仔細(xì)觀察，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)右圖的電池負(fù)極線路有接地標(biāo)識(shí)。這說(shuō)明，電池負(fù)極為零電位，它為全電路定義了電壓參考點(diǎn)。這種接地叫做工作接地，工作接地的目的就是為系統(tǒng)構(gòu)建零電位點(diǎn)。
這張圖中，T是電力變壓器的低壓側(cè)繞組。低壓繞組的中性線實(shí)施了工作接地，注意是接大地。我們把工作接地后的中性線引出，它就是大名鼎鼎的零線，符號(hào)是PEN，定義名稱是保護(hù)中性線。注意：圖中的配電系統(tǒng)，有了工作接地，線路中各處的對(duì)地電位就是明確的，不會(huì)發(fā)生偏移。
圖中的負(fù)載電阻Ra、Rb和Rc不相等，如果零線沒(méi)有工作接地，它的末端電位就會(huì)偏離零電位點(diǎn)。有了工作接地，零線的電位被強(qiáng)制性地限定為大地的零電位。這就是工作接地的目的。
這張圖中，我們看到了變壓器低壓側(cè)繞組的中性線N執(zhí)行了工作接地，并且以PEN零線的形式引出。注意到在負(fù)載側(cè)的引入端，零線再次重復(fù)接地，其目的是確保零線線路末端的電位依然為零。這樣做的就能夠防止零線過(guò)長(zhǎng)引起零線末端的零電位偏離，防止因?yàn)榱憔€斷裂而引起的零電位偏離。
注意到一個(gè)重要事實(shí)：盡管零線電位為零，但零線電流絲毫不受影響。也就是：零線電流的大小與零線電位為零無(wú)關(guān)！為何如此？因?yàn)榱憔€的電壓是節(jié)點(diǎn)電壓，不是歐姆定律定義的電壓。零線電壓遵循基爾霍夫第二定律KVL，不遵循歐姆定律。
這張圖就是TN-C接地系統(tǒng)。圖中左起第一個(gè)負(fù)載，我們看到零線首先引入到用電設(shè)備的金屬外殼，然后再引入到零線接線端子，于是用電設(shè)備外殼的電位為零。這種接法叫做保護(hù)接零。
保護(hù)接零的目的是什么？
其一：若用電設(shè)備的內(nèi)部發(fā)生火線碰殼事故，由于外殼接零，于是外殼的電位為零。此時(shí)，若有人正在觸摸用電設(shè)備的外殼，由于外殼為零電位，以此保障了人身安全。
其二：注意到零線電流與零線電壓無(wú)關(guān)。當(dāng)上述碰殼事故發(fā)生后，接零電流相當(dāng)于火線對(duì)零線短路，于是線路中的保護(hù)裝置（斷路器或者熔斷器）就會(huì)執(zhí)行線路保護(hù)切斷故障線路。
這張圖中，我們看到變壓器低壓側(cè)繞組工作接地后，以中性線N的形式引出。也就是說(shuō)，TT接地系統(tǒng)具有工作接地。
用電設(shè)備的外殼單獨(dú)接地，與N線無(wú)關(guān)。這種接地叫做保護(hù)接地。
用電設(shè)備的外殼執(zhí)行保護(hù)接地后，一旦發(fā)生碰殼事故，由于用電設(shè)備的外殼為零電位，確保了人身安全防護(hù)。同時(shí)，故障電流形成接地電流，經(jīng)過(guò)地網(wǎng)再返回變壓器中性點(diǎn)。由于地網(wǎng)的阻抗較大，因此故障電流較小，無(wú)法啟動(dòng)斷路器或者熔斷器執(zhí)行線路保護(hù)。這時(shí)，就需要在系統(tǒng)中安裝漏電保護(hù)器來(lái)執(zhí)行線路保護(hù)。
一般地，漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流設(shè)定為30mA。
IEC提出了另外一種接地形式，以滿足配電系統(tǒng)的接地需求，這就是TN-S接地系統(tǒng)。
注意看圖中的變壓器中性點(diǎn)，它工作接地后以中性線N和保護(hù)線PE的形式引出。在負(fù)載側(cè)，負(fù)載的外殼接到PE線上。由于PE線就是地線，所以用電設(shè)備的這種防護(hù)也叫做保護(hù)接地。
TN-S的保護(hù)接地與TT的保護(hù)接地有何不同？當(dāng)TN-S接地系統(tǒng)中用電設(shè)備的外殼發(fā)生碰殼事故，故障電流沿著PE地線返回電源，線路阻抗很小。又因?yàn)榈鼐€PE與中性線N在電源側(cè)是接在一起的，接地電流相當(dāng)于相線對(duì)N線的短路，故障電流較大，能夠啟動(dòng)線路中的保護(hù)裝置執(zhí)行線路保護(hù)。同時(shí)，TN-S接地系統(tǒng)是可以安裝漏電保護(hù)器的。TN-S接地系統(tǒng)中的人身安全防護(hù)相對(duì)其它接地系統(tǒng)要完善得多。
值得注意的是：IEC規(guī)定X相X線的線制中，“X線”指的是正常運(yùn)行時(shí)有電流流過(guò)的線路。PE線在正常運(yùn)行時(shí)沒(méi)有電流流過(guò)，因此它不算線。故而，TN-S接地系統(tǒng)屬于三相四線制。
IEC還把TN-C系統(tǒng)與TN-S接地系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)，形成TN-C-S接地系統(tǒng)。
注意看圖中的負(fù)載，靠左側(cè)的用電設(shè)備屬于保護(hù)接零，系統(tǒng)中存在零線PEN；靠右側(cè)的用電設(shè)備屬于保護(hù)接地（保護(hù)接PE地線），局部系統(tǒng)中沒(méi)有零線，只有中性線N和地線PE。
一般地，在零線分開為中性線N和地線PE時(shí)，分開點(diǎn)需要配套重復(fù)接地。
下面看一張居家配電系統(tǒng)的TN-C-S接地系統(tǒng)圖。
在圖中，我們看到了電力變壓器T，它的中性線接地，然后以PEN零線的形式引出。同時(shí)，三條相線引入到總斷路器中。在總斷路器下端的出線側(cè)，三條相線（火線）和PEN線（零線）一起，經(jīng)過(guò)電纜引入到居家配電的入口處。此處的接地系統(tǒng)符合TN-C接地系統(tǒng)。
在居家配電的入口處，零線PEN首先接到重復(fù)接地的扁鋼LEB處，在這里一分為二，成為PE地線和N中性線。從這里開始，接地系統(tǒng)變成TN-S。由于它是經(jīng)由TN-C改變接線而得到的，因此IEC把它叫做TN-C-S接地系統(tǒng)。
注意到圖中的相線經(jīng)過(guò)總開關(guān)QF0后，和中性線一起引入到電度表中。在電度表的出口處，系統(tǒng)中的相線L、中性線N和PE地線一起入戶，到達(dá)我們居家的配電箱中。
居家配電箱中，安裝了總進(jìn)線開關(guān)，總漏電開關(guān)，還有若干饋電開關(guān)。圖中的電冰箱就接在最右側(cè)的饋電回路末端。我們看到，電冰箱的外殼是接PE地線的。
當(dāng)電冰箱的外殼發(fā)生碰殼事故后，地線PE將流過(guò)故障電流，而相線中的電流也會(huì)增加，于是總進(jìn)線開關(guān)處的漏電保護(hù)器會(huì)執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)總開關(guān)跳閘；同時(shí)，電冰箱回路的饋電開關(guān)也會(huì)跳閘。由于我們?cè)O(shè)計(jì)總漏電開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間略微滯后于饋電開關(guān)，因此電冰箱回路所在的饋電開關(guān)會(huì)先跳閘，由此實(shí)現(xiàn)了上下級(jí)開關(guān)動(dòng)作的選擇性。
作者：作者：張白帆(Patrick Zhang)：ABB公司的資深電氣工程師，在知乎網(wǎng)擁有超過(guò)18萬(wàn)粉絲的電氣領(lǐng)域大神。北京地鐵、首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓、長(zhǎng)江三峽永久船閘、上海磁懸浮列車、大亞灣核電站等數(shù)百項(xiàng)目中均留下他的足跡！已出版《低壓成套開關(guān)設(shè)備的原理及其控制技術(shù)》、《老帕講低壓電器技術(shù)》等圖書，廣受好評(píng)。
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