TT系统与TN系统的保护原理

　　1.系统无保护措施时：
　　当设备上无接地时线路其中一相漏电，用电设备绝缘损坏而使金属外壳带电，如果设备不接地保护，则设备外壳上长期存在电压，事故不能自动消除（这时电压的数值接近于相压），当人体接触外壳时，就会有电流通过人体，造成触电事故（图1），其值为：
　　
　　图1 未做接地保护
　　
　　式中I_人——流经人体的电流；
　　U——电网相压220V；
　　R_人——人体电阻，可取800Ω（人体电阻是不固定的，随着人体所处的地位及出汗多少潮湿状等而定）；
　　R₀——系统中工作接地电阻4Ω（变压器中性点接地电阻）。
　　

　　图2 有接地保护
　　
　　这个电流数值如果通过人体，就会致人死亡。
　　2.采用TT系统时：
　　保护接地的作用是降低接触电压和减少流经人体的电流，避免和减轻触电事故的发生。通过降低接地的电阻值，最大限度保障人身安全。
　　当设备上有了良好的保护接地装置（图2）则：
　　
　　式中I_地——接地短路电流；
　　R_地——保护接地电阻，不大于4Ω。
　　这个接地短路电流就能将熔断电流在27.5A以下的熔丝熔断或使小于27.5A整定电流的自动开关动作，从而切断电源，断开故障。为了保证上述保护设备迅速可靠地动作，接地短路电流应不小于自动开关整定电流的1.25倍或熔丝额定电流的2.5倍。但27.5A的接地短路电流不足以引起中等容量以上的保护装置动作（熔丝额定电流大于11A或自动开关的整定电流大于22A时），因此设备外壳上将长时间存在着对地的危险电压。电源未切断，设备外壳的对地电压值为：
　　
　　对地电压110V虽然不是安全电压，比直接V要安全得多。经过人体的电流138mA对人体仍有致命的危险。所以此时触电的危害性还不能完全排除。为了安全可靠起见，保护接地的接地电阻要愈小愈好，如多点接地、网状接地等。
　　3.采用TN系统时（图3）：
　　

　　图3 TN系统
　　保护接零作用是：采用接零保护主要不是降低接触电压和减少流经人体的电流，而是当电气设备发生碰壳或接地短路故障时，短路电流经零线而形成闭合回路，使其变成单相短路故障；较大的单相短路电流使保护装置准确而迅速动作，切断事故电源，消除隐患，确保人身的安全。切断故障一般不超过0.1s。
　　4.在同一供电系统中部分采用TT系统部分采用TN系统时：
　　由同一台变压器供电的配电网中，不允许采用部分设备接零、部分设备仅仅接地的运行方式。否则，当接地的设备相线碰连金属外壳时（图4）该设备和零线（包括接零设备）将带有如下危险的对地电压。
　　
　　图4 混合系统
　　
　　而且，由于故障电流是接地电流，一般过电流保护不能实现速断，危险状态将长时间存在。

　　5.TT系统及TN系统的选用原则：
　　表1

保护方式		适用范围
TT系统		三相三线制中性点不接地或不直接接地的供电系统
		电力部门或建设单位对施工现场三相四线低压供电，并且供电线路通过漏电保护
T N 系 统	TN-C系统	高压用户在低压电网中采用的系统
	TN-S系统	电力部门以高压形式供电，施工现场设有专变
		建设单位对施工现场实行三相五线制低压供电
	TN-C-S系统	电力部门或建设单位施工现场实行三相四线制低压供电，配电线路未通过漏电保护