低壓配電線路遍布各行各業(yè)，配電環(huán)境也相當復(fù)雜，不僅專業(yè)人員接觸，也有非專業(yè)人員會觸及，這就大大增加了線路發(fā)生故障的概率，如若設(shè)計、施工不當，將導(dǎo)致人身觸電（間接接觸）、或線路損壞，甚至引發(fā)電氣火災(zāi)。而接地系統(tǒng)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，是一項復(fù)雜、事關(guān)安全的工程，接地形式與接地故障保護息息相關(guān)。
目前我國數(shù)據(jù)中心低壓配電系統(tǒng)的接地形式主要為TN-S系統(tǒng)。其低壓配電設(shè)備、配電線路眾多，造價昂貴，一旦出現(xiàn)故障如不能及時處置，會造成人員和財產(chǎn)的重大損失，對配電系統(tǒng)的可靠性要求很高。為了更全面系統(tǒng)地說明低壓配電系統(tǒng)接地故障保護，下面將各種系統(tǒng)接地形式及故障保護做法作橫向的比較分析：
電源端中性 點接地方式 | 系統(tǒng)形式 | 外露可導(dǎo)電部 分接線形式 | 接地故障 電流 | ||
TN | TN-C | 直接接地 | 三相四線制 | 與PEN相連 | 較大 |
TN-S | 三相四線制 PE | 與PE相連 | |||
TN-C-S | 三相四線制 PE | 與PEN或PE相連 | |||
TT | 直接接地 | 三相四線制 | 單獨接地 | 小 | |
IT | 不接地或高阻抗接地 | 三相三線制 | 單獨接地 | 較小 | |
注：本文接地故障保護措施所保護的電氣設(shè)備，只適用于防電擊保護分類為I類的電氣設(shè)備
（1）接地故障保護的設(shè)置應(yīng)能防止人身間接電擊及電氣火災(zāi)、線路損壞等事故；
（2）外露導(dǎo)電部分應(yīng)按其系統(tǒng)具體條件與保護導(dǎo)體相連接?？赏瑫r觸及的外部可導(dǎo)電部分應(yīng)接到同一個接地系統(tǒng)上；
（3）當電氣裝置的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，還應(yīng)在局部范圍內(nèi)做輔助等電位聯(lián)結(jié)。
TN系統(tǒng)配電線路接地故障保護的動作特性應(yīng)符合下式要求：
Zs*Ia≤Uo
式中：Zs----接地故障回路阻抗，Ω；
Ia-----保證保護電器在規(guī)定時間內(nèi)自動切斷故障回路電流，A；
Uo-----相線對地標稱電壓，V。
如下圖所示，當L3相發(fā)生接地故障時，電流在L3相導(dǎo)體、設(shè)備金屬外殼，PE保護導(dǎo)體形成回路，流經(jīng)電流為接地故障電流Id， Zs為流過故障電流的相保回路電纜的阻抗，Uo為220V。
相線對地標稱電壓為220V的TN系統(tǒng)配電線路的接地故障保護，其切斷故障回路的時間應(yīng)符合下列規(guī)定：
1）配電線路或固定式電氣設(shè)備的末端線路，不宜大于5s；
2）供電給手握式和移動式電氣設(shè)備或插座回路，不應(yīng)大于0.4s；
因此在TN系統(tǒng)應(yīng)采用的接地故障保護：
a. 當滿足上述要求是，采用過電流保護兼接地故障保護；
b. 當不能滿足且零序電流保護能滿足時，應(yīng)采用零序電流保護，此時保護整定值應(yīng)大于線路最大不平衡電流；
c. 當都不能滿足要求時，應(yīng)采用漏電電流動作保護。
TT系統(tǒng)配電線路接地故障保護的動作特性符合下式要求：
RA*Ia≤50V
式中：RA——外露可導(dǎo)線部分的接地電阻和N線電阻，Ω；
Ia——保證保護電器切斷故障回路電流，A。
如下圖所示，當L3相發(fā)生接地故障時，電流在L3、設(shè)備金屬外殼、設(shè)備接地電阻、大地、中性點接地電阻中形成回路，流經(jīng)電流為接地故障電流Id，50V為人身電擊安全電壓限制。
因此在TT系統(tǒng)應(yīng)采用的接地故障保護：
1）當采用過電流保護電器時，保護電器的Ia為保證5s內(nèi)切斷的電流；
2）采用瞬動特性過電流保護電器的Ia為保證瞬時動作的最小電流；
3）采用漏電電流動作保護器，Ia為其額定動作電流In。
IT系統(tǒng)正常運行時，各相泄漏電流為對地電容電流，即Iac、Ibc、Ica，且三相對地電容電流向量和為0，因此中性點電壓可看做為0V。當發(fā)生第一次接地故障時，非故障相對地電壓升高√3倍，可見IT系統(tǒng)對配電裝置的絕緣水平要求較TN、TT系統(tǒng)高，但第一次接地故障電流較小，系統(tǒng)仍可以正常運行，但絕緣監(jiān)測裝置必須給出報警。
1）外露可導(dǎo)電部分為單獨接地，發(fā)生第二次異相接地故障時，故障回路的切斷應(yīng)符合TT系統(tǒng)接地故障保護要求；
2）外露可導(dǎo)電部分為共同接地，發(fā)生第二次異相接地故障時，故障回路的切斷應(yīng)符合TN系統(tǒng)接地故障保護要求；
3）IT系統(tǒng)不宜引出N線。
綜上所述，對于選擇不同的供電接地系統(tǒng)方式，其接地故障保護也不盡相同。只有了解了每個系統(tǒng)的接地故障特性，才能設(shè)計與之相匹配的接地故障保護方式，以達到供電及用電的安全可靠。
