1 前言

按保护接地形式不同，低压配电系统可分为TT、TN、IT系统，其中TN系统分为TN-C、TN-S和TN-C-S系统。IEC（国际电工委员会）对其文字符号和关系有着严格的统一定义。

第一个字母表示电源端与地的关系：

T—电源端有一点直接接地；

I—电源端不接地或经过阻抗接地。

第二个字母表示电气装置外露可导电部分与地的关系：

T—电气装置外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端接地点；

N—电气装置外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

短横线（—）后面的字母表示中性导体和保护导体的组合情况：

S—中性导体和保护导体是分开的；

C—中性导体和保护导体是合一的。

2 系统接地形式

2.1 TT系统

电源端直接接地，电气装置外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端接地点（如图1所示）。

TT系统的工作原理为：当设备可导电外壳与单相触碰时，电流经电源端接地点与设备外壳接地端构成的回路流过，若有人触碰带电外壳，因人体电阻大于保护接地的电阻，大部分电流被接地装置泄走，从而可以保护人身。

目前，TT系统被广泛应用于乡镇、农村居民区、工业和由变压器供电的民用建筑中。由于该系统在设备发生单相触壳或由绝缘不良引起漏电时，接地或漏电电流并不很大（毫安级），往往不能使保护装置动作，这将导致外壳长期带电，增加了人身触电的危险。

2.2 TN系统

电源端有一点直接接地，电气装置外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。根据中性导体和保护导体的组合情况，TN系统的形式有以下几种：

（1）TN-S系统，整个系统的中性导体和保护导体是分开的（如图2所示）。

（2）TN-C系统，整个系统中性导体与保护导体是合一的（如图3所示）。

（3）TN-C-S系统，系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的（如图4所示）。

这三种系统中，TN-C系统的优点是节省了一根导线，如果保护装置和导线截面选择适当，TN-C系统是满足需求的；缺点是若三相负载不平衡或保护中性线断开时，会使所有用电设备金属外壳都带上危险电压。TN-S系统的优点是PE线在正常情况下无电流通过，所以不会对接在同一PE线上的其它设备产生电磁干扰，但TN-S系统耗费的导电材料较多，TN-S系统多用于对安全可靠性要求较高、设备对电磁干扰要求较严的场所使用。TN-C-S系统兼有TN-C和TN-S的特点，常用于配电系统末端。在TN系统中，为确保PE或PEN线安全可靠，必须进行必要的重复接地。PE和PEN线上不准装设熔断器和开关。在同一系统中不能同时采用TT系统和TN系统保护。

2.3 IT系统

电源端带电部分不接地或经高阻抗接地，电气装置外露可导电部分直接接地（如图5所示）。

该系统工作原理是：由于人体电阻比接地系统电阻大，在发生单相触壳故障时，大部分电流经接地装置分流，从而保护人身。IT系统适用于环境条件不良、易发生单相接地故障以及易燃易爆场所。

3 系统接地的必要安全技术要求

电气装置中的外露可导电部分都应通过保护导体或保护中性导体与接地极相连接，保证故障回路形成。

不应在保护导体回路中装置保护电器和开关，但允许设置只有用工具才能断开的连接点。严禁用煤气管道做保护导体。电器装置外露可导电部分不应用作保护导体的串联过度接地点。

保护导体必须有足够截面，截面大于等于表1中的相应值。

连接导体时，若遇到不同材质的导体相连接时，比如铜导体与钢导体相连时，为得到极低的连接电阻，应使用铜焊过度，过度电阻小于或等于0.03Ω.

4 SPD（电涌保护器）的分类及嵌入系统的安全要求

4.1 SPD的作用及分类

SPD的目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流，至少含有一非线性元件。目前的SPD按元件类型可分为电压开关型SPD、限压型SPD和混合型SPD；按连接方式可分为有串联阻抗的SPD和无串联阻抗的SPD.

电压开关型SPD在无电涌出现时，在线SPD呈高阻抗状态，当线路的电涌电流达到一定值时，迅速转为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作为这类SPD的组件。

限压型SPD无电涌出现时，在线SPD呈高阻抗状态，随着线路上的电涌电流和电压增加到一定值时，SPD的阻抗跟着连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管做这类SPD的组件。

混合型SPD由电压开关型元件和限压型元件组合而成。随着施加的电压特性不同，SPD时而呈现电压开关型的特性，时而呈现限压型的特性，时而同时呈现电压开关型和限压型的特性。

有串联阻抗的SPD和无串联阻抗的SPD分别是与被保护低压配电系统电路中串联和并联连接的。

4.2 SPD的标志

SPD的标志应是容易识别和不可擦去的，标志不应位于螺钉、垫圈或其它可拆卸的零件上，SPD应清晰地附有下列标志。

①制造商的名称或商标、产品型号和生产型号；

②最大可持续运行电压Uc；

③电压保护水平Up；

④每一种保护模式的实验类别（Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类）及放电参数（Iimp、Imax、Uoc和In）；

⑤接线端子标识；

⑥应用系统；

⑦额定负载电流Ir；

⑧后备过流保护装置的最大推荐额定值。

4.3 嵌入SPD的安全要求

SPD必须能承受预期通过它的雷电流，并应符合附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。

（1）SPD的安装位置及要求

SPD的安装尤其是多级SPD的安装位置很重要，若不慎重考虑，可能会造成被保护设备和SPD之间的能量反射，若反馈到配电系统中，会产生恶劣影响。为消除这些影响，选用SPD时先要参照其提供的参数来判断需要的规格型号，电源SPD应并联在受保护电源的前端，信号SPD应以串联的方式与被保护设备连接；在被保护线路中并联接入多级SPD时，电压开关型SPD和限压型SPD之间线路长度大于等于10m，若小于10m则应该在SPD之间的线路上串联适当的退耦元件；限压型SPD之间的线路长度大于等于5m，若小于5m也应加装退耦元件。

SPD除安装在LPZ0区与LPZ1区交界处，其连接导体铜线最小截面大于等于16mm2外，在其后防雷区安装的连接铜线截面可适当减小，但大于等于6mm2.安装在线路上的SPD若其无内置脱离器，应在其前端加装在SPD发生故障时能将其从电路中断开的装置，如果使用熔丝做此装置，其与主电路上的熔丝电流比宜为1：1.6.

SPD必须以最短的路径接入大地，其两端导线总长度不能超过0.5m，若大于0.5m则应该采用“V”型接法。

（2）在不同配电系统中对Uc的不同要求

当采用TN系统时，从总配电箱开始引出的分支线路必须采用TN-S系统。在不同供电系统、不同工作电压以及不同的安装位置下，要求SPD有不同的最大持续运行电压Uc，Uc值大于或等于表2规定值。

5 结束语

本文介绍了TT、TN、IT系统的特点以及嵌入SPD时的安全技术要求。在 电气设备广泛应用的现代，要达到百分之百的雷电防护是不现实的，从经济上讲达到这一点也是相当浪费的，但是，只要将感应雷防护和直击雷防护进行科学的配合，就会在很大程度上减少雷灾隐患。