配电系统都需考虑两个接地如何设置的问题。如下图所示,一个是电源端带电导体的一点,通常是电源处自电源、星形结点即中性点引出线上的一点的接地设置;另一个是电气装置内外露可导电部分,例如电气设备的金属外壳的接地的设置,前者称系统接地,后者保护接地两个接地各有各自的作用,不能混淆。
系统接地和保护接地上图中的中性点之所以称为星形结点,顾名思义,就电源本身来说,这个三相星形绕组的结点的确是中性点,但是在低压电气装置中自此点引出的导体实际上是PEN线而不是中性线,在概念上很容易错误的理解,所以将该点称作星形结点更为合理。这理我们必须要注意中性线和PEN线的区别。
系统接地的作用是给配电系统提供一个参考电位并使配电系统正常和安全地运行。通常/V的配电系统的星形结点接地后,相线对地电位就大体"钳住"在V电压上从而降低系统接地绝缘的要求当发生雷击时配电线路感应产生大量的电荷,系统接地可将雷电荷泄放入地,降低线路对地的雷电瞬态冲击过电压,避免线路和设备的绝缘被击穿损坏。例如高低压共杆的架空线路,如果高压线路堕落在低压线路上,将对低压线路和设备引起危险有了系统接地后,就可构成高压线路故障电流通过大地返回高压电源的通路,使高压侧继电保护检测出这一故障电流而动作,从而消除这一危险。当低压配电线路发生接地故障时,系统接地也提供故障电流经大地返回电源的通路,使低压线路上的防护电器动作。如果不做系统接地,当系统中-相发生接地故障时,另外两相对地电压将高达V由于没有返回电源的导体通路,故障电流仅为两非故障相线对地电容电流的相之和,其值很小,通常的过电流防护电器不能动作,此故障过电压将持续存在,人体如果触及无故障相线,接触电压将为线电压V电击致死危险很大。同时电气设备和线路也将持续承受V的对地过电压,对设备绝缘安全也是不利的。
保护接地的作用是降低电气装置的外露导电部分在故障时的对地电压或接触电压,低压电气设备发生碰外壳短路接地故障,如果没有做保护接地,设备外壳上的接触电压可高达V相电压,电击致死的危险非常大,如果做了保护接地,建立故障电流返回电源的通路,此时的接触电压就会降低很多,同时故障电流还能使配电线路首端的防护电器动作而及时切断电源,接触故障设备的人可不致电击致死。同理,为防止常见的接地电弧火灾,也必须设保护接地。保护接地对电气安全是十分重要的,除某些情况外(例如电气设备为双绝缘的II类设备,或是特低电压供电的III类设备,或虽是金属外壳的I类设备,但其供电采用了隔离变压器作保护分隔)电气装置的外露导电部分必须做保护接地,并且必须保证保护接地的通,在PE上不允串接开关熔断器以杜绝PE线断开。
不作保护接地时接触电压高达V几种常见的系统的接地图:
TN-S系统TN-C系统TN-C-S系统TT系统IT系统