电气的接地与接零傻傻分不清？这篇专业好文帮你打牢基础！

接地与接零，以及中性点接地方式等，是电气专业永恒的话题！分享过不少雷士资料、文章。今天小编看到知乎上电气大咖张工的这篇，感觉很全面、专业、细致，供专业初学者巩固基础，理清知识。

01#

首先，明确直流电路中的零电位参考点及其意义：

我们看以下直流电路图：

图1中的1图，这里的电源电动势E=6V，电路中三只电阻分别是1Ω、2Ω和3Ω。我们忽略电源内阻，则总电流为：I=6/(1+2+3)=1A。根据欧姆定律，我们可以口算求得3只电阻的电压降分别是：UR1=1V，U_{R1}=1V，UR2=2V，U_{R2}=2V ,UR3=3V，U_{R3}=3V 。我们的问题是：从图1的1图中我们能求得节点A、B、C和节点D的电位（电压）是多少吗？答案是否定的。

求各个节点的电位电压值，我们要用基尔霍夫电压定律KVL来求解，但我们首先要确定电路中的零电位参考点。

对于图1的2图，我们指定电源的负极为零电位参考点，并添加零电位参考点GND的图符。

于是电源正极A节点的电位是：UA=6V，U_A=6V ，其它各节点的电位是：UB=5V，U_B=5V ，UC=3V，U_C=3V ，而零电位参考点自身的UD=0V，U_D=0V 。

对于图1的3图，我们指定电源的正极为零电位参考点，于是电源正极也即零电位参考点A节点的电位是：UA=0V，U_A=0V，UB=−1V，U_B=-1V ，UC=−3V，U_C=-3V UD=−6V，U_D=-6V 。

注意1：对于零电位参考点，虽然其电位为零，但流经节点和相关导线的电流不等于零！

零电位参考点的概念非常重要，与题主的问题答案密切相关。

02#

用电设备金属外壳与来自电源的保护地线连接实现漏电电击防护：

我们看下图：

图2左侧的1图是直流电路，我们看到电路中已经构建了零电位参考点GND，电路B节点的电位是零。图中把用电设备的金属外壳与参考地连接，实现了用电设备外壳接地，以此屏蔽电磁干扰，确保用电设备稳定工作。同时，一旦用电设备内部发生漏电，用电设备的外壳因为与参考地导线连接，虽然其电位会略有上升但接地故障电流很大，线路中的过电流保护装置（图中未绘制）会执行线路保护。

图2的右侧2图是交流电路，我们看到电源的下端接大地，于是B节点的电位就是大地的零电位。

注意2：虽然B节点接大地，但电源与大地之间不构成回路，故电源与大地之间没有电流流动。

注意3：B节点接大地，其电位就是大地的零电位，但B节点以及相关的导线中的电流不会受到影响。故知，零电位参考点及其导线中的电流不符合欧姆定律，但符合基尔霍夫电压定律KVL。

以上这两条注意点非常重要，我们一定要彻底明确。事实上，这两条也是许多初学者甚至工作多年的电气工作者的疑惑点。

图2右侧2图中的用电设备，其金属外壳与来自电源的零电位保护线连接。当用电设备内部发生漏电时，其金属外壳的电位不会上升很多，但故障电流很大，近似为短路电流，故线路过电流保护装置（图中未绘制）会执行线路开断保护。

由此可见，用电设备的金属外壳与线路零电位保护线连接，其目的就是为了保障人身用电安全。

03#

低压配电网的TN-S、TN-C、TN-C-S和TT接地系统：

通过上面的描述，我们看到了电源侧的工作接地，以及用电设备处的外壳接地。这两条与低压配电网的人身用电安全密切相关。

注意4：工作接地，指的是电源也就是电力变压器低压侧绕组中性线的接地，其目的是为了构建全低压配电网的零电位工作点。

注意5：用电设备的外壳接地，指的是人体电击的间接防护。所谓间接防护，指的是用电设备内部发生漏电，造成用电设备外壳带电，人体接触用电设备金属外壳后就会发生电击。

注意6：低压配电网的接地系统包括电源侧是否配套工作接地，以及用电设备金属外壳的接地方式。电力变压器配套工作接地则用T表示，无工作接地用I表示；用电设备的金属外壳与来自电源的保护线连接用N表示，就地直接接地用T表示。同时，来自电源的保护线与中性线是合并的用-C表示，保护线与中性线是分开的用-S表示。

在国家标准GB/T 16895.1-2008《低压电气装置 第1部分：范围、目的和基本原则》中，对低压配电网的接地系统给出了定义，如下：

这里的T/I/N等字符是法文单词的首字母。因为国家标准GB/T 16895.1-2008是引用国际电工委员会标准IEC60364的，而IEC标准的原文用世界上最准确的语言——法文来撰写。以下是这几个字符的解释：

（1）低压配电网的TN-S接地系统，以及用电设备金属外壳的保护接地

我们来看GB/T 16895.1-2008中的TN-S接地系统：

图5中，我们看到电力变压器中性点工作接地，然后引出中性线N和地线PE。在用电负荷处，我们看到用电设备的金属外壳接地线PE，实现保护接地。

注意4：由于TN-S下的中性线首端工作接地，故中性线的电位接近于零。

我们设三条相线的电流是Ia、Ib和Ic，中性线电流是In，则有如下关系：

当三相有效值Ia=Ib=Ic时，上式等号右侧等于零，故当三相电流平衡时，中性线电流In=0。但我们知道，低压配电网中的单相负荷很多，例如照明灯具、空调和各种电器，以及计算机等等都是单相负荷，所以三相不平衡是常态，中性线电流In当然不等于零。

注意5：中性线电流是因为三相不平衡产生的，与欧姆定律无关。

如果用电负荷前端的中性线断裂了，则断裂点后部的中性线电位由于三相不平衡的原因会发生漂移，电压会上升，见下图：

我们注意到，尽管中性线断裂后其后部电位会抬高，但由于用电负荷的外壳是接地线PE的，故用电负荷金属外壳的电位依然保持在大地的零电位，不会受到任何影响。也因此，TN-S接地系统中可以使用2极和4极开关。

注意6：TN-S接地系统中可以使用1P到4P的开关（包括断路器）。

注意7：中性线流过的是中性线电流，中性线与三条相线均为电能传输线。

注意8：由于用电负荷的金属外壳是接地线PE的，故地线PE不得断裂，必须确保其“保护导体连续性”，这是强制性国家标准GB50054-2011《低压配电规范》规定的。因此，地线不得接任何开关和保险丝，也不得带载。

我们看下图：

图7中，我们看到用电设备内部发生了单相碰壳事故，也即单相接地故障。故障电流（漏电电流）经过用电设备的外壳流入地线PE，并返回电源。由于地线PE与中性线N在工作接地处是连在一起的，故单相接地故障近似等于相线对中性线的短路电流，线路中的断路器QF会执行短路保护而切断电源。

注意9：因为TN-S下的单相接地故障电流近似等于相线对中性线的短路电流，故把TN-S接地系统叫做大电流接地系统。

（2）低压配电网的TN-C接地系统，以及用电设备金属外壳的保护接零

我们来看GB/T 16895.1-2008的TN-C接地系统：

我们仔细看图8。

图8的左上侧就是电力变压器的低压侧绕组，我们看到低压侧三相绕组的中性点工作接地，然后随同三条火线（就是相线）L1/L2/L3一同引出，这条引出线就是零线PEN，专业术语叫做保护中性线。

我们注意到用电负荷的金属外壳接零线，这就是保护接零。

注意10：保护接零只出现在TN-C接地系统中，其它接地系统中不会出现。

注意11：我们注意到零线有2个功能，其一是中性线功能，其二是保护线功能。正因为零线具有中性线功能，故零线断裂后其断裂点后部会因为三相不平衡造成电压漂移，而TN-C接地系统中的用电负荷又采取了保护接零措施，故零线断裂点后部的用电负荷金属外壳会带电，最高电压可达相电压，给人体用电安全带来极大隐患。

由此可见，相比起TN-S接地系统，TN-C接地系统的安全性较差。

注意12：为了避免TN-C接地系统中的零线断裂，强制性国家标准GB50054-2011《低压配电设计规范》中规定，TN-C接地系统中不得使用2P和4P的开关，零线也不得进开关和保险丝，必须确保零线的“保护导体连续性”要求。

我们看下图：

图9中，用电设备1内部发生了漏电事故，其金属外壳因为保护接零而带电，故障电流流经零线PEN返回电源，故障电流近似等于火线对零线的短路。注意到此时火线电流与零线电流大小相等方向相反，故漏电保护器RCD1不会动作。

注意13：TN-C接地系统也是大电流接地系统。

注意14：TN-C接地系统下安装的漏电保护器不能对漏电事故执行保护，必须依赖断路器来执行。

我们看下图：

图10中流过人体的电击电流通过地网返回电源，此时火线与零线的电流之差就是人体的电击电流，只要电击电流大于漏电保护器动作门限电流（一般是30mA），则漏电保护器就会动作。

注意15：TN-C系统下安装漏电保护器虽然不能实现漏电保护（单相接地故障保护），但能实现对人体的电击保护。

我们看下图：

图11中，我们看到零线在入户前分开为中性线N和地线PE，再随同相线（就是原先的火线）一起入户。入户后，接地系统是TN-C-S的”-S“部分。注意到前面的TN-C部分用电设备采取保护接零措施，后面的”-S“部分用电设备采取了保护接地措施。

我们再看居家配电的TN-C-S接地系统：

我们从图12看到，零线PEN在重复接地后分开为中性线N和地线PE，随同相线L一同入户。在户内，电冰箱的外壳通过插座的中间插片连接到地线PE。在户内，不存在零线。

注意16：零线与地线不可能同时共存：有零线的TN-C接地系统中不可能有地线，有地线的TN-S/TN-C-S的"-S”部分不可能有零线，故知零线与地线是互斥的。

注意17：GB/T 16895.1-2008和IEC60364都规定，在低压配电网的线制中，只有正常运行条件下有电流流过的线才算“线”，因此地线PE不算“线”。也因此，TN-S和TN-C均是三相四线制，TN-C-S当然也是三相四线制。

（3）低压配电网的TT接地系统，用电设备金属外壳的直接就地接地

我们看下图：

我们从图13看到，TT接地系统有工作接地，但用电设备的金属外壳（外露可导电部分）就地直接接地。另外，TT接地系统中有三条相线，一条中性线和一条地线，故TT属于三相四线制。

04#

文章总结：

（保护）接零指的是TN-C接地系统下用电设备的金属外壳接零线PEN，（保护）接地指的是TN-S和TN-C-S的“-S”部分中用电设备的金属外壳（保护）接地。

来源：知乎，Patrick Zhang

免责声明：凡本公众号注明“来源”的文章、视频、图片等均转自相关媒体或网络，转载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。其版权归原作者和原出处所有，如有侵权，请及时通知我们，以便第一时间删除。

欢迎加入箱变/成套电气学习交流群，扫一扫下面的二维码进群

（若二维码失效，请在公众号发送消息：进群）

看完了，请转发到朋友圈，分享是美德！

电气知识课堂

ID：gh_3962e54db974

送给朋友看看！喜欢的，请点

点右下角，以示鼓励~