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No.6 Vof.10 (Serial No.114) 2019•接地设计•T N系统低压侧中性点接地
常见做法分析
李博才
(海南华磊建筑设计咨询有限公司，海南海口 570208)
摘要：介绍了接地的必要性，分析了 T N系统低压侧的中性点接地常见做法中
存在的问题，并结合现行规范，提出了解决办法和适用范围。
中图分类号：TU 856文献标志码：B文章编号：1674-8417(2019)06_64)5 DOI：10.16618/j. cnki. 1674-8417.2019.06.002李博才（1986—），男, 工程师，从事建筑电气设计及实践分析工 作。
〇引言
供配电系统的低压侧中性点接地做法关系 到人身安全和电子设备安全、稳定运行。民用建 筑中不同电压等级的用电设备多采用共用接地 网，也和建筑物的雷电保护接地、电信电子设备 等非电力设备的接地共用同一接地装置。合理 的供配电系统正常运行时，PE线和大地无电位 差。而接地做法的不合理会产生杂散电流和电 磁干扰，使得PE线出现电位差，引起其他不良影 响。在实际工程实践中，民用建筑中低压系统中 性点接地的存在有很多种常见做法，本文结合现 行规范对常见的几种不同接地做法进行分析。
1接地的必要性
低压系统的接地型式分为TN、T T和IT 3种。不同接地型式代号中第一个字母表示电源 系统对地的关系：字母T表示某点对地直接连接；字母I表示所有的带电部分与地隔离或某点 通过高阻抗接地。第二个字母表示装置外露可导电部分对地的关系，字母N表示外露可导电部 分与电源系统的接地点直接进行电气连接。
接地可分为保护性接地和功能性接地。上述3种系统接地型式都为电气安全而做的接地，属于保护性接地。常见的TN系统中压侧和低压 侧按照GB/T50065—2011《交流电气装置的接地 设计规范》[1]第7. 2. 5和第7. 2. 6条的要求，采 用总等电位联结的共用接地系统，这样可以降低 中低压混触事故的危害影响，也能在低压接地故 障时及时切断故障回路，保证电气设备和人身安 全。另外，雷电保护接地、防静电接地。阴极保 护接地也属于安全接地。
功能性接地是在电气安全之外，为了解决设 备稳定运行，从功能上考虑进行的接地。建筑物 内的信息技术设备为了获得稳定工作的基准电 位(信号地）就需要进行功能性接地。接地系统 设置不合理会产生杂散电流电磁场，干扰信息技 术设
备的正常工作，也会让电子保护装置不能稳 定运行，危及到人身的安全。同时杂散电流会通 过其他不期望的路径形成环流，这在易燃场所是 极其容易引起火灾的。因此，应重视由接地系统 设置不合理引起的杂散电流问题。
2常见接地做法中杂散电流分析
2.1 1台变压器
当变电所内仅有1台变压器时，
通常都在变
•接地设计•規代达统电气M H a l No.6 Vol.10 (Serial No.114) 2019
压器的外壳和低压侧中性点处均进行直接接地。1台变压器的接地做法如图1所示。根据电流路 径分析可知,N线的电流没有经其他导线回流到 变压器的中性点，没有形成杂散电流。当变压器 在低压进线柜处直接接地，电流通过PEN线回到 变压器的中性点，PE线不会出现杂散电流，电位 不会发生变化，电磁兼容性（EMC)环境友好。但 是当变压器同时在中性点处和低压进线柜处都 做接地连接时，则形成杂散电流环路。
图11台变压器的接地做法
2.2 1台变压器和1台发电机
当变电所内有1台变压器且附设柴油发电 机房时，变压器和柴油发电机均各自在中性点处 设置接地线。1台变压器和1台发电机的接地做 法（一•）如图2所不。
电源转换开关采用三极开关。由于PE线经过共用接地装置相连（图2中虚线），N线和PE 线上都会有杂散电流流动，导致PE线上电位发 生变化。遇到应急情况下，发电机在自带配电柜 内直接接地后给应急母线供电，也会产生杂散电流。
2.3 2台变压器和1台发电机
对于较大型的项目，单个变电所内设置2台带联络母线的变压器，且附设柴油发电机作为备 用电源。当2台变压器、1台柴油发电机均在各 自中性点处直接接地，联络线开关断开，各变压 器独立运行。2台变压器和1台发电机的接地做 法(一）如图3所示，采用中性点处接地。由于 2台变压器的PE母排经过共用接地基础相连，2台变压器的N线均重复接地，电流在N线和 PE线形成环路，产生杂散电流。
有人认为只要在联络开关（Q F2)上设置四 极开关，即可断开环路，消除杂散电流。但是在 项目初期运行或者总负荷谷底时期，联络线开关闭合，仅有1台变压器投人运行，这会导致运行 变压器的N线在另1台变压器的中性点处重复 接地,N和PE线之间仍会形成环路，
形成杂散
电流。当遇到应急情况，由柴油发电机给应急母线 供电，柴油发电机的中性线分别在自带配电柜处 和变压器处多点接地，导致N 线电流通过建筑内 的接地极成环流,EMC 环境不友好。杂散电流的 流动路径可参考图2。LVI^al 洗代逡疚全气
No.6 V 〇|.l 〇 (Serial No.l 14) 20192台变压器和1台发电机的接地做法（二）
如图4所示，采用进线柜处接地。2台变压器 均在低压进线柜处进行接地，无论联络线开关闭 合与否，N 线和PE 线均形
成环路，杂散电流在之 间流窜，使得P E 线上电位不稳定,EMC 环境不 友好。
李博•接地设计.
图4 2台变压器和1台发电机的接地做法（二)
当柴油发电机运行给应急母线段供电时，同 样会形成杂散电流。杂散电流路径可参考图2。3避免产生杂散电流的方法当变配电所内仅有1台变压器时，变压器只
需要选择在中性点或低压进线柜中某一处进行
单独的一点接地，即可消除杂散电流。
对于变电所内有1台变压器和附设1台
发电机的情况，只需电源转换开关选择四极，即
可切断杂散电流环路。1台变压器和1台发电机
的接地做法（二）如图5所示，采用中性点处接
地。TN 系统中的电源转换开关采用四极，同时
也满足JG J 16—2008《民用建筑电气设计规
范》[2]第7. 5. 3条第2款和G B 50054—2011《低
压配电设计规范》[3]第3. 1. 15条第1款条文的 要求。对于由2台变压器和1台发电机的供配 电系统，2台变压器、1台柴油发电机均在各自中 性点处直接接地，主断路器和联络开关均采用四 极开关，可以有效地切断N 线上的杂散电流环 路。2台变压器和1台发电机的接地做法（三） 如图6所示，采用中性点处接地。因此，不论是 2台变压器独立运行，仅有1台变
压器运行或柴油发电机运行，EMC 环境都属于友好型。但这种 采用多个四极开关的做法有发生“断零”事故的隐患。
另外需要说明，如变压器在中性点处直接接 地，低压柜母线上只能引出TN -S 或者TT 系统，
不能引出TN -C -S 系统。对于项目内采用与变配 电所不同接地基础的建筑，其总电源进线应采用 五芯（TN -S 系统），且在电缆进人建筑物处进行 PE 线重复接地。如采用四芯且N 线重复接地后 配出N 线和PE 线，也会产生杂散电流及其他消 极影响，违反JG J 16—2008《民用建筑电气设计 规范》第12. 2. 3
条强制性条文的规定。
•接地设计•現代遣疚电气uiisrgii No.6 Vol.10 (Serial No.114) 2019
4 一点接地的实施
对于项目内存在多电源的系统，通过采用合
理的接地点做法和措施，可以消除杂散电流。
GB/T 16895. 1—2008 (IEC 60364—1:2005)《低
压电气装置第1部分：基本原则、一般特性评估
和定义》[4]中第312.2. 1.2条给出多电源一点接
地的做法示意，如图7所示，其目的是避免工作
电流经过不期望的路径，消除杂散电流。但这种
做法与JG J 16—2008《民用建筑电气设计规范》
第12. 2.2条第2款要求的做法不一致。
图7中对接地做法提出下列要求：
(1)不应在变压器的中性点或发电机的星 形点直接对地连接，见G1。
(2)变压器的中性点或发电机的星形点之 间相互连接的导体应绝缘，且不得将其与用电设
备连接，见G2。
(3)电源中性点间相互连接的导体与PE之间应只一点连接，并应设置在总配电屏内，见G3。
(4)对装置的PE，可另外增设接地，见G4。
对于采用2个变压器等多电源的变配电房，可按照GB/T16895. 1—2008 (IEC60364—1: 2005)中第312. 2. 1.2条接地形式要求来实施，2台变压器和1台发电机的接地做法（四）如图8 所示，采用进线柜处一点接地。此时，当变电所 内的2台变压器通过一点接地和总等电位相连，不论是单独分列运行，还是联络开关闭合,1台变 压器运行均能很好地限制N线电流通过唯一路 径返回变压器中性点，消除杂散电流在N线和 PE线之间形成的环流，EMC环境友好。此外，变 压器的主断路器和联络开关也可采用三级开关，节省成本[5]。
附设的发电机房在发电机自带配电柜处进行 接地，并采用四极的电源转换开关，可以保证在应 急情况下由发电机运行时仅有一个接地点，N线电 流通过唯一路径返回中性点，避免杂散电流的产 生。这种接地做法与文献[6]中图4/23的做法是 —致的，均属于EMC环境友好的典型案例。
采用图8所示接地做法的配电系统，可以引 出TN-C-S系统。对于项目内有其他与变配电所 不同接地极的建筑，可以采用TN-C-S。可由变配 电所配出四芯电源回路，在建筑内的总配电箱处 PEN重复接地，再配出PE线和N线。这对于有 多栋独立接地基础的建筑项目，可以节省成本，
但其联络线均须采用五芯。
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No.6 Vol.lO (Serial N 〇.l 14) 2019•接地设计•对于项目变电所内有3个及以上变压器，且 相互之间设置联络线时，需要根据实际情况分 析，如N 线在多处重复接地，可能会形成杂散电 流回路，通过合理采用一点接地等措施来消除或 切断电流环路。对于项目内有多个应急段母线 的情况，柴油发电机应在中性点处直接接地，并 选择四极的电源转换开关，使得柴油发电机和市散电流的产生。
(3) 有2台变压器和附设柴油发电机的项 目，如均在各自的中性点处直接接地（见图6)， 则不能引出TN -C -S 系统。(4) 有2台变压器和附设柴油发电机的项 目，推荐采用一点接地做法，不仅能消除杂散电 流，还能减少项目投资成本。电变压器分属于相对独立的供电系统，接地系统
互不干扰，也不会形成杂散电流环路。
5结语
分析了各种常见接地做法，不合理的接地做 法会引起N 线和PE 线形成环线，产生杂散电流， PE 线上产生电位差。采用一点接地和其他合理 的措施可以消除杂散电流和切断其流动路径。 具体措施总结如下：(1) 仅有1台变压器的变配电所，常见的接 地做法不会引起杂散电流。(2) 有1台变压器和附设柴油发电机的项 目，可使电源转换开关设置成四极开关来消除杂[1 ]交流电气装置的接地设计规范:G B /T 50065—2011
[S ].
[2] 民用建筑电气设计规范:JGJ 16 — 2008[S ].[3] 低压配电设计规范:GB 5〇〇54_2〇l l [S ].[4] 低压电气装置第1部分：基本原则、一般特性评估 和定义:G B /T 16895.1_2008[S ].
[5] 王厚余.建筑物电气装置600问[M ].北京：中国电
力出版社,2013.
[6] 西门子（中国）有限公司.供配电系统设计手册第
—册：配电系统设计原则[G ].2014.收稿日期：2019 - 04 - 08
Analysis of Common Practices of Neutral Grounding on
Low Voltage Side of TN System
LI Bocai
(Hainan Hualei Architectural Design Consulting Co . , Ltd . , Haikou 570208, China )Abstract ： The grounding necessity was introduced. The problems existing in several common practices of grounding system on the low voltage side of TN system were analyzed. Combining by current specifications, the solutions and scope of application were put forward.
Key words ： neutral point grounding mode ； stray current ; single-point grounding ； multi-power sources system .10
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