低壓系統的接地型式（即TN、TT、IT ）很重要，可以說整個低壓配電系統的設計都是建立在這三者之上的，不談它們就無法談低壓。

所以，電氣專業的工程師們，不論是做設計的、做施工的，還是管運維的，就是死磕三年，也要務必搞清它們。更何況三年的時間可能還不夠用，為什麼？殊不知很多業內的大佬們終其一生，都還在為究竟用哪個好而爭論不休，已然形成了不同的“學派”。

也因此，關於TN、TT、IT的話題一直在業內都很熱門。這是好現象，沒有討論，沒有碰撞，怎能產生火花？又怎能推動國內電氣基礎技術的發展？

本人曾從事於船舶海洋工程電氣設計，在沒跳出這一行前，對船舶的低壓系統接地型式（IT系統）一直都沒太過關注，和大多數工程師們一樣，前面項目怎麼做，後面的跟著改改就行了，至於為什麼要這麼做？沒有認真思考過。後來入了建築行業後，TN 系統成為主流，IT 系統則很少遇到過，從而才引起了我對低壓系統接地的關注。

什麼是 TN、TT、IT ？

談到TN、TT、IT系統，大家都知道前面一個字母是代表電源端接不接地，後面一個字母是代表電氣裝置外露可導電部分接不接地。

• 第一個字母 —— T 表示電源端接地，I 表示電源端不接地或經高阻抗接地（非有效接地）
• 第二個字母 —— T 表示電氣裝置外露可導電部分直接接地，這個接地與電源端的接地無直接電氣連接，N 則表示與電源端接地有直接電氣連接。

從上可知，電源端只有接地和不接地兩種選擇，而設備端都是要接地的，只是說要不要將設備端的接地與電源端的接地進行直接的電氣連接（通常說採用金屬導體進行連接，才被稱為“電氣連接”）。

在此，不再多做說明，寫此文主要還是想從另一個角度重新解讀下低壓系統的接地型式，引起大家對它們的思考。看下面！

低壓配電的系統接地和保護接地

首先要明確下，就接地的作用來說分功能性接地、保護性接地兩大類，如：

• 用於保證設備、系統的正常可靠的運行而進行的接地，如電源的中性點接地，被稱之為系統接地，或系統工作接地，屬於功能性接地。
• 以人身和設備的安全為目的的接地，如電氣裝置外露可導電部分的接地，就是為防止其因故障帶電而危及到人身和設備的安全，這種被稱之為保護接地，屬於保護性接地。保護接地的作用就是為降低電氣裝置的外露導電部分在故障時的對地電壓或接觸電壓，再通俗點講就是尋求與人站立處的近似等電位。只有近似等電位了才會減小預期接觸電壓，人體接觸時也就降低了電擊致死的風險性。

系統接地和保護接地

需要我們知道的是，每一個配電系統在設計之前都必須先考慮好這兩種接地該如何設置的問題，以便把握好大方向，這就要看我們的項目性質和用電設備需求了。

這裡還是拿船舶供配電系統的接地型式來舉例，方便大家理解我上面這句話。

【舉例】

船舶是一個孤立的水上移動裝置，它內部各系統設備的正常運行需要配置柴油發電站。船舶上的主推進/側推進系統、導航系統、舵機等是保障船舶正常行駛的負荷，而作為保障柴油發電站正常運行的滑油、冷卻淡水/海水系統也同樣非常重要，因而出現了大量的重要負荷。這些負荷被停電後，將會導致船舶無法正常運行，更有甚者如舵機系統掉電會導致船舶移動方向失控，人身和財產安全將得不到保障。因此，我們在對其進行供配電系統的設計時，必須要考慮怎樣才能讓這些重要負荷供電連續性高。

再者，一些油船、液化氣體船等爆炸危險程度非常高的船舶，是不希望在其內儲存區周圍（船體是全金屬結構）存在小電流通過的，這也將需要我們考慮供配電系統的設計，如何限制系統的單相接地故障電流，以達到足夠的運行安全性。

很顯然，在電源側接地的TN、TT系統是無法滿足這些要求的。其一，TN、TT系統在發生單相接地故障後，配電線路將立即被切斷，無法保證儘可能的供電連續性；其二，TN、TT系統的單相接地故障電流也相對較大，故障電流要在幾安倍、幾十、上百安倍以上，爆炸危險性將會被提高。

因而，我們不得不去思考是不是還有更好的系統接地設計型式？比如，讓電源側中性點不接地，這樣是不是就會限制故障電流了呢？的確是如此！那麼，用了IT系統後還會有哪些問題呢？（本文先不做分析，後面會同大家分享，可點擊關注【電氣研習設】）

同樣的例子，在天上的飛機、水下的潛艇，它們的系統接地型式也是IT系統。所以說，我這裡要再強調一遍，每一個配電系統在設計之前都必須先考慮好系統接地、保護接地該如何設置的問題。

知道了上面的問題，我們就會去思考又該如何合理的選用這些系統接地型式呢？

本次先來談談我們最常用到的TN系統，規範中將TN系統根據N線和PE線的不同處理方法又分為：TN-C、TN-S、TN-C-S三種。

TN-C 系統

TN-C系統的配電出線是L1、L2、L3和PEN線四根，PEN線即是PE線，也是N線，因為功能合用了，所以節省了一根導線，相對經濟，是我國80年代前廣泛採用的方案，這也是源自於前蘇聯的電氣技術。

但是，這個系統存在著很大的安全問題（請注意PEN線也與電氣裝置的金屬外殼連接了）。

• PEN線因有比較大的中性線電流通過，導線上將因線路阻抗存在電壓降，會使電氣設備金屬外殼帶電。這種帶電現象會造成較多問題，比如在爆炸危險場所內產生的電火花會引發爆炸事故；比如外殼帶電會在地下產生雜散電流，會造成地下金屬結構和管道的電腐蝕；還比如會對電子信息設備產生信號干擾，導致其工作不正常。
• 當PEN線中斷時，電氣設備金屬外殼將產生對地故障電壓，最嚴重的情況時會達到220V，而這種接觸電壓是有很大的電擊致死率的。
• PEN線含有PE保護接地功能，故不允許被切斷，也就沒辦法在這根導線上加裝隔離開關。當進行電氣檢修維護時，操作人員是不安全的，因為故障電壓很有可能會從電源側接地中性點處蔓延過來。
• 當配電線路較長時，單相接地故障電流很小，線路保護電器會拒動，這時需要通過加裝RCD來進行此種故障保護，但因PEN線兼有PE保護接地功能，RCD中穿過PE線時，是無法正常跳閘的。

所以，現如今TN-C系統已很少採用。

人類的生存原則是先解決物質生活，再考慮豐富精神生活。我們的電氣設計同樣也是這個套路，TN-C系統是上世紀的產物，國民經濟還剛剛處於起步階段，那會我們最注重的是怎樣擴大生產，解決全民的物資生活問題，至於用電的安全問題就只能被忽略了。當國民的幸福指數得到了大大提高後，大家的注意力就要轉移到對用電的安全性上來了，因而下面的系統才是我們重要的關注點。

TN-C 系統

TN-S 系統

可以說，TN-S系統是來源於TN-C系統的經驗總結，正因為TN-C系統的PEN線合用，才導致了上述種種安全性問題，所以TN-S系統才將PE線和N線自電源中性點處就分開了。

分開後的PE線，正常情況下基本不會有電流通過，也會不帶電，因此電氣裝置的外露可導電外殼也可以很放心的與PE線直接連接，從用電角度上來說比較安全，同時也解決了TN-C系統上面所遇到的問題。

正因為TN-S系統不會對電子信息系統造成干擾，能很大程度上降低電擊、火災、爆炸事故風險，特別適用於：

• 內部設有變電所的建築物，如公共建築、醫院、住宅等建築。
• 有較多電子信息設備、對電磁兼容性要求較高的場所，如數據中心、通信局站、計算機站房等。
• 有爆炸、火災危險的場所。

TN-S 系統

TN-C-S 系統

TN-C-S 系統是TN-C與TN-S的折中方式，TN-S 相較於 TN-C多增加了一根導線，這於工程經濟性不利，而且對於大截面的幹線電纜，5芯電纜比4芯電纜施工也不便。能不能前一段用TN-C，後一段再用TN-S？

TN-C-S系統就是這麼做的，不過這需要一個前提，就是變電所不在本建築物內。該系統在從變電所至建築之間的這段電纜採用PEN線，但進建築物後應分開為PE線和N線，也即建築物內仍舊採用了TN-S系統。

這麼做，雖然在進入建築物之前，因正常運行時通過的電流會讓前一段PEN線產生電壓降，使建築物內的各強弱電系統整體對大地的電位都升高了，但建築物內設有總等電位聯結，其內各系統之間的電位差卻不存在，且進入建築物內PE和N線分開，PE線上沒電流通過，也不會產生其它的電位差。因此在設有總等電位的建築物內，TN-C-S系統實際上和TN-S系統是相同的。

上面的說法，對於各電子信息系統設備而言，因都取得了相對均等的參考電位，從而減少了干擾。

學過電子電路的大家，估計腦海裡還有個模糊的概念，就是電子設備的信號干擾分為差模電壓干擾和共模電壓干擾。

TN-C-S系統與TN-S系統相比，雖然在抗差模電壓干擾的能力上不相上下，但對於抗共模電壓干擾上，TN-C-S系統則要好過TN-S系統。因為前者的PE線和N線是在進建築物內才分開的，TN-S系統則在變電所處就分開了，如此在電子設備終端處，TN-S系統的PE端子與N線端子之間的電位差就要大於TN-C-S系統。

所以說，TN-C-S系統適用於不附設變電所的上述TN-S系統所適用的建築物或場所。

TN-C-S 系統

以上的TN系統是我們最常接觸到的低壓系統接地型式，但對於TT、IT系統，給我的感覺是很多電氣工程師們有些排斥它們，因為不熟悉，所以不太敢用，也怕用不好反倒會造成安全事故，這可以理解。

但其實TT、IT系統在用到合適的場所時，只會提高低壓配電系統的可靠性和安全性。上面的船舶、飛機不就是個例子嗎？還有我上一篇文章中提到的路燈配電問題，大家也可以看看（ ）。

所以，除了TN系統外，我們還應充分的認識TT和IT系統。

大家有興趣的話，可以點擊關注【電氣研習設】，我將在下一篇文章中專門說說TT、IT系統。

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