6.1.1.1 接地系统
图6-1 接地系统（一般的低压配电系统）
在一般的低压配电系统中，变压器二次侧的中性点是与大地连接着的，即组成接地系统（图6-1）。根据系统与大地之间连接体的不同，可将接地系统分为直接接地系统（Solidly Grounded System）、电阻接地系统（Resistance Grounded System）和电抗接地系统（Reactance Grounded System）等。
1.直接接地系统
直接接地系统是在系统与大地之间直接连接一无阻抗接地线。这类系统抑制过电压的效果最佳，但同时也将产生最大接地故障电流，因此直接接地系统需要有效的设备接地配合。
以中性点直接接地系统为例，它既可以降低暂态过电压，有较好的雷击保护效果，又具有供电可靠性高、安全性强、故障点较易找出等优点。尚存的缺点有：①跳闸率高；②短路电流大，影响通信系统用户设备的安全；③短路电流下跳闸，增加开关检修量；④发生单相接地故障时，接地点会产生较大的跨步电压和接触电压，容易发生触电伤害事故。
2.电阻接地系统
电阻接地系统是在系统中性点与大地之间连接适当的电阻器。将电阻与系统导线与大地之间进行容抗并联，使之成为电阻性电路，从而形成电阻接地系统。根据接地电阻器的大小，这类系统可分为高电阻接地系统与低电阻接地系统两种。
（1）高电阻接地系统中，接地故障电流虽然很小，但必须不大于系统对地的总充电电流，并能配合保护器立即跳脱。对此，高电阻接地系统要求限制单相接地电流不大于10A，限制暂态过电压小于2.5倍相电压，但无需立即切除接地故障。
（2）低电阻接地系统中，电阻值必须满足故障时有足够的最小接地故障电流，以促使保护继电器动作。此接地方式对线路及设备绝缘水平的要求不高，容易与继电保护装置配合，能有效地抑制常见的暂态或操作过电压，并自动消除一些瞬时接地故障。但同时也具有接地电流大、跳闸率高、电阻热容量大、地电位升高大大超过安全值等缺点。因此，低电阻接地方式适用于以电缆为主且电容电流较大的配电系统。
3.电抗接地系统
电抗接地系统是在系统与大地之间以电抗值可调整的电抗相连接，也称为谐振接地（Resonant Grounded），即中性点经消弧线圈接地。
当一相发生接地时，流经接地电抗器的额定频率接地电流等于非故障相对大地间所流的额定频率电容性充电电流，且相位相差180°。为避免发生一线接地故障时产生过高的暂态过电压而引发事故，要求其一线接地故障电流不小于三相短路故障电流的25%。
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T50064—2014），对于6～20kV架空线路构成的系统和所有35kV、66kV电网，当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈；对于6～20kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈。
6.1.1.2 非接地系统
按电气设备技术标准，游泳池用水中照明等供电的回路中必须接入绝缘变压器，它的二次侧的电路一定不能接地（图6-2），即要求设计成非接地系统。
图6-2 非接地系统
非接地系统是在系统与大地间不加任何接地线。但由于每一带电的电线、汇流排、线圈等与大地之间均存在电容，故非接地系统实际上也是一种容抗接地系统。这类系统容易引起暂态过电压，从而导致二次故障。
因启断接地故障产生暂态过电压而在非接地系统中引起二次故障的情况如图6-3所示，图6-4所示则为在自接地系统产生单相接地故障时，其他正常相电压增加73%的情形。
非接地系统具有以下优点：
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图6-3 非接地系统因暂态过电压而引起二次故障示意图
（1）单相接地时，故障电流为一不大的充电电流，可减少因接地故障而启断的机会，必要时可强迫继续供电至可停电时再进行维护，大大减少了停电造成的损失。
（2）接地故障时，故障电流有限，对其供电的高压设备所造成的电压提升也有限。
图6-4 非接地系统产生单相接地故障使得正常相升压至原来的
倍示意图
但与此同时，非接地系统也具有不少不可忽略的缺点。任一单相接地将导致其他正常相之间对地电压升高为原来的
倍，即过电压将大于正常电压。启断非接地系统的相接地故障时，由电弧复击产生的更高的暂态过电压将影响系统其他线路的运行，从而引起二次故障。另外，与接地系统相比较，非接地系统在对雷击的保护和静电电压的消除方面都比较弱。
6.1.1.3 接地系统与非接地系统的比较
接地系统与非接地系统的要求、作用各异，可以分别从人体通过电流的大小、异常电位的抑制、接地系统间的相互干扰、绝缘的维持、对地闪络的检出等方面加以区分。
1.人体通过电流的大小
非接地系统中，在工频条件下，即使人体与电路有接触，如果是一点接触，电流是经分布电容流向人体的。此时，若系统规模较小，则分布电容也小，故人体中不会流过很大的电流。而在接地系统中，变压器是接地状态，则人体与电路只要有一点接触便能形成封闭回路。此时，有可能会因为人体与大地的接触状态而引起较大的电流流过人体。
2.异常电位的抑制
非接地系统中，高低压电路间的混触、雷电过电压、操作过电压、静电等各种各样的原因均会使电路对地电位上升，且这种上升是不可能完全被抑制的。原来的低压配电系统一般采用非接地系统，但由于变压器多次发生高低压混触事故造成严重灾害，后来大都改成接地系统。这就是将变压器二次侧中性点接地的原因，即抑制二次侧电路的电位异常上升。
3.接地系统间的相互干扰
接地系统的一大优点是抑制电路对地电位的上升，但其固有的弱点也是不可忽视的。在有多个接地系统的场合，各系统独立进行接地，但大地是被公共使用的，故系统间常有或大或小产生互相干扰的机会。例如，将两个接地系统的接地电极随意地靠近埋设，则由其中一个系统的接地电流引起的电位上升会有波及另一个接地系统的危险。另外，前面所说的接地系统中通过人体能完成闭合回路，也是因为人体与电气系统具有共同的大地。
4.绝缘的维持
长期、持续、健全地维持非接地系统是非常困难的，这就是非接地系统的重大缺点。作为非接地系统，相当于对大地绝缘，而绝缘不管是用什么材料、什么结构，其性能都必将随着使用时间的增加而降低。同时，系统所处的环境也有很大的影响。例如，接上较大的负载，将加速绝缘性能的降低。再者，对于规模较大的系统，如管理不周到，草木鸟兽等容易受到伤害。
当非接地系统与大地间的绝缘老化时，此系统将变成一种接地系统，而不能再称为非接地系统。以非接地系统考虑的回路，若突然变成接地系统，这种危险的程度是非常大的。总之，由于绝缘维持的困难性，非接地系统只能适用于负载轻、规模小的系统以及管理周到的专用电路。
5.对地闪络的检出
非接地系统的对地闪络是比较难检出的，因为对地闪络发生时，非接地系统中不会有大的对地闪络电流流动。
接地系统和非接地系统对地闪络的检出简要对比见表6-1。
表6-1 接地系统和非接地系统对地闪络的检出对比
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