广东
深圳计为自动化技术有限公司
Shenzhen Jiwei Automations Ltd.
前言
在低压配电系统中，接地的合理性直接关系到电气安全。我国传统习惯在 TN 系统 进线处设置 重复接地（即在电源端的系统接地基础上，在建筑物进线处额外进行一次接地），以降低 PE 线的对地电位，从而减少接地故障时的 接触电压。然而，IEC 标准 并不强制要求重复接地，而是强调 总等电位联结（Main Equipotential Bonding, MEB） 的重要性，认为其能够更有效地降低接触电压，使重复接地变得不必要。
本文从 TN-C-S 系统 出发，通过等效电路分析比较 无重复接地、重复接地及总等电位联结 三种情况下的预期接触电压，探讨 IEC 标准为何建议取消重复接地。
TN-C-S 系统及重复接地概述
TN-C-S 系统的基本结构
在 TN-C-S（Terre-Neutral Combined-Separate）系统 中，PEN 线（保护-中性复合线）在进线箱处分离为 PE 线（保护接地线） 和 N 线（中性线），PE 线用于设备外壳接地，而 N 线用于负载供电。
在常见的设计中，进线处 PEN 线通常与接地极连接，形成重复接地，而在建筑物内部，PE 线通过
总等电位联结连接至金属管道、建筑钢筋等，以进一步降低电位差。
重复接地的传统作用：
● 降低 PE 线对地电位，从而减少接地故障时的接触电压。
● 形成额外的泄流通道，提高系统抗干扰能力。
● 在部分场景下，改善系统电磁兼容性。
然而，IEC 标准认为，总等电位联结的效果远优于重复接地，因此 建议取消重复接地，下面将通过电路分析对此进行详细说明。
不同情况下的接触电压分析
1. 无重复接地、无总等电位联结时的情况
当 TN-C-S 系统仅依赖 **PEN 线回路** 进行接地连接，且未进行重复接地或总等电位联结时，发生单相接地故障时，故障电流的路径如下：
相线 → 设备外壳（PE 线）→ PEN 线 → 变压器低压绕组
等效电路可简化为：
其中，
●Zl ：相线阻抗
●Zpe ：PE 线阻抗
●Zpen ：PEN 线阻抗
人体接触电压由 PE 线和 PEN 线上的压降 共同决定，导致较高的接触电压，存在安全隐患。
2. 采用重复接地时的情况
如果在 进线处 PEN 线 额外连接一个接地极（接地电阻 Ra），则故障电流的流通路径变为：
相线 → PE 线 → PEN 线 & Ra → 变压器低压绕组
此时，人体接触电压减少，计算公式如下：
其中，
● Ra ：重复接地电阻
● Rb ：变压器接地电阻
由于 Ra 和 Rb 的值一般较大（约 4Ω~10Ω），其对人体接触电压的降低作用有限。
3. 采用总等电位联结时的情况
总等电位联结通过 将 PE 线与建筑钢筋、金属管道、电缆外皮等导体连接，形成大面积的等电位体，使设备外壳与地面间的电位差大幅降低。
此时，PEN 线的电压降不再影响人体接触电压，计算公式变为：
相比之下，接触电压仅由 PE 线上的电压降决定，远低于前两种情况。
为什么 IEC 标准建议取消重复接地？
从上述分析可以看出，总等电位联结比重复接地更有效地降低人体接触电压。具体而言：
1. 总等电位联结的降压效果更优
● 采用合理的等电位联结，接触电压的降低幅度是重复接地的 3~5 倍。
● 由于总等电位联结使用的是 建筑钢筋、金属管道等自然接地体，其接地电阻远低于单独设置的重复接地极，因此其电压降更小。
2. 减少潜在电流回流路径，降低地电位干扰
● 采用重复接地，可能会形成 多点接地回路，在某些情况下会导致 地电位反击 或 等电位破坏，影响敏感设备的运行。
● 总等电位联结避免了这一问题，确保设备外壳、金属结构和地面的电位始终保持均衡。
3. 提高系统稳定性，降低维护成本
● 重复接地电极的长期稳定性受地质条件影响较大，可能随时间推移导致接地电阻增加，影响其效果。
● 而总等电位联结使用建筑固有金属结构，几乎无需维护，更符合现代配电系统长期可靠性的需求。
结论：总等电位联结比重复接地更优
IEC 标准建议取消重复接地，是基于安全性、系统稳定性及维护成本的综合考量。通过以上分析可以得出以下结论：
● 重复接地虽能降低接触电压，但效果有限，且可能带来额外的地电位干扰问题。
● 总等电位联结能够更有效地降低接触电压，同时增强系统稳定性。
● 在建筑物内部完成总等电位联结后，已相当于对 PE 线进行了“重复接地”，因此额外的进线重复接地变得不必要。
在实际工程中，应优先采用总等电位联结，而非单纯依赖重复接地，以确保TN 系统的电气安全性和长期稳定性。
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封面丨小黄
文字丨黄工、袁工、周工
图片丨阿刀
审核丨小田
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