浅谈低压供电系统的接地方式及其应用

李大贵

摘要：低压配电系统有多种接地方式，每种接地方式都有自己的特点和优缺点，用户可以根据自身的需要选择投资较为经济又能保障运行安全的方式，因此加强对低压供电系统接地方式的研究与应用具有重要的意义。

关键词：低压供电系统;接地方式;应用

引言

低压供电系统的接地方式有三种：IT系统、TT系统、TN系，这三种接地方式容易混淆，本文主要对低压供电系统的接地方式及其应用进行了综合分析。

1、IT系统

IT接地系统与其它的TT接地系统、TN接地系统并列，这三种接地系统不必区分谁优谁劣的问题，只是要求在一定的条件或情况下，选择一种对应的合适的接地系统而已，每种接地系统都有相应的要求，设计中必须得到满足。IT系统特点：1）IT系统电源端无接地的中性线或经过阻抗接地，单相接地故障情况下通过非故障相的对地电容形成接地故障电流回路，接地故障电流很小，接地故障电压Uf很低，可带故障持续运行，供电连续性及安全性最高。在绝缘下降但未出现接地故障时，通过监测供电线路对地绝缘变化情况，在一次接地故障发生前及时处理隐患。即使一次接地故障隐患未处理，其发生后并不会对系统运行造成危害。但一次接地故障发生后并未处理，又发生二次接地故障时要求切断供电电源。因此，二次接地故障发生前需要发现并处理一次接地故障，以确保故障点对地电压及故障电流不会对人员造成伤害。IT系统故障电压计算可参见GB/T16895.10—2010低压电气装置第4-44部分：安全防护电压骚扰和电磁骚扰防护表44.A1中Uf值。I。2）IT系统不同于常见的TN，TT系统，其系统特性决定必须设置对地漏电流监测装置，工矿企业660V的IT系统常用漏电继电器，医疗场所IT系统常用绝缘监测器（IMD）。

由于中性点不接地或经过高电阻接地，单相接地电流只是非故障相对地电容电流的向量和，由于电网不大，接地电容电流也很小，如果设备的外露可导电部分接地电阻不大，在故障设备外露可导电部分的对对地电压不过几伏而已，不会对人造成危险，也不影响设备的继续运行，这样从而保证了供电的连续性。如果单相接地故障不排除，若又发生异相接地故障，从而通过大地或保护导体形成相间接地短路或相间短路，保护开关必须迅速切除故障，这样供电的连续性不复存在。为了克服上述的缺点，当发生第一次单相接地故障时，必须报警，使维修管理人员在不停电的情况下排除绝缘故障，保证供电的连续性。

2、TT系统

TT系统内的电源端中性点直接接地，电气装置外露可导电的部位连接接地极和电源中性点接地彼此之间相互独立。TT系统内的N线、PE线之间没有与电相关的联系，处于正常运行的状态下，TT系统更适合在无等电位联结的环境下应用。

TT接地系统优点：（1）采用剩余电流保护器对室外照明回路进行保护，灵敏度高，可以有效切除故障。（2）与TN-S系统相比，TT系统没有PE线，可避免PE线传导故障电压造成的间接触电事故。（3）与TN-S系统相比，节约PE线，节约一定工程造价成本。TT接地系统缺点：（1）在山区地下水位低、土壤电阻率高地段，室外照明直接利用基础地脚螺栓作为接地极，接地电阻值无法满足要求，需单独对每个灯杆另设接地极，施工难度较大，成本较高。（2）TT接地系统电源系统接地与设备接地需分开，在某些情况下比较难做到，比如室外照明距建筑很近的情况。（3）TT接地系统比TN-S接地系统故障电流小，采用剩余电流保护器做接地保护，灵敏度高，既是优点又是缺点，因为降低了供电可靠性。在室外照明正常情况下，泄漏电流较大，如果剩余电流整定过小，误动概率较大，所以IEC标准提出“TT系统接地电阻足够小的情况下，切断供电保护可用熔断器”，不采用剩余电流保护器。

3、TN系统

TN系统内部的电源端往往会有直接接地的一点，一般以中性点为主，电气装置外露的可导电部分对中性导体进行保护，或者实现导体和该点的连接，IEC标准根据N线、PE线连接的要求重新组合，主要有3种组合形式，即TN-S系统、TNC系统、TN-C-S系统。TN-S系统内的N线、PE线分别独立运行，在正常运行期间，专用PE线中不会有电流流过，N线会有不平衡电流流过[2]。PE线和地面之间不存在电势差，所以，主要是利用专用PE线实现电气设备外壳的保护接地操作，如此一来也为系统赋予安全性，在独立运行的变配电所内应用。TN-C系统内的N线、PE线结合，如果三相负荷平衡性差，那么N线上将会有不平衡电流流过，并且形成电位差，電气设备金属外壳对地带电位，从而限制了该系统的运用范围，只能够在三相负荷平衡、管理全封户能力强的工业厂房建筑中使用。TN-C-S系统内只有部分N线与PE线整合，双方分开之后便不会再合并，主要是在建筑物电源为区域变电所的前提下采用。

TN-S接地系统优点：接地故障电流比TT系统大，更有利于断路器或熔断器的过流保护切断故障电流。TN-S接地系统缺点：（1）当室外照明线路较长、负荷分散，短路电流就较小，不足以在规定时间内切断故障电流，导致故障点危险电压危及人身安全。（2）存在故障电压随PE传导，存在故障电压蔓延的风险。

TT系统与TN系统是可以共用于同一变压器。由同一变压器引出的供电，其中室内供电采用TN系统，室外照明采用TT接地系统。室外照明无总等点位联结，室外照明设备外壳与室内PEN线没有导通，不存在传来室内故障电压的风险。室外照明的TT系统内发生接地故障时，故障电流通过RA′、大地、RB至变压器中性点，故障电流较小，不能用熔断器和断路器切断电源。在照明配电出线处安装漏电保护器，可以实现路灯接地故障的有效切除。这就实现了室内供电和室外供电的独立运行，互不干扰，有效提高了室内外供电的安全性。另外，室外照明一般都有灯杆基地，直接利用基础螺栓作为接地极，一般可以满足漏电保护器有效动作要求，极大节约了接地成本。

结束语

综上所述，低压电气接地方式的选择与实际的需要有着密切的联系，用户可以根据自身的需要选择投资较为经济又能保障运行安全的方式。

参考文献

[1]王连辉，陈瑞娜，王呈杰，黄超艺.低压配电网剩余电流保护运行现状探讨[J].现代建筑电气，2019，10（07）：23-28.

[2]凌智敏.低压配电系统不同接地方式的兼容[J].建筑电气，2018，37（06）：3-9.

[3]赵霞，罗兰，汪凡，颜伟，余娟.含不接地逆变电源的中低压配电网三相潮流模型[J].中国电机工程学报，2016，36（20）：5421-5430+5718.

[4]张合栋，杨秀，王海波，邓虹，张美霞，吴文昌.城市微网接地方案探讨[J].电力系统保护与控制，2015，43（19）：137-142.

[5]黄芳.含分布式电源的中低压配电网继电保护研究[D].华北电力大学，2014.

[6]李博通，李斌，李永丽，姚创.低压微网接地技术[J].电力自动化设备，2013，33（03）：53-59.