電氣接地的基本概念與作用

一、接地的基本概念

1、地

一般指大地。電氣上的地是指零電位的地方。

2、接地

電氣上所說的接地是指電氣接地。保護接地常簡稱接地。

3、電氣接地

電氣設備或設施的任何部位（不論帶電與不帶電）人為或自然地與具有零電位的大地相接通的方式稱為電氣接地。

4、接地體

埋入土壤內(nèi)并與大地直接接觸的金屬導體或?qū)w組，叫做接地體，也叫接地極。按設置結構可分為人工接地體和自然接地體兩類。

5、接地線

連接接地體與電氣設備應接地部分的金屬導體叫做接地線。通常分為接地干線和接地支線。

6、接地裝置

是指人為設置的接地體與接地線的總稱。

7、接地電流

從帶電體流入地下的電流稱為接地電流?？煞譃檎＝拥仉娏髋c故障接地電流。

8、接地電阻

是指整個接地裝置的電阻值，是接地體的流散電阻和接地線本身電阻之和。接地線電阻一般很小，常忽略不計，故可近似認為接地電阻就等于流散電阻。通常所說的接地電阻是對工頻電流而言。

二、接地的作用

接地的作用主要是防止人身遭受電擊、防止設備和線路遭受損壞、預防火災和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運行。

1、防止人身遭受電擊

電擊所產(chǎn)生的電流通過人體將產(chǎn)生病理性生理反應，例如呼吸困難、血壓升高、心室顫動、直至死亡，所以必須采取防護措施。將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，以保護人體的安全。

2、保障電氣系統(tǒng)正常運行

電力系統(tǒng)接地一般為中性點接地。中性點的接地電阻很小，因此中性點與地間的電位接近于零。當相線碰殼或接地時，其它兩相對地電壓在中性點絕緣系統(tǒng)中將升高為相電壓的√3倍；在中性點接地的系統(tǒng)中，則接近于相電壓，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行，防止系統(tǒng)振蕩，而且系統(tǒng)中的電氣設備和線路只需要按相電壓考慮其絕緣水平，降低了電氣設備的制造成本和線路的建設費用。由于有中性點的接地線，也保證了繼電保護的可靠性。

3、防止雷擊和靜電的危害

雷擊時產(chǎn)生靜電感應和電磁感應，物料在生產(chǎn)和運輸中，因摩擦而起的靜電都可能造成電擊或火災危險，必須裝設防雷裝置和防靜電接地。

三、接地的分類

按接地的作用一般分為保護性接地和功能性接地兩種。

1、保護性接地

1）防電擊接地

為防止電氣設備絕緣損壞或產(chǎn)生漏電流時，使平時不帶電的外露導電部分帶電而導致電擊，將電氣設備的外露導電部分接地稱為防電擊接地。這種接地還可以限制線路涌流或高壓竄入低壓而引起高電壓；當發(fā)生電氣故障時，有利于過電流保護裝置動作跳閘。

2）防雷擊接地

將雷電流導入大地，防止雷電流使人身受到電擊或財產(chǎn)受到破壞。

3）防靜電接地

將靜電荷引入大地，防止由于靜電積聚對人體和設備造成危害。這種接地還可以防止集成電路受到靜電作用產(chǎn)生故障。

4）防電蝕接地

地下埋設金屬體作為犧牲陽極或陰極，防止電纜、金屬管道等受到電蝕。

2、功能性接地

1）工作接地

為保證電力系統(tǒng)正常運行，防止系統(tǒng)振蕩，保證繼電保護的可靠性，在交、直流電力系統(tǒng)的適當?shù)胤竭M行接地。交流一般為中性點，直流一般為中點。

2）邏輯接地

為確保穩(wěn)定的參考電位，將電子設備中適當?shù)慕饘偌鳛檫壿嫷兀话悴捎媒饘俚装遄鬟壿嫷?。常將邏輯接地及其?a href="http://ttokpm.com/analog/" target="_blank">模擬信號系統(tǒng)的接地統(tǒng)稱為直流地。

3）屏蔽接地

將電氣干擾源引入大地，抑制外來電磁干擾對電子設備產(chǎn)生的影響，也可減少電子設備產(chǎn)生的干擾影響其它。

4）信號接地

為保證信號具有穩(wěn)定的基準電位而設置的接地，例如檢測漏電流的接地、阻抗測量和電暈放電損耗測量等電氣參數(shù)測量的接地。

四、接地的組成

接地的組成可分為電氣設備接地和供電系統(tǒng)接地兩部分。

1、電氣設備接地的組成

1）接地極，T

與大地緊密接觸，用來與大地發(fā)生電氣接觸的一個或一組導體。

2）外露導電部分，M

電氣設備能觸及的導電部分。正常時不帶電，故障時可能帶電，通常為電氣設備的金屬外殼。

3）外露導電部分，C

不屬于電氣設備的導電部分，但可以引入電位，一般是地電位，如建筑物的金屬結構。

4）主接地端子板，B

建筑物各種接地如工作接地、保護接地端子和等電位聯(lián)接線端子的組合。

5）保護線，PE

將接地極、外露導電部分、主接地端子板、電源接地點或人工接地點任何部分作電氣連接的導體。其中連接多個外露導電部分的導體稱為保護干線，MPE。

6）接地線，G

將主接地端子板或外露導電部分，直接接到接地極的保護線。連接多個接地端子板的接地線稱為接地干線，MT。

7）等電位聯(lián)結線，LP

將保護干線、接地干線、主接地端子板、建筑物內(nèi)的金屬管道以及可利用的屬構件連接起來的導體稱為等電位聯(lián)結線。

2、供電系統(tǒng)接地的組成

1）相線，L

輸送電能的導體，一般情況下不接地，但在個別條件下可能接地。

2）中性線，N

與系統(tǒng)中性點相連并起輸送電能作用的導體。

3）保護中性線，PEN

兼有保護線和中性線作用的導體。

4）電源接地點

將電源可以接地的一點（通常是中性點）進行接地。

5）人工接地點

為了接地的需要，將不接地的配電系統(tǒng)中可接地的一點通過特定設備，如接地變壓器進行接地。

五、接地和接零的原理

1、保護接地的原理

1）保護接地就是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的金屬部分用導線與接地體可靠連接起來的一種保護方式。

2）保護接地是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構架和線路桿塔等帶電危及人身和設備安全而進行的接地。

3）保護接地的基本原理是限制漏電設備對地的泄漏電流，使其不超過某一安全范圍，一旦超過某一整定值保護器就能自動切斷電源。

4）保護接地通常用于對地絕緣的配電系統(tǒng)，即中性點不接地系統(tǒng)。

（1）如上圖所示，電氣設備若沒有采取保護接地，當一相絕緣損壞漏電使金屬外殼帶電時，操作人員誤觸及漏電設備，故障電流將通過人體和線路對地絕緣阻抗構成回路。絕緣阻抗是絕緣電阻和分布電容的并聯(lián)組合，其接地電流的大小與線路絕緣的好壞、分布電容的大小及電網(wǎng)對地電壓的高低成正比。線路的絕緣越壞，對地分布電容越大、電壓越高、觸電的危險性越大。

（2）如上圖所示，漏電設備采取保護接地措施以后，故障電流將會通過接地體流散，流過人體的電流僅是全部接地電流中的一部分，通過人體電流

Ib=IeRo/（Ro+Rb），Rb與Ro并聯(lián)

接地電阻 Ro越小，流過人體的電流Ib就越小。人體電阻（一般約為1000Ω）比接地電阻（一般小于4Ω）大的多，根據(jù)并聯(lián)分流公式可知，絕大部分電流通過接地體形成回路，流過人體的電流很小，從而保證了人身安全。為了限制設備漏電時外殼對地電壓不超過安全范圍，要求保護接地阻值不大于4Ω。

5）保護接地也有用在中性點接地系統(tǒng)如TT系統(tǒng)的，但有局限性。

（1）上圖中U為電網(wǎng)電壓，Rde和Rpe分別為中性點接地電阻和保護接地電阻，當某相碰殼時，如忽略相線阻抗及電源內(nèi)阻的影響，則接地電流

Ie=U/（Rde+Rpe），若U=220V，Rde=4Ω，Rpe=4Ω則Ie=27.5A。在接地短路電流Ie作用下，線路保護裝置動作切斷電源，保證了人身安全。

（2）若保護裝置未動作，則故障設備外殼對地電壓U=IeRpe=27.5×4=110V，若保護接地電阻大于中性點接地電阻，設備外殼的對地電壓將會超過110V，危險性更大。為了安全可靠，保護接地電阻越小越好。由于保護接地受到接地電阻的制約，中性點接地系統(tǒng)的保護接地有很大的局限性。

2、保護接零的原理

1）保護接零就是將設備在正常情況下不帶電的金屬部分，用導線與系統(tǒng)的零線可靠連接起來的保護方式。

2）保護接零是將電氣設備外露的不帶電金屬外殼、構架等部分與配電網(wǎng)的保護導體包括PE線和PEN線緊密連接起來，在設備“碰殼”時短路電流啟動保護裝置切斷電源，以保證人身安全。

3）保護接零的基本原理是借助接零線使設備漏電形成單相短路，由短路電流促使線路上的過電流保護裝置迅速動作，以切斷故障設備的電源。在保護接零電網(wǎng)中，保護零線和重復接地還可限制設備漏電時的對地電壓。

4）保護接零只適用于中性點直接接地的低壓電網(wǎng)。

如上圖所示，電氣設備正常工作時零線不帶電壓，由于設備外殼是與電源零線相連的，人體觸摸設備外殼等于觸摸零線，并無觸電危險。當電氣設備發(fā)生“碰殼”故障時，其金屬外殼將相線與零線直接接通，單相接地故障遂成為單相短路。由于相線和零線有足夠的截面，阻抗很小，產(chǎn)生很大的短路電流使保護設備熔斷器或自動開關迅速動作，切斷故障設備的電源，從而確保安全。

六、接地和接零的要求

1、導電的連續(xù)性

1）接地、接零裝置必須保證電氣設備與接地體之間，或與變壓器中性點之間導電的連續(xù)性，不得有脫節(jié)現(xiàn)象。采用建筑物或構筑物的鋼結構、行車的鋼軌、金屬管道、電纜金屬外皮、布線的鋼管等作地線時，其伸縮縫或接頭處應加跨接線，以保證連續(xù)可靠。裝置完工應進行連續(xù)性試驗，最遠兩點之間的電阻應小于1Ω。

2）接零系統(tǒng)的零線上不得裝設熔斷器或開關。

2、接地裝置連接可靠

接地裝置之間的連接，一般采用焊接和壓接。

1）采用扁鋼做接地線時，其搭接長度應為寬度的2倍，且至少在三個棱邊進行焊接；采用圓鋼時搭接長度為直徑的6倍。

2）不能采用焊接時，可用螺栓或卡箍壓接，但必須把接觸表面處理光潔，保證接觸良好，另外還應采取防松措施，如用彈簧墊圈等。

3）接地干線、接零干線應有兩處或兩處以上同接地體相連，以提高可靠性。

3、足夠的機械強度

1）為保證足夠的機械強度并考慮防腐的要求，接地線、接零線和接地體的最小尺寸應符合規(guī)定。

2）應盡量采用鋼質(zhì)接地、接零線，有困難時可采用銅或鋁導線，但地下不得采用裸鋁導體做接地、接零線。

3）攜帶式電氣設備應采用截面為0.75～1.5m㎡以上，專用黃綠雙色銅芯軟線作接地、接零線。

4、足夠的導電能力和熱穩(wěn)定性

1）接地線應有足夠的導電能力來滿足接地短路電流的要求。接地干線的載流量應不小于相干線的1/2；接地支線的的載流量應不小于相干線的1/3。

2）大接地短路電流系統(tǒng)的接地裝置應校核發(fā)生單相接地短路時的熱穩(wěn)定性，即校核是否能承受單相接地短路電流產(chǎn)生的大量熱能的考驗。

3）零線的截面應在符合最小截面的要求下，使在任何一點發(fā)生短路時，短路電流均大于熔絲額定電流的4倍或自動開關斷開電流的1.5倍，以保證接零系統(tǒng)中設備發(fā)生碰殼時，保護裝置能立即切斷電源，否則所有接零設備的外殼都帶電，發(fā)生觸電的危險性更大。為滿足線路能自動切除故障的要求，一般零線的電導應不小于本線路中最大相線電導的1/2。

5、零線必須重復接地

1）在接零系統(tǒng)中，除電網(wǎng)中性點接地外，還必須將零線重復接地。重復接地的作用是：

（1）降低漏電設備的對地電壓

如果未實行重復接地，漏電設備對地電壓為單相短路電流在零線部分產(chǎn)生的電壓降；而有了重復接地，則漏電設備外殼對地電壓僅為接地短路電流在重復接地電阻上產(chǎn)生的電壓降。顯然，此時設備外殼對地電壓僅占零線電壓降的一部分，所以危險性相對減小。

（2）減輕零線斷裂時的觸電危險

未實行重復接地的零線上，當在設備之間的某一處零線斷裂后，某一電氣設備發(fā)生碰殼短路時，所有接在該零線斷裂點后邊的無故障電氣設備外殼均帶有接近于相電壓的電壓，嚴重威脅人身安全。如果實行重復接地，在設備之間的某一處零線斷裂后，斷裂處前后兩邊的設備外殼對地電壓之和為相電壓。因為設備外殼對地電壓都小于相電壓，所以觸電危險性相對減小。

（3）縮短碰殼或接地短路故障的持續(xù)時間

由于重復接地和工作接地構成了零線的并聯(lián)分支，所以一旦發(fā)生短路，能增加短路電流，而且線路越長，短路電流越大，這就加速了線路保護裝置的動作，縮短了故障的持續(xù)時間。

（4）改善架空線路的防雷性能

架空線路零線上的重復接地，對雷電流有分流作用，這就有利于限制雷電過電壓，從而可改善防雷性能。

2）下列情況下零線應重復接地

（1）架空線路末端；

（2）長度超過200米的架空線分支處及分支末端；

（3）架空線進戶處或出戶處；

（4）無分支線路每隔1km的直線段。

6、防止機械損傷

1）接地、接零線應安裝在明顯處以便于檢查。但應盡量安裝在人不宜接觸的地方，以免意外損傷。

2）零線的安裝要求與相線相同。接地、接零線與相線應有明顯的標志區(qū)別：工作零線為淡藍色，保護零線為黃綠雙色。

3）接地、接零線與通車道路交叉時，應加鋼管保護并留有伸縮余地；穿過墻壁、樓板時應加鋼管保護。

7、防腐蝕

為了防止腐蝕，接地體最好用鍍銅或鍍鋅材料制成。明敷的接地、接零線可以涂防腐漆；喑敷在地中的接地體可以涂防腐瀝青。

8、保證地下安裝距離

保護用接地體與建筑物的距離應不小于1.5m；與獨立避雷針接地體的距離應不小于3m；接地體頂端離地面的距離應不小于0.6m，保證在凍土層之下。

9、接地和接零線不得串接

1）為了提高可靠性，每臺電氣設備應有單獨的接地或接零線，不準串接使用。

2）接單相三孔插座時，不允許將電源中性線孔與接地線孔串接。當零線斷路或接頭氧化、松脫時，負載回路中無電流，負載上無壓降，電氣設備的金屬外殼上就帶有220V的對地電壓，嚴重危及人身安全。

七、高壓系統(tǒng)接地制式

供電系統(tǒng)和電氣設備接地方式的組合稱為接地制式。接地制式的選用與供電電壓有關。高壓系統(tǒng)接地采用最廣泛的是中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。

1、中性點不接地系統(tǒng)

中性點不接地系統(tǒng)供電可靠性高，當發(fā)生單相接地故障時，不構成短路回路，接地電流不大，不必切除接地相，但非故障相對地電壓升高為線電壓，因此，對絕緣要求較高。

1）正常運行情況

系統(tǒng)正常運行時，中性點對地電壓的大小和相位與各相對地電容是否對稱以及網(wǎng)絡對稱程度有關，實際上電網(wǎng)各相對地電容不會完全相等，但不對稱度很小，故可認為中性點對地電壓近似為零。

2）單相接地故障

（1）金屬性接地

經(jīng)故障相流入故障點的電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍；中性點對地電壓升高為相電壓；非故障相的對地電壓升高為線電壓；線電壓與正常時相同。

（2）非金屬性接地

中性點對地電壓和故障相對地電壓大于零而小于相電壓；非故障相對地電壓大于相電壓而小于線電壓；故障相接地電容電流比金屬性接地小。

（3）單相接地引起的電弧過電壓

當接地電流大于5A而小于20A時，電網(wǎng)的電感和電容形成震蕩回路，將會產(chǎn)生一種不穩(wěn)定的間歇性電弧，從而引起電弧過電壓。非故障相電壓的幅值可達相電壓峰值的2.5～3倍，容易引起非故障相對地擊穿而發(fā)展成相間短路。因此發(fā)生單相接地時，應由絕緣監(jiān)察裝置立即發(fā)出預告信號，此時警鈴響，“系統(tǒng)接地”光字牌亮。

3）應用范圍

中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時線電壓仍然對稱。若接地電流小，電流過零時電弧將自行熄滅，接地故障隨之消失；若接地電流大，則產(chǎn)生間歇電弧或穩(wěn)定電弧造成過電壓或燒壞電氣設備。故中性點不接地系統(tǒng)僅適用于單相接地電容電流不大的小電網(wǎng)。我國規(guī)定中性點不接地系統(tǒng)的應用范圍為：

（1）3～10kV電網(wǎng)單相接地電流不大于30A；

（2）35～60kV電網(wǎng)單相接地電流不大于10A。

2、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

在中性點不接地系統(tǒng)中，為了減小接地電流超過允許值時在接地點形成間歇性電弧或穩(wěn)定電弧的危害，通常采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。

1）消弧線圈的結構

消弧線圈是一個鐵芯可調(diào)的電感線圈，其鐵芯上套有繞組，繞組有若干個抽頭，以便根據(jù)電網(wǎng)的不同情況調(diào)整消弧線圈的補償電流。另外還有一個額定電壓為110V，額定電流為10A的信號線圈。當電網(wǎng)中有接地故障時，信號線圈發(fā)出警告信號，并接通位于消弧線圈隔離開關旁邊的信號燈，指示有接地故障存在或中性點對地電壓過高，此時禁止操作隔離開關，否則會導致帶負荷拉隔離開關的誤操作。在消弧線圈的接地端還裝有一個電流互感器，用來檢測通過消弧線圈電流的大小。

2）消弧線圈的作用原理

消弧線圈安裝在變壓器的中性點上，正常運行時，電網(wǎng)三相接近對稱，中性點對地電壓近似為零，通過消弧線圈的電流很??；發(fā)生單相接地后，中性點電位漂移，故障點流過電容電流，消弧線圈中將產(chǎn)生一個與電容電流相位相反的電感電流進行補償，使故障點電流降至10A以下，有利于防止弧光過零后重燃，達到滅弧的目的，降低高幅值過電壓出現(xiàn)的幾率，防止事故進一步擴大。當消弧線圈正確調(diào)諧時，不僅可以有效地減少產(chǎn)生弧光接地過電壓的機率，還可以有效地抑制過電壓的輻值，同時也最大限度地減小了故障點熱破壞作用及接地網(wǎng)的電壓等。

3）消弧線圈的補償方式

（1）全補償

lL=Ic，表明接地點的電容電流全部被補償，接地點電流為零，這種情況稱為全補償。但全補償?shù)臈l件也是串聯(lián)諧振的條件，電網(wǎng)容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓，可能造成電氣設備的損壞，故一般電網(wǎng)不采用全補償方式。

（2）IL＜Ic，電感電流不能完全補償接地電容電流，因而在接地點仍有殘余的電容電流，如數(shù)值較小，電流過零時電弧可自行熄滅。但當系統(tǒng)頻率降低或運行方式改變需切除部分線路時，也可能形成串聯(lián)諧振的條件，產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓。因此一般也不采用欠補償方式。

（3）過補償

IL＞Ic，補償后的殘余電流呈感性，不會出現(xiàn)串聯(lián)諧振的情況。但殘余電感電流不能太大，也不能太小，太大會在接地處產(chǎn)生間歇性電弧或穩(wěn)定電??；太小又將接近全補償而引起串聯(lián)諧振過電壓。

4）經(jīng)消弧線圈接地的應用范圍

消弧線圈能有效地減小單相接地電流，迅速熄滅電弧，防止間歇性電弧引起的過電壓，故廣泛用于3～60kⅤ的電網(wǎng)。國家規(guī)定在中性點不接地的3～10kV系統(tǒng)中，當電容電流超過30A或在中性點不接地的35～60kV系統(tǒng)中，電容電流超過10A時，需采用經(jīng)消弧線圈接地方式。

3、中性點直接接地系統(tǒng)

1）應用

大多數(shù)的110kV電網(wǎng)均采用中性點直接接地方式，以降低絕緣水平，減少設備和線路的投資。220kV及以上電壓的電網(wǎng)，除存在對地電容外，還有較大的電暈損耗和泄漏損耗。因而接地電流中既有無功分量，又有有功分量，消弧線圈不能消除接地電流中的有功分量。因此，規(guī)定220kV及以上電壓的電網(wǎng)中性點采用直接接地方式。

2）優(yōu)點

（1）中性點直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，中性點的電位仍保持為零，非故障相的對地電壓仍為相電壓，故對設備的絕緣沒有危害，因而可降低設備的絕緣水平和造價。我國110kV及以上的電力網(wǎng)基本上都采用中性點直接接地。

（2）發(fā)生單相接地故障時，線路中將流過較大的單相接地短路電流，從而使線路繼電保護裝置迅速斷開故障部分，有效地防止單相接地時可能產(chǎn)生的間歇電弧過電壓，因而采用中性點直接接地方式可以克服中性點不接地方式所存在的某些不足。

3）缺點

（1）中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，除了接地相要流過較大的單相接地短路電流危害設備的運行外，嚴重時還會破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，中斷供電。為了彌補這個缺點，可在線路上裝設三相或單相自動重合閘裝置，以此來提高供電的可靠性。

（2）在中性點直接接地系統(tǒng)中，單相接地電流將在導線周圍產(chǎn)生磁場，從而對附近的通信線路和信號裝置產(chǎn)生電磁干擾。為了避免這種干擾，應使輸電線路遠離通信線路，或在弱電線路上采用特殊的屏蔽裝置，這些措施將在一定程度上使線路的造價增大。為了限制單相短路電流值，通常只將電力網(wǎng)中一部分變壓器的中性點直接接地或經(jīng)阻抗接地。

八、低壓系統(tǒng)接地制式

低壓系統(tǒng)接地制式按配電系統(tǒng)和電氣設備不同的接地組合來分類。

1、表示方法

國際電工委員會規(guī)定，低壓系統(tǒng)接地制式一般由兩個法文字母組成，必要時可加后續(xù)字母。

1）第一個字母表示電源接地點對地的關系：T表示直接接地，I表示不接地或通過阻抗與大地相連。

2）第二個字母表示電氣設備的外露導電部分與地的關系：其中T表示獨立于電源接地點的直接接地，N表示直接與電源系統(tǒng)接地點或該點引出的導體相連接。

3）后續(xù)字母表示中性線與保護線之間的關系：其中C表示中性線N與保護線PE合并為PEN線，S表示中性線與保護線分開，C-S表示在電源側(cè)為PEN線，從某點分開為N及PE線。

2、低壓接地制式分類

低壓接地制式將配電系統(tǒng)分為TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT五種。

1）TN系統(tǒng)

在TN系統(tǒng)中，所有電氣設備的外露導電部分接到保護線上，與配電系統(tǒng)的接地點相連。保護線應在每個變電所或變電站附近接地。配電系統(tǒng)引入建筑物時，保護線在其入口處接地。為了故障時保護線的電位盡量接近地電位，應盡可能將保護線與附近的接地極相連，如有必要，可增加接地點，并使其均勻分布。

當中性線截面小于相線截面時，如果回路的相線保護裝置不能保護中性線短路，或者正常工作時流過中性線的電流并不明顯小于該導線的載流量時，在中性線上必須裝設相應于該導線截面的電流檢測裝置，該裝置受到激勵時應使相線斷電，但不必斷開中性線。

根據(jù)中性線N與保護線PE是否合并的情況，TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S三種。

（1）TN-C系統(tǒng)

在TN-C系統(tǒng)中，保護線與中性線合并為PEN線，具有簡單經(jīng)濟的優(yōu)點。當發(fā)生接地短路故障時，故障電流大，可采用一般過電流保護電器切斷電源，保證安全。但對于單相負荷或三相不平衡負荷以及有諧波電流負荷的線路，PEN線有電流，它所產(chǎn)生的壓降呈現(xiàn)在電氣設備的金屬外殼和線路金屬套管上，對敏感性的電子設備不利。另外，PEN線上的微弱電流在爆炸危險環(huán)境也可能引起爆炸。同時由于PEN線在同一建筑物內(nèi)往往互有電氣連接，因此，當PEN線斷線或相線直接與大地短路時，都將呈現(xiàn)相當高的對地故障電壓，可能擴大事故范圍。

（2）TN-S系統(tǒng)

在TN-S系統(tǒng)中，保護線和中性線分開，具有TN-C系統(tǒng)的優(yōu)點，但價格較貴。由于正常時PE線不通過負荷電流，與PE線相連接的電氣設備金屬外殼正常時不帶電位，所以適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器設備的供電，也可用于有爆炸危險的環(huán)境中。在民用建筑內(nèi)部，家用電器大都有單獨接地的插頭，采用TN-S供電，既方便又安全。但TN-S系統(tǒng)仍不能解決相線對大地短路引起電壓升高和對地故障電壓的蔓延問題。

（3）TN-C-S系統(tǒng)

如上圖所示，PEN線自A點起分為保護線和中性線，分開以后N線應對地絕緣。為了防止分開后的PE線與N線混淆，規(guī)定PE線和PEN線涂黃綠相間的色標，N線涂淺藍色的色標。PEN線自分開后，PE線與N線不能再合并，否則將失去TN-S系統(tǒng)的特點。

在工礦企業(yè)中，線路前端大多為固定設備，對電位敏感的電氣設備往往在線路末端，因此到了末端改為TN-S系統(tǒng)十分有利。在民用建筑中，電源線路采用TN-C系統(tǒng)，進入建筑屋內(nèi)改為TN-S系統(tǒng)。PEN分開后即有專用的保護線，可以確保TN-S所具有的特點。

2）TT系統(tǒng)

（1）在TT系統(tǒng)中電源直接接地，一般是變壓器或發(fā)電機的中性點接地。電氣設備的金屬外殼用單獨的接地極接地，與電源在接地上無電氣聯(lián)系，所以適用于對電位敏感的數(shù)據(jù)處理設備和精密電子設備的供電。PE線也可各自獨立，避免發(fā)生故障時對地故障電壓的蔓延問題。但對中性線斷裂后引起相電壓的升高等問題，需要采取適當措施。

（2）TT系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，短路電流由于受到電源側(cè)接地電阻和電氣設備側(cè)接地電阻的限制，短路電流不大，故可減少接地短路時產(chǎn)生的危險性。但除了小容量用電設備外，大多數(shù)情況下，不足以使一般的過流保護設備切斷電源，容易造成電擊事故。因此，TT系統(tǒng)特別適用于容量較小的電氣負荷。如果電氣負荷容量較大，必須采用剩余電流保護電器切斷電源，由于剩余電流保護電器價格較貴，且在容量上、品種上還必須滿足特殊負荷的要求，給TT系統(tǒng)的應用帶來一定的限制。

3）IT系統(tǒng)

（1）IT系統(tǒng)如上圖所示，其中（a）是配電系統(tǒng)中性點與地絕緣；（b）是配電系統(tǒng)中性點經(jīng)阻抗接地，電源接地極和外露導電部分的接地極分開；（c）是電源中性點經(jīng)阻抗接地，外露導電部分接到電源的接地極上。

（2）IT系統(tǒng)的電源不接地或通過阻抗接地，電氣設備的外露導電部分可直接接地或通過保護線接到電源的接地極上。IT系統(tǒng)當出現(xiàn)第一次故障時，故障電流受到限制，電氣設備的金屬外殼上不會產(chǎn)生危險性的接觸電壓，因此可以不切斷電源，電器設備尚能繼續(xù)運行。此時報警設備報警，通過檢查線路來消除故障，可減少或消除電氣設備的停電時間，所以特別適用于要求能連續(xù)工作的電氣設備。同時，由于第一次故障時的故障電流很小，因此也適用于有爆炸危險的環(huán)境。但如果在消除第一次故障前又發(fā)生第二次故障，例如不同相的雙重短路，故障點遭受線電壓，故障電流很大，非常危險，因此必須具有可靠而且易于檢測出故障點的報警設備。

（3）IT系統(tǒng)強烈要求不要配出中性線，因為配出中性線后，當發(fā)生第一次故障時，lT系統(tǒng)將根據(jù)電氣設備外露導電部分的接地情況轉(zhuǎn)變?yōu)門N或TT系統(tǒng)，而保護設備原按IT系統(tǒng)配置，不能按TN或TT系統(tǒng)的要求動作，所以非常不安全。因為照明電壓的需要，IT系統(tǒng)往往引出中性線。在這種情況下，中性線上需要裝設過電流檢測裝置，該裝置受到激勵時，應將包括中性線在內(nèi)的所有帶電導線從電源斷開。如果該中性線短路已受到電源側(cè)保護電器的有效保護或該回路中剩余電流保護裝置的保護，且其額定剩余電流動作不超過該中性線載流量的0.15倍，該裝置動作時又能將所有帶電導線包括中性線斷開，則可不裝設檢測設備。