1.接地的第一个意义,是建立零电位参考点
我们看下图:
图1:稳压电源电路
图1中,天蓝色区域的右侧我们看到了参考地的符号,它表示此处的电位是零。据此,我们可以在电路中确定±12V,还有+5V。
电路的参考地,非常重要。我曾经写过一个帖子,专门讨论参考地的作用,如下:
接地到底是一种什么东西呢?该如何理解电路?www.zhihu.com
这篇帖子里有一幅图,摘录如下:
图2:参考地的作用
参考地实质上是人为指定的,它的作用就如同相对高度的参考点。例如一座18层的酒店大楼,我们指定地面为零高程点,则地下车库在-2层,餐厅在4楼,我们的住宿房间在14楼;如果我们指定餐厅为零高程点,则地下车库在-6层,住宿房间在10层。
注意到一个很重要的事实:尽管零电位参考点的电位为零,但它的电流不等于零。例如图2中的2图零电位参考点的电流并不等于零。由此可见,零电位参考点不符合欧姆定律,它符合基尔霍夫第二定律KVL(基尔霍夫电压定律),也是我们判断电路节点电压的必须。
2.接地的第二个意义,在配电网中构建与大地相同的零电位参考点,并将用电负荷的金属外壳保持与大地近似相同的零电位
我们把前者叫做系统接地或者工作接地,把后者叫做保护接地。
我们看下图:
图3:国际电工委员会标准IEC60364定义的TT接地系统
图2中,电力变压器低压侧绕组的中性线直接接地(左侧),由此引出的中性线具有大地的零电位,我们把它叫做工作接地。
图2中,用电设备的外壳通过地线PE直接接地,我们把它叫做保护接地。保护接地确保了用电设备的金属外壳电位为零。
我们再看IEC60364定义的TN-C接地系统:
图4:TN-C接地系统
在TN-C接地系统中,我们看到了系统接地。从系统接地引出了一条线PEN,它既有中性线的作用,也有保护接地的作用,这条线就是大名鼎鼎的零线。我们看到,用电负荷的外壳都接在零线上,这叫做保护接零。一旦发生漏电,因为漏电流接近于火线对零线的短路电流,因此配电网中的过电流保护装置(各类开关,但不是漏电开关)会执行保护开断操作。
TN-C接地系统最大的问题是:如果零线断裂,则断裂点后部的零线因为三相不平衡的原因,它的电压会上升,最高可达相电压。有因为负载的外壳保护接零,所以会对人体产生电