住宅电气保护接地有关问题的认识与探讨

随着强制性规范《住宅电气设计规范》的开始实施，原先合乎规范要求的TN-C系统已不再使用于住宅低压配电系统了。现代住宅电气的设计和安装有了明确的依据。新规范是“以人为本”，在保证“适用、安全、卫生、美观”的前提下，对住宅安全方面提出了相当严格的要求。新规范与旧规范相比较，在安全方面的要求主要有下列四点：（1）每栋住宅总电源进线断路器应具有漏电保护功能；（2）除空调电源插座处，其他电源插座电路应设有漏电保护功能；（3）住宅配电系统的设计应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式，并进行等电位联结；（4）卫生间等潮湿场所宜采用局部等电位联结。

按以上要求，对居民住宅安装的电气设备，可使住房的居住更为安全。

下面介绍不宜采用TN-C系统的原因，以及新规范中的三种低压配电系统的接地方式和防范。

1.不宜采用TN-C系统的原因

用电设备的接地，一般分为保护性接地和功能性接地。保护性接地双分为接地和接零两种形式。所谓“接地”是指用电设备外露可导电部分对地直接的电气连接。而接零则是指外露可导电部分通过保护线（PE）或PEN线与供电系统的接地点进行直接电气连接（交流系统中，接地点即为中性点）。

TN-C系统被称为三相四线系统，整个系统的中性（N）与保护线（PE）是合一的，称PEN线，由于TN-C系统中采用的是保护接零，即用电设备的外露可导电部分与PEN有良好的导线连接。当用电设备发生接地故障时，由于PEN线阻抗小，较大的短路电流使保护装置迅速动作，反应灵敏度高。但由于TN-C系统需要依靠PEN线中的不平衡电流来维持三相电压的平衡，所以TN-C系统一般使用于三相负荷较平衡的场合。目前，住宅用户大部分是单相用户，难以实现三相负荷的平衡，PEN中将有较大的、不稳定的不平衡电流流过，而且大量家电设备使用中产生的高次谐波也叠加在中性线N上，使中性线接地电位偏移。一旦PEN发生断路故障或PEN线接触电阻增大时，中性点电位将严重地偏移，使家电设备外露可导电部分的金属外壳带电，造成电击事故的发生。而且接地故障最易引发电气火灾。所以新规范中已明确规定住宅供电已不再使用TN-C系统了。

2.《住宅电气设计规范》已明确规定

住宅供电系统应用TT、TN-S、或TN-C-S方式。需要说明的几点：（1）以前的《建筑电气设计技术规范》，曾把接零看成是接地的方式之一，而采用统一的术语“接地”，这样容易引起概念混淆，特别是随着低压网系统接地形式多样化，更有必要把接地与接零两者的区别加以明确，以使减少实际工作中出现的问题。（2）原规程只是笼统提出零线在规定的地方应重复接地；而工作零线（中性线即N线）一般是不应重复接地。国为一旦重复接地，将会造成漏电保护装置发生误动作或拒绝动作。

在《以用建筑电气设计规范》14.2.1条中对低压电气系统的接地形式已有了明确的定义。

2.1TN系统

电力系统有一点直接接地，按照中性线与保护线组合情况又可分为三种形式：（1）TN-S系统，也称三相五线制系统。该系统是三相四线加PE线的接地系统；（2）TN-C-S系统。该系统有一点直接接地，用电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接，系统中前一部分线路的中性线N与保护线是合一的，第二部分是TN-S系统，即N与PE线是分开的；（3）TN-C系统。整个系统的中性线与保护线是合一的。

2.2TT系统亦为三相四线系统

系统有一点直接接地，系统无PE线。用电设备的外露可导电部分（PE）线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极上。TT系统的特点是中性点N与保护接地线无一点电气连接，即N与PE线。所以以不管三相负荷是否平衡，中性线是否带电，PE线均不会带电，用电设备外露导电部分亦不会带电，保证了使用安全。需要附带说明的是，TT系统和TN系统不存在谁优谁劣。由于TN系统适合于三相平衡的场所，而住宅及智能大厦因单相负荷较大，难以衽三相负荷的平衡。因为，TT系统目前已在住宅（特别在别墅）中被大量采用。

3.接地故障的防范

接地故障不同于一般的电气短路故障。而是带电导体通过金属票与大地发生的短路故障。由于接地故障比较隐蔽，经常是多次火灾的起因。因此，为了住宅居住人员的安全，有必要加强对接地故障的防范。

（1）不能随意更改接地系统。若原先采用的是TN-C-S系统器改变为TT系统。当发生用电设备金属外壳单相接地短路时，由于PE线未按TT系统的接地电阻要求接地，必然使设备金属外壳带上较高的电压，从而发生间接电击事故。

（2）严禁PE线与N线连接。

（3）每套住宅总电源进线断路器应具有漏电保护功能。

（4）作等电位和局部等电位连接。

1）总等电位联结（NEB）。作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除来自建筑物外经电气线路和各种金属管道引起的危险电压故障的危害。通过配线箱近旁的总等电位联结端子板（接地母排），将下列导电部分互相连通：进线配线箱的PE母排；公用设施的金属管道；建筑物金属结构钢筋；人工接地的接地极引线等。建筑物每一电源进线都应做总电位联结，每个总等电位联结板的端子应互相连通。

2）局部等电位联结。卫生间因其特别潮湿的原因在为电击电大的场所。卫生间做局部等电位连接的目的，是在局部范围内将人体可同时触及的有可能同时出现危险电压差的不同导电部分再做一次联接，可使故障电流引起的电压降更小，接触电压低于接触的限压值。卫生间的局部等电位连接，将下列导电部分互相连通；PE母线或PE干线；公用设施的金属管道；建筑物的钢筋网和金属结构等部分。

电击人身伤害事件的发生，是由于出现了危险的间接接触电压。建筑物接地目的就是为了减少接触电压，而现代住宅建筑旅程，须按远东要求进行等电位联结，这样使获得了相当低的接触电阻，极大地降低了接触电压。进行等电位联结后，还消除了建筑物外沿PE线窜入的危险故障电压，消除电磁场干扰，减少保险器动作不可靠所带来的危害以及防雷电等，另外，通常情况下，卫生间是危险最大的地方，因采用了局部等电位后，将身体有可能接触到的任何导电部分做了等级电位连接，使故障电流的电压降更小。而且在《民用建筑电气设计规范》中明确规定：卫生间内应改防溅插座；在淋浴区域内（淋浴区及深盆的沿0.6米内）严禁设置插座；换气扇接线盒应距地2.25米以上等措施，使住宅用户使用更为安全。新的《住宅设计规范》贯彻“以人为本”的思想，在总则中增加了“住宅设计应以人为核心”这一条，更充分考虑了住宅的安全性。