這篇通信工程師論文主要探討了通信設備的保護性接地系統，TN接地保護系統的設計需要將所有電氣設備外殼與保護線相連，以形成保護模式，并且連接配電系統的中性點。論文簡要分析了以TN系統為代表的保護接零與以TT系統為代表的保護接地系統的特點。
 

　　關鍵詞：通信工程師論文,TN接地系統,TT接地系統

　　1接地分類

　　大部分用電負載都會涉及接地問題，一般情況下，對負載進行接地處理，均是從保護性和功能性兩方面考慮，其中功能性負載接地又可分為工作地和信號地，而保護性負載接地可分為：

　　2保護性接地綜述

　　對于一臺交流供電的負載，假設其外部人可以觸及到的部位是可導電的。這臺交流負載在正常工作情況下是安全的，如下圖2所示：由圖1可以看到，整個交流用電經相線到達設備再由中性線返回電源，設備外露可導電部分與之絕緣，不會發生電擊事件，但是如果由于某種不可測原因，其外露可導電部分與相線產生電氣上的接觸，即發生“碰殼”事故，“碰殼”區域將帶220V或380V對地危險電壓，此時如果人與設備有接觸，將會發生“電擊事故”。其原理如圖3所示：那么如何避免此類事故的發生呢，這時候就需要對設備進行“保護性接地”了，鑒于此，IEC國際電工委員會特別將“保護性接地”系統分為：TN、TT、IT三大類。這三種接地系統的文字符號含義是：

　　(1)IEC國際電工委員會所規定的第一個字母即說明交流電源的帶電導體與大地的關系，也就是如何處理電源的功能性工作接地：T：交流電源的一點(通常是中性在線的一點)與大地直接連接。I：交流電源與大地隔離。

　　(2)第二個字母說明電氣裝置外露可導電部分與大地的關系，也即如何處理保護性接地在這里請注意“雙波浪線”所標注的內容，這句話“一針見血”地指出了“TT”系統的要點：外露導電部分直接接地，且該地與電源的地無直接聯系。

　　3TN接地系統

　　對于TN系統，其最根本的保護機理是“保護接零”，正如TN系統的兩個字母所要表達的：外露導電部分通過與接地的電源中性點的連接而接地，其等效圖如圖4所示：以三相負載為例，三根火線自電源引至設備，另外一根“X”線也引至設備，外露導電部分通過這根“X”線與接地的電源中性點連接而實現了設備自身的保護接地，一旦發生“碰殼事故”，就是火線與設備外殼可導電部分處在“非絕緣”的狀態下，故障電流會沿著火線L、設備外殼可導電部分和X線回流至電源，從而形成短路回路，而由于其阻抗較小，因此故障電流較大，使得電源內預先設置的“保護裝置”會迅速動作，切斷電源，以達到保護人免受電擊的作用，這就是TN系統“保護接零”的基本原理。如果將“X”線一分為二，形成彼此絕緣獨立的中性線N和PE地線，那么該TN系統就是TN-S系統;如果“X”線自電源開始始終為一根保護中性線PEN，那么就是另外一個TN系統TN-C接地系統。對于TN-C系統，雖然PEN線既起到了中性線的作用又有保護地線的作用，節省了一根導線，比較經濟。但是該接地系統會使設備外殼會產生危險電壓。

　　一般情況下，三相負載很難達到三相平衡，因此，PEN線很有可能會有不平衡電流流過，其量是不可預測和不可控的。當三相不平衡電流超過相線電流的將近1/4時，PEN線就會因不平衡電流而產生電壓，該電壓是隨著PEN線阻抗與不平衡電流的增大而增大的，最關鍵的是，PEN線是與設備的外殼電氣連接的，所以隨著PEN線對地電壓的增加，設備外殼對地電壓也隨之增加，當其超過安全電壓時，人體如果與這些電氣設備的金屬外殼接觸時，便會對人體構成危害。

　　在這里還需要特別指出，如果將圖3中的“X”線只當做一根PE地線而電源線當中沒有中性線N的話，這將產生一系列嚴重的后果：對于三相負載來說，很難達到三相平衡，而中性線的主要作用就是在三相不平衡時通過不平衡電流，如果這根中性線缺失的話，三相負載不平衡時，中性線的電位就不等于0，也就是說中性點發生偏移。具體中性線電位多少與三相負載不平衡度有關，越不平衡，中性點偏移就越大，中性線的電位就越高。中性線電位偏移后三相的相電壓一般就不是220V了。有的相可能超過220V，有的相則可能低于220V。當中性點偏移量太大，三相的相電壓增加的相就可能使其用電電器燒毀，三相的相電壓減少的相就可能使其用電電器不能工作。所以，對于三相負載來說，中性線對于設備的正常安全運行至關重要，不能缺失。

　　4TT接“地”系統

　　與TN系統截然相反，TT系統最根本的保護機理為“保護接地”—根據兩個字母的含義可知，電源進行“系統接地”，而設備外殼可導電部分同時進行“保護接地”，且兩者沒有任何電氣上的連接。以三相負載為例，其等效圖如圖5所示。在TT系統中，設備單獨引一根PE地線至獨立的接地端子，完成“保護接地”，這是與TN系統最大的不同。

　　在設備發生碰殼事故時，若有人接觸外殼可導電部分，則故障電流經火線至可導電部分后，一部分由PE地線經“大地”返回電源;另一部分由人體經“大地”返回電源。由于這根PE地線阻抗與接地電阻較小(一般<5Ω),而人體的阻抗相對來說較大(一般>1000Ω)，因此這個“小電阻”可以對“大電阻”產生分流，使流經人體的危險電流減小，從而達到保護人體免受電擊的作用—即“保護接地”。

　　但是在某些情況下，這種保護機制存在很大的缺陷，即流經人體的故障電流對人身還是會產生電擊傷害的。因此，TT系統也仿效TN系統那樣對保護機理進行改進—采用高靈敏度保護裝置RCD實現類似于“保護接零”的方法，筆者曾經就關于RCD的相關問題咨詢了電力專業的前輩，得知雖然RCD設備對于故障電流有極高的靈敏度，但是由于成本較高，且運用在TN系統有種種限制，所以一般不將RCD等高靈敏度熔斷器用作保護裝置，也就是說，如果通信專業對設備不采用TN-S系統反而采用一種“類似”于TT的系統，那么當碰殼事故發生時，電力專業所設置的保護裝置極有可能不動作，從而使碰殼事故一直存在，這是一個不容忽視的問題。

　　5結束語

　　TN接地系統與TT接地系統雖然都是維護人身安全的兩種接地措施，但是其本身保護機理有著明顯的區別，對于TN接地系統，其保護原理屬于保護接零，就是通過借接PE線使設備漏電形成短路，使線路上的保護裝置迅速動作切斷電源，從而達到保護人身安全的目的;而對于TT接地系統來說，其本身屬于保護接地，通過接PE線這個小電阻，來分流人體的大電阻，從而達到保護作用，顯而易見，TN系統在保護效果上是明顯優于TT系統的。

　　參考文獻：

　　[1]徐軍.淺析TN系統與民用電漏電保護系統[J].工程與技術,2008.

　　[2]楊峰.淺淡通信機房的接地設計[J].通信電源技術,2016.

　　作者：陳浪 單位：中鐵第一勘察設計院集團有限公司

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