电气接地的目的和原理

时间：2023-06-27作者：佚名

电气接地的目的：

1、在电力系统中，运行需要的接地，如中性点接地等，称为工作接地。

2、电气设备的金属外壳，钢筋混凝土杆和金属杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为了防copy止这种电压危及人身安全而设的接地，称为保护接地。保护接地是中性点不接地的低压配电系统和电力高压系统中，电气设备和电气线路最采用的一种保安措施。

3、接地电压保护装置，如避雷针、避雷器和保间隙等，为百了消除过电压危险而设的接地，称为过电压保护接地。

4、易燃油、天然气贮罐和管道等，为了防止静电危险影响而设的接地，称为防静电接地。

电气接地的作用：

1.防止电磁耦合干扰：如数字设备度接地;射频电缆布线屏蔽层接地等;

2.防止强电和雷击通信设备：如列架及一般通信设备机壳接地，防止设备、仪表、人身伤害;

3.通信系统工作需要：如海缆中继设备的远供系统采用导线——大地制方式。

电气接地的原理和目的

首先，我们要知道接地的目的是什么!看下图：

仔细观察，我们会发现右图的电池负极线路有接地标识。这说明，电池负极为零电位，它为全电路定义了电压参考点。这种接地叫做工作接地，工作接地的目的就是为系统构建零电位点。

这张图中，T是电力变压器的低压侧绕组。低压绕组的中性线实施了工作接地，注意是接大地。我们把工作接地后的中性线引出，它就是大名鼎鼎的零线，符号是PEN，定义名称是保护中性线。注意：图中的配电系统，有了工作接地，线路中各处的对地电位就是明确的，不会发生偏移。

图中的负载电阻Ra、Rb和Rc不相等，如果零线没有工作接地，它的末端电位就会偏离零电位点。有了工作接地，零线的电位被强制性地限定为大地的零电位。这就是工作接地的目的。

这张图中，我们看到了变压器低压侧绕组的中性线N执行了工作接地，并且以PEN零线的形式引出。注意到在负载侧的引入端，零线再次重复接地，其目的是确保零线线路末端的电位依然为零。这样做的就能够防止零线过长引起零线末端的零电位偏离，防止因为零线断裂而引起的零电位偏离。

注意到一个重要事实：尽管零线电位为零，但零线电流丝毫不受影响。也就是：零线电流的大小与零线电位为零无关!为何如此?因为零线的电压是节点电压，不是欧姆定律定义的电压。零线电压遵循基尔霍夫第二定律KVL，不遵循欧姆定律。

这张图就是TN-C接地系统。图中左起第一个负载，我们看到零线首先引入到用电设备的金属外壳，然后再引入到零线接线端子，于是用电设备外壳的电位为零。这种接法叫做保护接零。

保护接零的目的是什么?

其一：若用电设备的内部发生火线碰壳事故，由于外壳接零，于是外壳的电位为零。此时，若有人正在触摸用电设备的外壳，由于外壳为零电位，以此保障了人身安全。

其二：注意到零线电流与零线电压无关。当上述碰壳事故发生后，接零电流相当于火线对零线短路，于是线路中的保护装置(断路器或者熔断器)就会执行线路保护切断故障线路。

这张图中，我们看到变压器低压侧绕组工作接地后，以中性线N的形式引出。也就是说，TT接地系统具有工作接地。

用电设备的外壳单独接地，与N线无关。这种接地叫做保护接地。

用电设备的外壳执行保护接地后，一旦发生碰壳事故，由于用电设备的外壳为零电位，确保了人身安全防护。同时，故障电流形成接地电流，经过地网再返回变压器中性点。由于地网的阻抗较大，因此故障电流较小，无法启动断路器或者熔断器执行线路保护。这时，就需要在系统中安装漏电保护器来执行线路保护。

一般地，漏电保护器的动作电流设定为30mA。

IEC提出了另外一种接地形式，以满足配电系统的接地需求，这就是TN-S接地系统。

注意看图中的变压器中性点，它工作接地后以中性线N和保护线PE的形式引出。