「接地」是什么？
接地到底是一种什么工具呢，该若何理解电路?
电气工程师 | 微博@老帕聊电气
接地并非是一种工具，而是一种办法。
当我们看到山水时，我们会有一个设法，这些大山有多高？想要知道山有多高，很简单，看看百度地图，简单地搜刮一下就可以了。然而这里有一个主要的前提，就是要确定零高程点。
我国是以青岛验潮站求得的 1956 年黄海平均海水面作为“全国同一高程基准面”。
电路也是如斯。在电路里，我们必需知道电路中的零电位参考点。我们看下图：
电路里有了零电位参考点，我们就可以求得电路各点处的电压。例如图 2 的 2 图中，B 点的电位是零，A 点的电位是 +8V，而 C 点的电位是 -2V。
我们把电路的零电位参考点叫做参考地，它的电位就是零。所谓接地，指的就是与参考地相接。
注重，图 2 中的零电位参考点设置在正、负电源的中心。事实上，它可以设置在电路的肆意点。然而，如斯设置的零电位点与大地零电位之间存在必然的电压差。所以，电路的零电位参考点电压相对大地的零电位是悬浮的。若是我们把电路的零电位参考点与大地直接相接，则电路零电位参考点的电位就是真正意义上的零电位。
对于一般的电器，例如手机，我们没有需要把它内部电路板上的零电位参考点与大地相接。为何？手机的电路尺寸有限，零电位参考点不接地，不会有什么问题。但对于配电系统来说，它的电流大，电压也高，系统必需知足工作接地的要求。
此刻，我们来考虑别的一个问题。
当我们手边的用电电器，俄然发生相线对金属外壳的短接，若是刚好有人在触摸这台电器，那么此人就必心猿意马会被电击。若何保障人体的用电平安？这时我们就要采纳一项专门办法，就是把用电电器的金属外壳接大地，简称接地。
为何要接大地？因为我们都站在大地上，或者站在某个与大地等电位的楼层上。若是用电电器的外壳能与大地等电位，则即便发生了碰壳变乱，用电设备的外壳依然连结大地的电位，确保我们的人身平安。
我们在中学都读过法拉第的笼子。法拉第站在接了高压电的笼子里，为何不会被电击？因为金属笼子是等电位的，法拉第在笼子里无论触碰何处，因为不存在电势差，所以不会被电击。同样的事理，若是用电电器的外壳接大地，而我们人体又站在大地上，尽管我们触碰了带电的用电电器金属外壳，但我们不会被电击。这就是庇护接地和接地体等电位联络的意义。
此刻，我们就可以成立接地的概念了。
接地有两种，第一种是为了给电路构建零电位参考点，我们把这种接地叫做系统接地，又叫做工作接地；我们把用电设备的外壳与大地毗连，以确保人身平安，我们把这种接地叫做庇护接地。
工作接地和庇护接地的同一体，叫做接地形式。
我们看下图：
图 3 来历于 IEC60364，是国际电工委员会对接地系统的权势巨子诠释。我来给大师诠释此图。
其实，图 3 我已经引用了不知道几多次，但仍是有人提出疑虑。可见，诠释接地系统的道理真的是任重而道远。
图 3 的左上侧是电力变压器的低压侧绕组，我们看到它的中性点引出接大地。
注重到接大地的符号与参考地的符号纷歧样！
如斯一来，变压器中性点的电位就是大地的零电位，它可以作为全系统的零电位参考点。我们把此处的接地叫做系统接地和工作接地。用字母 T 来暗示。
注重到一个事实，因为接了地的中性线电压为大地的零电位，它同时又可以起到用电电器庇护接地的感化。所以，我们把这条线叫做庇护中性线，用符号 PEN 来暗示。PEN 线有一个俗称，就是零线。、
因为零线即具有庇护接地的感化，又具有工作接地的感化，IEC 用 TN-C 来代表这种接地系统。
再看图 3，零线分开左侧的工作接地后，往右再次接地，我们把它叫做反复接地。反复接地的用途是确保零线断线后断点后部的导线依然具有零电位。
再往右，我们看到了图 3 中的两只用电设备。注重到用电设备的外壳直接与零线相接，确保了外壳具有零电位，以庇护人身平安。
注重图 3 中左手边的第一只用电设备，我们看到零线起首接到外壳，然后再接到零线输入端。这里表现了零线的庇护优先的原则。
关于接地，我在知乎中写过 N 篇文章。更多有关接地的常识，请看下文：
什么是接地？接地的道理是什么？ - Patrick Zhang 的回覆 - 知乎
什么是接地接地的道理是什么
至此，相信题本家儿已经把接地的用途搞清晰了。
最后，给题本家儿提个问题。我们看下图：
我的问题是：
第一：图 4 中在电流表处呈现了接地符号，试问它是庇护接地仍是工作接地？
回覆：
我们看下图：
注重看图 5。我们知道电流互感器 TAb 的二次绕组一旦断线，会发生高压，为了不发生人身危险变乱，所以电流互感器的二次侧必需庇护接地。
第二：图 4 的接地系统该当是什么？为何？
回覆：
图 5 中，母线部门有三条相线，一条 N 线，没有 PE 地线。同时，图中的电念头只接入了三条相线。故知接地系统电源部门有工作接地，但地线未引出；负载有庇护直接接地。由此可知，图 4 和图 5 的接地系统是 TT。
注重：会商接地系统时，不单要看电源部门，也要看负载部门。只有把系统接处所式和庇护接处所式综合在一路，才能看出接地系统是什么。
第三：图 4 中，当电念头处发生短路后，哪个元器件将执行庇护？它与接地系统有关吗？
回覆：
当然是断路器执行短路庇护，与接地系统无关。
第四：图 4 中，当电念头发生漏电时，图中哪个元器件将执行庇护？它与接地系统有何干系？
回覆：
我们起首阐发一下 TN 系统和 TT 系统中接地电流的区别。
TN 系统顶用电负荷的金属外壳是接 PE 线或者接 PEN 线，而 PE 线在电源的系统接地处和中性线接在一路，见图 3。所以当 TN 系统顶用电负荷发生碰壳变乱时，沿着地线 PE 返回电源的接地电流近似等于相线对中性线的短路电流。所以，TN 系统叫做大电流接地系统。
再看 TT 系统，当用电负荷发生碰壳变乱时，接地电流只能沿着地网返回电源，接地电流远小于相线对中性线的短路电流。所以，TT 系统叫做小电流接地系统。
因为图 4 是 TT 系统，故知图中的 ELR 将动作。
不外，ELR 测量的是三相不服衡电流，不是漏电流，漏电流是以三相不服衡电流的形式呈现的。是以 ELR 的测控系统中必需配套三相不服衡电流的门限辨别装配，来甄别出漏电流。
第五：图 4 中有零线吗？零线到底是什么线？我们泛泛的配电系统中有零线吗？若是没有零线，代替它的是什么线？
回覆：
图 4 中没有零线。
零线是 PEN 线，也叫做庇护中性线，且只有在 TN-C 接地系统中才呈现。
今朝，用的最多的接地系统是 TN-S 和 TN-C-S。因为 TN-C 系统的平安性较差，所以 TN-C 系统几近绝迹。是以，配电系统中呈现零线的机遇并不多，只有在农村和老居平易近小区中还有遗存。
我们看下图：
我们看到，TN-C-S 的前端是 TN-C 接地系统，此中有零线。后部是 TN-C-S 系统，零线分隔为中性线 N 和地线 PE，从此今后，两者互相绝缘，不得再次归并。
在黉舍、企事业单元和居家小区，TN-C-S 系统应用十分遍及。我们也由此看到，在我们的家里，底子就没有零线，只有相线、中性线和地线。
- 发表于 2019-06-17 23:05
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