低壓配電接地系統(tǒng)分為IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)三種，容易混淆。邊肖全面深入地總結(jié)了IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)的原理、特點和適用范圍，希望對廣大電氣工作者有所幫助。

首先給出定義。

根據(jù)現(xiàn)行國家標準《低壓配電設(shè)計規(guī)范》(GB50054)，低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式，即信息技術(shù)系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和總氮系統(tǒng)。

(1)第一個字母表示電源端子和地之間的關(guān)系

電力變壓器t中性點直接接地。

電力變壓器的中性點不接地，或通過高阻接地。

(2)第二個字母表示電氣設(shè)備的暴露導(dǎo)電部分和接地之間的關(guān)系

T-電氣裝置的外露導(dǎo)電部分直接接地，該接地點與電源端的接地點電氣無關(guān)。

電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分與電源終端點直接電連接。

以下是對IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)的綜合分析。

一、信息技術(shù)系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是電源中性點不接地，電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)。IT系統(tǒng)可以有中性線，但IEC強烈建議不要設(shè)置中性線。因為如果設(shè)置中性線，IT系統(tǒng)中N線的任意一點發(fā)生接地故障，系統(tǒng)就不再是IT系統(tǒng)。

IT系統(tǒng)的接線圖如圖1所示。

圖1信息技術(shù)系統(tǒng)接線圖

信息技術(shù)系統(tǒng)特征

IT系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時，只是非故障接地的電容電流，其值很小。外露導(dǎo)電部分對地電壓不超過50V，不需要立即切斷故障電路來保證供電的連續(xù)性；-發(fā)生接地故障時，對地電壓增加1.73倍；-220伏負載應(yīng)配備降壓變壓器，或僅由系統(tǒng)外的電源供電；-安裝絕緣警察。使用地點:需要供電的連續(xù)性，如應(yīng)急電源、醫(yī)院手術(shù)室等。

當供電距離不是很長時，IT供電系統(tǒng)可靠性高，安全性好。一般用在不允許停電的地方，或者需要嚴格連續(xù)供電的地方，如電爐煉鋼、大型醫(yī)院手術(shù)室、地下礦山等。井下供電條件差，電纜容易受潮。即使電源中性點不接地，一旦設(shè)備漏電，單個相對地漏電流仍然很小，不會破壞電源電壓的平衡，因此比電源中性點接地的系統(tǒng)更安全。但是如果是長距離使用，電源線對地的分布電容是不能忽略的。當負載短路或漏電使設(shè)備外殼帶電時，漏電流通過大地形成橋梁，保護設(shè)備不一定動作，很危險。只有供電距離不太長的時候才比較安全。這種電源在施工現(xiàn)場很少見。

第二，TT體系

TT系統(tǒng)是電源中性點直接接地，電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)。一般電源中性點的接地叫工作接地，設(shè)備外露導(dǎo)電部分的接地叫保護接地。

在TT系統(tǒng)中，這兩個接地系統(tǒng)必須相互獨立。設(shè)備接地可以是每臺設(shè)備都有自己獨立的接地裝置，也可以是幾臺設(shè)備共用一個接地裝置。

TT系統(tǒng)的接線圖如圖2所示。

圖2 TT系統(tǒng)接線圖

TT系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:

1)當高壓線路和低壓線路重合或配電變壓器高低壓繞組絕緣擊穿時，可抑制低壓電網(wǎng)中的過電壓。

2)對低壓電網(wǎng)雷電過電壓有一定的泄漏能力。

3)與低壓電器外殼接地相比，當電器遇到外殼碰撞事故時，可以降低外殼的接地電壓，從而降低人身觸電的危害程度。

4)由于單相接地時接地電流大，保護裝置(漏電保護器)運行可靠，故障能及時排除。

TT系統(tǒng)的主要缺點是:

1)當雷電擊中低壓和高壓線路時，配電變壓器可能會發(fā)生正向和反向變換過電壓。

2)低壓電氣設(shè)備外殼接地的保護效果不如IT系統(tǒng)。

3)電氣設(shè)備金屬外殼帶電(相線接觸外殼或設(shè)備絕緣損壞發(fā)生漏電)時，由于有接地保護，可大大降低觸電風險。但低壓斷路器(自動開關(guān))可能不會跳閘，導(dǎo)致漏電設(shè)備外殼對地電壓高于安全電壓，是危險電壓。

4)當漏電流較小時，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以需要漏電保護器保護，所以TT系統(tǒng)很難推廣。

5)5)TT系統(tǒng)的接地裝置耗鋼量大，回收難度大，費時費力。

TT系統(tǒng)的應(yīng)用

在TT系統(tǒng)中，接地裝置靠近設(shè)備，所以PE線斷線的概率小，容易被發(fā)現(xiàn)。

TT系統(tǒng)設(shè)備正常運行時不帶電，故障時外殼的高電位不會沿PE線傳遞到整個系統(tǒng)。因此，TT系統(tǒng)適合為電壓敏感型數(shù)據(jù)處理設(shè)備和精密電子設(shè)備供電，在爆炸、火災(zāi)等危險場所具有優(yōu)勢。

TT系統(tǒng)可以大大降低漏電設(shè)備上的故障電壓，但一般不能降低到安全范圍。因此，TT系統(tǒng)必須配備漏電保護裝置或過流保護裝置，前者是首選。

TT系統(tǒng)主要用于低壓用戶，即不配備配電變壓器、從外部引入低壓電力的小用戶。

三、TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)是電源中性點直接接地，設(shè)備外露導(dǎo)電部分直接與電源中性點電連接的系統(tǒng)。

在TN系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備裸露的導(dǎo)電部分都連接到保護線上，并連接到電源的接地點，通常是配電系統(tǒng)的中性點。

TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點直接接地，電氣裝置裸露的導(dǎo)電部分通過保護導(dǎo)體與該點相連。

TN系統(tǒng)通常是中性點接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特征是電氣設(shè)備裸露的導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)的接地點相連，當外殼碰撞發(fā)生短路時，短路電流通過金屬導(dǎo)線形成閉合電路。形成金屬單相短路，從而產(chǎn)生足夠的短路電流，使保護裝置可靠運行，排除故障。

如果工作零線N重復(fù)接地，在外殼短路時，可能會有一部分電流分流到重復(fù)接地點，使保護裝置不可靠或拒動，擴大故障。

TN系統(tǒng)，即三相五線制，由于N線和PE線分開敷設(shè)，相互絕緣，所以PE線與電氣設(shè)備外殼連接，而不是N線。所以我們最關(guān)心的是PE線的潛力，而不是N線的潛力。所以重復(fù)接地不是N線重復(fù)接地。如果PE線和N線一起接地，由于PE線和N線連接在重復(fù)接地點，所以在配電變壓器重復(fù)接地點和工作接地點的連接上，PE線和N線沒有區(qū)別。原本由N線承擔的零線電流變成由N線和PE線分擔，部分電流通過重復(fù)接地點分流。這樣可以認為重復(fù)接地點前面沒有PE線，只有原PE線和N線并聯(lián)組成的PEN線會失去原TN-S系統(tǒng)的優(yōu)勢，所以PE線和N線不能一起接地。

根據(jù)保護零線與工作零線是否分離，TN系統(tǒng)分為三種:TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)。

(1)總氮碳系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)接線圖如圖3所示。

圖3總氮-碳系統(tǒng)接線圖

在TN-C系統(tǒng)中，PE線和N線的功能是集成在一起的，一個叫做PEN線的導(dǎo)線同時承擔這兩種功能。在電氣設(shè)備上，PEN線連接到負載中性點和設(shè)備的外露導(dǎo)電部分。由于其固有的技術(shù)缺陷，一直很少使用，尤其是在民用配電中，TN-C系統(tǒng)基本不允許使用。

總氮碳系統(tǒng)的特點

1)設(shè)備外殼帶電時，接零保護系統(tǒng)會將漏電流提升為短路電流，實際上是單相短路故障，保險絲熔斷或自動開關(guān)跳閘，使故障設(shè)備斷電，更安全。

2)TN-C系統(tǒng)只適用于三相負荷基本平衡的情況。如果三相負載不平衡，工作零線上有不平衡電流，對地有不平衡電壓，所以與保護線相連的電氣設(shè)備的金屬外殼有一定的電壓。

3)如果工作零線斷線，接零的帶電設(shè)備外殼帶電。

4)如果電源的相線接地，設(shè)備的外殼電位會上升，導(dǎo)致中線危險電位蔓延。

5)TN-C系統(tǒng)干線上使用漏電斷路器時，必須將工作零線后的所有重接地全部切除，否則漏電開關(guān)不能閉合，工作零線后的所有重復(fù)接地必須切除，否則漏電開關(guān)不能閉合，工作零線在任何情況下都不能斷開。因此，在實踐中，工作零線只能在漏電斷路器的上側(cè)重復(fù)接地。

(2)總氮硫系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)接線圖如圖4所示。

圖4 TN-S系統(tǒng)接線圖

TN-S系統(tǒng)中性線n與TT系統(tǒng)相同。與TT系統(tǒng)不同，電氣設(shè)備裸露的導(dǎo)電部分通過PE線連接到電源的中性點，與系統(tǒng)的中性點共用接地體，而不是連接到自己的專用接地體。中性線(N線)和保護線(PE線)是分開的。

TN-S系統(tǒng)最大的特點是系統(tǒng)中性點分開后，N線和PE線不能有任何電氣連接。一旦這個條件被打破，TN-S系統(tǒng)將不再建立。

總氮硫系統(tǒng)的特點

1)系統(tǒng)正常運行時，專用保護線上沒有電流，但工作零線上有不平衡電流。PE線與地之間沒有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼的接零保護接至專用保護線PE，安全可靠。

2)工作零線僅用作單相照明負載電路。

3)專用保護線PE不允許斷線或進入漏電開關(guān)。

4)漏電保護器在干線上使用，所以漏電保護器也可以安裝在TN-S系統(tǒng)的供電干線上。

5)TN-S供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)、民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。

(3)總氮-C-S系統(tǒng)

總氮-C-S系統(tǒng)接線圖如圖5所示。

圖5總氮-C-S系統(tǒng)接線圖

總氮C-S系統(tǒng)是總氮碳系統(tǒng)和總氮硫系統(tǒng)的結(jié)合體。在總氮-C-S系統(tǒng)中，電源引出段采用總氮-碳系統(tǒng)。因為這一段沒有電氣設(shè)備，只起到電能傳輸?shù)淖饔?。到電氣負荷附近的某一點，EN線分開，形成單獨的N線和PE線。從這一點來說，系統(tǒng)相當于TN-S系統(tǒng)。

總氮-C-S系統(tǒng)的特點

1)TN-C-S系統(tǒng)可以降低電機外殼對地電壓，但不能完全消除該電壓。該電壓的大小取決于不平衡負載和線路長度。要求不平衡負載電流不能太大，PE線要反復(fù)接地。

2)PE線路在任何情況下都不能進入漏電保護器，因為線路末端的漏電保護器會使之前的漏電保護器跳閘，造成大規(guī)模停電。

3)除主箱處PE線必須與N線連接外，其他子箱處不得連接N線和PE線，PE線上不得安裝開關(guān)和熔斷器。

實際上，總氮C-S系統(tǒng)是總氮碳系統(tǒng)的一種靈活的方法。當三相電力變壓器工作接地良好，三相負荷相對平衡時，總氮C-S系統(tǒng)在施工實踐中效果良好。但當三相負荷不平衡，施工現(xiàn)場有專用電力變壓器時，必須采用TN-S供電系統(tǒng)。