稿定電氣 丨作者 / 黃世奎
這是三言兩語話電氣的第4篇原創文章
咋天文章：
《電氣基礎（一）：理解建築電氣概念及使用標準電工術語》
今天黃豆和你一起繼續聊電氣基礎（二）：
按低壓系統電源端和用電設備端的接地型式，
可分為三種：TN系統，TT系統和IT系統。
— 1 —低壓系統的接地型式
《 低壓電氣裝置 第1部分 基本原則、一般特性評估和定義》GB/T 16895.1-2008
系統的接地型式表示方法如下：
按低壓系統電源端和用電設備端的接地型式，
可分為三種：TN系統，TT系統和IT系統。
— 2 —TN系統
TN系統分為單電源系統和多電源系統。
對於單電源系統：在電源處有一點直接接地，而裝置的外露可導電部分通過保護導體連接到此接點上。
TN系統的型式有三種：TN-S、TN-C、TN-C-S系統。
2.1 TN-S系統：整個系統全部採用單獨的PE導線。
適用範圍：
TN-S系統因PE導體正常不通過工作電流，其電位接近地電位，不會對信息技術設備造成干擾，能大大降低電擊或火災危險；
特別適用於設有變電所的工業與民用建築：
a. 對供電連續性或防電擊要求較高的公共建築、醫院、住宅等民用建築；
b. 單相負荷較大或非線性負荷較多的工業廠房；
c. 有較多信息技術系統以及電磁兼容性要求較高的通信局站、計算站房、微電子廠房及科研、辦公、金融樓等場所；
d. 有爆炸、火災危險的場所。
2.2 TN-C系統：
在其全系統中，N導體和PE導體合為PEN線。
適用範圍：
安全水平較低，
例如單相迴路的PEN線中斷或導電不良時，設備金屬外殼對地將帶220V的故障電壓，電擊致死的危險很大；
不能裝用RCD來防電擊和接地電弧火災；
不允許斷開PEN線檢修設備時不安全等；
PEN導體通過中性電流，對信息系統和電子設備易產生干擾等。
由於上述原因，TN-C系統不宜採用。
PS：《民用建築電氣設計規範》（JGJ16-2008）7.5.2 在TN-C系統中，嚴禁斷開PEN導體，不得裝設斷開PEN導體的電器。
2.3 TN-C-S系統：
在系統中的一部分，N導體和PE導體合為PEN線，而後分為N、PE導體。
適用範圍：
TN-C-S系統在獨立變電所與建築物之間採用PEN導體，
但進建築物後N與PE導體分開，其安全水平與TN-S系統相仿，
宜用於2.1項中未附設變電所建築和場所的電氣裝置。
PEN線只適用於固定安裝在使用中不受撓曲的線路中。
從機械強度考慮，即使採用多芯電纜中的一根芯線用作PEN，也要求其截面積銅線不小於10mm2，鋁線不小於16mm2。
PEN線應包以絕緣，絕緣強度應能耐受可能遭受的最高電壓以避免產生雜散電流。
2.4 多電源TN系統：一點接地
對於具有多電源的TN系統，應避開工作電流流過不期望的路徑；
特別是在雜散電流可能引起火災、腐蝕及電磁干擾的場所。
在變電所內不允許將電源的星形結點就地直接接地，星形結點引出的PEN線必須絕緣，PEN母排也應按要求加以絕緣；
PEN母排和PE母排只能在低壓配電盤內一點進行連接，而PE線排則是經建築物總等電位聯結的接地母排和其他接地點進行接地。
圖片來自《建築物電氣裝置600問》
— 3 —TT系統
只有一點直接接地，而裝置的外露可導電部分則是被接到在電氣上獨立於電源系統接地的接地極上。
適用範圍：
TT系統因電氣裝置外露可導電部分與電源端系統接地分開單獨接地，用電設備外殼為地電位且不會導入電源側接地故障電壓，防電擊安全性優於TN-S系統，
但需裝用RCD。
適用於2.1項中未附設變電所建築和場所的電氣裝置，
尤其適用於無等電位聯結的戶外場所，如室外照明、戶外演出場地用電。
— 4 —IT系統
電源系統的所有帶電部分都與地隔離或某一點通過足夠高的阻抗接地。
適用範圍：
因接地故障電流很小，故障電壓很低，不致引發電擊、火災、爆炸等危險，供電連續性和安全性最高。
適用於不間斷供電要求較高和接地故障電壓有嚴格限制的場所，如應急電源裝置、消防、礦井下電氣裝置、醫院手術室以及防火防爆要求的場所。
但因一般不引出N導體，不便於地照明、控制系統等單相負荷供電；
且其接地故障防護和維護管理較複雜而限制了在其他場所的應用。
— 5 —其他事項
5.1 TN、TT及IT系統的兼容性
a. 同一電源供電的不同建築物，可分別採用TN系統和TT系統。
各建築物應分別實施總等電位聯結。
b. 同一電源供電範圍內，IT系統不能與TN系統或TT系統兼容。
同一電源供電範圍是指由同一變壓器或發電機供電的有直接電氣聯繫的系統。
c. 同一建築物內宜採用TN系統或TT系統中的一種。
因為TT系統需要分設接地極，在同一建築物內難以實施。
兩個互不影響的獨立接地裝置應至少距離20m。
d. 同一建築物內IT系統可以與TN系統或TT系統兼容。
只要IT系統與TN系統或TT系統不併聯運行。
e. TN系統可以向總等位聯結作用區外的局部TT系統（如室外照明）供電。
5.2 同一變電所可引出TN-S、TN-C、TN-C-S和TT系統
TN-S系統內N線和PE線是從變電所低壓配電櫃出線處開始的。
因從變壓器或發電機到低壓配電櫃的一段線路很短，可將變電所看成整個配電系統中的一個電源點，而忽視PEN線的存在。
即可從同一變電所引出除中性點不接地的IT系統以外的TN-S、TN-C、TN-C-S等不同接地系統的供電線路。
圖片來自《建築物電氣裝置600問》
5.3 重複接地
在TN系統中，總等電位聯結內的地下金屬管道和結構已實現了接地電阻小、使用壽命長的良好自然重複接地；
但有條件時還宜將PE線與附近現有的接地良好的金屬導體相連接，使PE線的電位儘量接近地電位，降低發生接地故障和PEN線斷線時外露導電部分和PE線的對地故障電壓。
基於以上要求，在電源線進入建築物內電氣裝置處一般不必設置人工接地極，而宜儘量利用自然接地體作重複接地。
通常自進線配電相的PE（PEN）母線引出聯結線至配電箱近旁的接地母排上即可實現接地電阻小且無需維護的重複接地。
IEC標準要求TN-C-S系統在用戶電源進線處（例如總配電箱處），PEN進線必先聯接PE母線，並作接地，再通過一連接板（線）聯接N母線，同時N線與PE線分開不應再合併。
這是因為如果連接板（線）導電不良，中性線電路不通，設備不工作，故障可及時發現加以修復，不致發生電氣事故。
如果PEN線選接中性線母排，如果連接板導電不良，則這時整個裝置內的設備都失去PE線的接地，而設備仍工作正常，存在的不接地隱患將不被發現，這對人身安全是十分不利的。
應注意，在TN-C或TN-C-S系統建築物內PEN線只能在一點作重複接地。
最後的話
按低壓系統電源端和用電設備端的接地型式，
可分為三種：TN系統，TT系統和IT系統。
TN系統按N線、PE線是否合併在一起，又分為：TN-S系統、TN-C系統、TN-C-S系統。
三種接地型式各有適用範圍和優缺點，也各有各的安全防護措施。
世上沒有最好的接地系統，應根據具體情況趨利避害，選用合適的接地系統。
-End-
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