互通，但不完全等同。例如不與大地連接的等電位聯結無法對地洩放雷電流和靜電荷。

TN系統作人工重複接地的必要性：

将TN系統的PE線作重複接地可使PE線電位在發生接地故障時更接近電位。在實施總等電位聯結後地下金屬水管、基礎鋼筋等都是良好的自然接地極，其接地電阻一般遠小于要求值，又因裹有水泥而不受腐蝕，壽命無限長。因此具有總等電位聯結的建築物不必作人工的重複接地。

共用接地的接地電阻小于1Ω的必要性：

一建築物内的多個電氣系統的接地必須采用共同的接地裝置，以消除電位差引起的電氣危險。但不必為高頻的信息系統接地追求小于1Ω的接地電阻。

因高頻條件下的接地阻抗：

設接地線長10m,每m電感為1µH，工作頻率為f=10•106HZ,則電抗為X=2πfL=2π•10•106•10•10-6=628Ω,即使R=0Ω，Z仍為628Ω。因此不能靠降低接地電阻R來降低Z，而需以高頻低阻抗的等電位聯結來代替接大地。

各種接地系統的适用範圍：

低壓配電系統的保護接地與保護接零

出于不同目的，将電氣裝置中某一部位經接地線或接地體，與大地做良好的電氣連接。工作接地是指為運行需要而将電力系統或設備的某一點接地，如變壓器中性點直接接地等；保護接地是指為防止人身觸電事故而将電氣設備的某一點接地，如電氣設備的金屬外殼接地等。

電氣設備不接地的前提下，分别考慮電源中性點接地以及不接地兩種情況。

1.電源中性點直接接地的電網中，電氣設備不接地的危險性。

如圖所示，當電氣設備絕緣異常時外殼帶相電，人體觸及設備外殼時，電流流過人體的路徑為：設備外殼->人體->大地->電源中性點。假設人體電阻RB為1700Ω，接地電阻R0為4Ω,則流過人體的電流大小為：

超出安全範圍，造成人身傷害。

2.電源中性點不直接接地的電網中，電氣設備不接地的危險性。

若電氣設備發生故障，外殼帶相電時，人體觸及設備外殼，電流流過人體的路徑為：設備外殼->人體->其他兩相線路對地分布電容->其他兩相電源。此時流過人體的電流大小為：

其值大小取決于電纜對地容抗。總的來說，這種情況下可能造成人身觸電。

電氣設備接地的前提下，分别考慮電源中性點接地以及不接地兩種情況。

1.TT系統：電源中性點直接接地，電氣設備的金屬外殼經各自的保護線PE直接接地的三相四線制低壓配電系統。

當電氣設備外殼帶電時，假設接地電阻RE=R0=4Ω，人體電阻RB=1700Ω，此時電源線路中故障電流為：

即使線路中安裝有斷路器，通常不足以發揮斷路器的過載保護功能，因而電源線路并未切斷，這将使得電氣設備外殼長期存在110V的對地電壓，當人體觸及帶電外殼時，流過人體的電流為：

會造成人身傷害。

2.IT系統：電源中性點不接地，而電氣設備的金屬外殼經各自的保護線PE直接接地的三相三線制低壓配電系統。

在IT系統中，當電氣設備的絕緣損壞使外殼帶電且人體觸及外殼時，電流同時從接地體和人體流過。由于人體的電阻要比接地電阻Re大很多，流經人體的電流也就比流過接地體的電流小很多，此時電氣設備接地保護發生作用，保護人身安全。

綜上所述，保護接地主要應用于中性點不接地的電網中（IT系統），工作原理就是并聯電路中電阻的分流作用。因此接地電阻的數值對于保護效果是至關重要的。

第二部分：保護接零

接零保護的工作原理：電氣設備正常工作時，零線不帶電（或者電壓很小），由于電氣設備外殼與電源零線連接，人體觸摸設備外殼并沒有危險。當電動機等用電設備發生“碰殼”故障時，相線與零線短接，短路電流足以使安裝在電源線路上的熔斷器或者斷路器發揮短路保護功能，從而切斷電源。

注意：當設備發生“碰殼”故障到熔斷器或斷路器切斷電源的時間間隔内，此時流過人體的電流如圖所示：

不考慮電纜電阻時，很顯然此時電氣設備外殼對地電壓為220V，若人體觸及外殼時非常危險；若考慮電纜電阻，其中RΦ為相線電阻，RN為零線電阻，假設相線電纜截面為零線電纜截面的2倍，設備外殼電壓：

此時人體觸及外殼時将承受147V的電壓，同樣很危險。總的來說，保護接零的有效性在于線路的短路保護裝置能否快速切斷電源。

TN系統：電源的中性點接地，負載設備的金屬外殼通過保護線連接到此接地點的低壓配電系統。

接零保護的三種形式：

1.TN-C系統

這種配電系統的零線N和保護線PE為同一根線，成為PEN線。

存在的問題：若PEN某一點P處斷開，在P點以後的設備外殼上，由于負載中性點的偏移，可能出現危險電壓。更為嚴重的是，若P點以後的某一設備發生“碰殼”故障，即使線路上安裝有斷路器或熔斷器也不會動作，導緻後面的設備外殼上長期帶有相電壓，非常危險。

2.TN-S系統

TN-S系統的零線N和保護線PE是分開設置的，所有設備的外殼隻和公共的PE線連接。

這種配單系統中，零線N的作用是通過單相負載的電流或者三相不平衡電流，成為工作零線；PE線為保護零線。零線N斷開時隻會影響單相負載的正常使用，并不會使其他設備外殼帶電（前提是保護線PE不能斷開）。

3.TN-C-S系統

本文來源于互聯網，暖通南社整理編輯。

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