对于众多电气从业者来讲,在电气领域里,长久以来接地有关知识和技术都是颇具难度的部分,为什么呢?因为接地工程项目在实际工作当中相对较少,这致使不少从业者缺少足够实践经验,所以面对接地相关问题时会感到棘手,在以往交流里,对于接地各项话题,一直有电气同仁持续进行探讨。有鉴于此,本文会对接地相关内容开展全面且细致的剖析,期望能助力大家深入知晓接地知识与技术,攻克这一专业领域难题。
设有这样的情况被人进行询问,即为何在回路之中电流流经零线而非地线呢,并且为何在漏电之时电流是走向地线而非零线呢,还有零线及地线的原理究竟是什么呢?

如图所示,一直弄不明白地线以及零线的原理,地线的两端各自是什么情况,保护中性线的两端又是何种状况,漏电流为何通过地线走,而回线的电流却不经过地线走?
此问题存在两处优点:其一,标题具备优势,能够直接切入主题;其二,对于保护中性线这类错误的认识表述极为到位,完全是众多人的认知盲区。需明确的是,零线其准确名称乃是保护中性线 。
先说答案:主题本身就是错的。要知道, 保护中性线 是
我们看图1:

留意察觉到图1之中还不曾出现保护中性线,仅仅存在三条相线L1/L2/L3,以及三条相线所对应的中性线N,那三条相线针就N线而言的电压全都是220V,而相线相互之间的电压却是380V。我们清楚晓得,交流电压的表示形式便是:
而交流电流的表达式为:
注意到一桩事实,在三相达到平衡的这种情况下,专门用于中性线总线上的电压以及电流呈现出下面这样的特性:
图1里,具备此特性的仅有标注N字样的中性线总线,中性线支线不具有该特性。对于中性线支线而言,流过中性线的电流和相线电流大小相等且方向相反。接着看一下图1。图1中的中性线出现了断裂,这样一来,在断裂点的前方,中性线的电压仍旧为零,然而断裂点的后方要是三相平衡之时,它的电压为零;要是三相不平衡,那么断裂点后方的中性线电压会升高,最高能升到相电压。实际上,我们察觉到,只要三相处于不平衡状态,即便中性线没有出现断裂的情况,然而中性线的电压依旧会出现上升的现象。
我们看图2和图3:

在图2里,于变压器的中性点所在之处进行了接地操作,而就这种接地而言,在国家标准以及规范当中、此一地又把它叫做系统接地,需要特意留意的是,在这儿所应用的接地符号其中所蕴含的意思是连接到大地之上的意思。
系统接地的意义有两个:

第一个意义是,系统接地致使变压器中性线的电位被强制性地钳制于大地的零点位 ,第二个意义是,为系统的接地电流供给一条通道 ,值得留意的是,图2里的N线因有工作接地所以它的符号改变,变为PEN,即题主主题里的保护中性线,保护中性线在此地,保护优先于中性线功能,经由前面的论述我们已然晓得,倘若保护中性线断裂,因保护性中性线具备中性线功能,故而断裂点后部的保护性中性线电压可能会升高。事实上,保护性中性线断裂点后部的由电压完全由下式决定:
可以看出,如果
各不相同,则三相电压就不平衡,保护性中性线电压
当然也不等于零。
同样的道理,我们能够看到,处于保护性中性线断裂点后部的电流,同样是和三相不平衡存在关联的。进一步去看图3,我们会发觉,在保护性中性线PEN当中,采用的是多点接地的方式,目的在于防止出现保护性中性线断裂点后部电压升高这种状况。需要留意的是,图2所对应的接地系统称作TN-C,而图3所对应的接地系统称为TN-C-S 。
我们来看图4:

零线的准确名称是保护中性线
在图4里制度大全,变压器中性点是进行接地的样式,可是用电设备的外壳却是直接接地的方式情形。当处于正常运行的情况之时,你能够看到的是,用电设备的外壳那里根本就不会有任何电流流过的状况。此刻,我们针对L3相对用电设备的外壳发生碰壳事故的情形来展开分析。我们最先遇上的是外壳接地电阻究竟有多大这样一个基础参数情况。在国家标准《低压配电设计规范》当中,将外壳接地之后的电阻以及地网电阻合并起来称做接地极电阻,并且规定它的数值不得大于4欧。然而在工程方面,一般是认为接地极电阻为0.8欧的情况 。首先,我们要明确这项需要知晓的内容,即保护性中性线电缆的电阻具体数值在何处。其次,此数值能够依据特定线路的参数予以考量。再者,为了达到便利的目的,不妨预先设定这条保护性中性线电缆的特定指标在于,其长度为100米,电缆芯线截面大小是16平方毫米,并且它的工作维持在30摄氏度的温度状况下,那么它所对应的电阻是这样计算得出的:
因有这两个数,便可开展实际计算。看那图4的下图,发觉当L3相对用电设备的外壳短路,保护性中性线有电流通过高中物理电路连接,地网中亦有电流通过。留意那保护性中性线电阻与地网电阻为并联,依中学电学物理知识,晓得并联电路中电流和电阻阻值成反比,也就是。
由此推得:

看到式 1,我们能发现,地网电流跟保护性中性线电阻以及地网电阻的比值存在关联,我们将接地极电阻设定为按 4 欧来取值,把具体参数代入进去,进而得到地网电流为:
即便我们按工程惯例接地极电阻取为0.8欧,得到地网电流为:
换言之,地网电流单纯等同于保护性中性线电流的百分之三至百分之十五罢了!我们选取作为中间数值,那么地网电流仅仅是保护性中性线电流的百分之六 。

零线的准确名称是保护中性线
至此,我们已经回答了问题。
现在,我来提个问题:
当用电设备的外壳出现碰壳故障之后,地网电流居然小到这种程度 ,把它跟保护性中性线电流作比较的话 ,几乎完全能疏忽不计,那样用电设备的外壳带电就会长期存在 。这样的话 ,绝对会发生人身伤害事故 。那么 ,在实际进行接线时 ,我们究竟是凭借什么办法来保障人身安全的呢 ?要留意 ,这个问题所涉及的范围有点宽泛 ,它跟低压配电网之接地形式存在关联 ,和用电设备实施的保护接零以及保护接地有关 ,还和TN - C系统情形下究竟是选用断路器保护还是选用漏电开关保护同样存在关联 。回答:由上述所讲的内容之中我们能够瞧见,当出现单相接地故障之际,地网电流是很小的,完全不足以促使断路器或者熔断器去开展保护行动。那该怎么处理呢?国际电工委员会IEC给出了解决办法高中物理电路连接,这便是接地系统。在进行具体阐述之前,我们先把几个概念明确一下:
第一个概念,什么叫做系统接地或者工作接地?
电力变压器中性点接地即系统接地(工作接地),用T来表示,没有则用I来表示 。第二个概念,什么是保护接地呢 ?用电设备的外壳直接接地就是保护接地,用T表示 。若外壳接到来自电源的保护性中性线或者地线,就用N表示 。第三个概念,什么是接地形式呢 ?接地形式有三种,分别是TN、TT和IT 。TN下又分为TN-C、TN-S和TN-C-S 。在知晓了这几个概念之后,我们接着来瞧瞧IEC所给出的、涉及TN-C以及TT系统的原始图形。需要明确留意的是,这两幅图形是绝对不容许被质疑的,它们分别是关于接地系统的具有权威性的解释说明。第一幅图呈现的是TN-C接地系统与TN-S系统,是这样的。

保护中性线是零线的准确的说法,这个图在知乎呈现了好多次。电路里有系统接地,然而负载外壳并非直接接地,是借助保护性中性线PEN间接接地的,所以这个接地系统称作TN - C。图的左上角是变压器低压侧绕组,能看到其引出了三条相线L1/L2/L3以及一条PEN保护性中性线。留意到保护性中性线的左侧存在两次接地,首次是在变压器的 。
重复接地的意义在于,防止保护性中性线出现断裂情况后,其后续部分保护性中性线的电压发生上升现象。需要留意的是负载,我们能够看到,中间的负载PEN先是连接到外壳,然后又被引领至保护性中性线接线端子处。这表明了,保护性中性线PEN是以保护作为首要考量的。所以,下图呈现的是TN-S系统,对此我就不再进行解释说明了:

