给这只猫剥皮的方法不止一种，直到今天

虽然有一个用于电源接地系统的全球标准，准确地说是 IEC 60364，但它并没有规定单一的电源接地方式。相反，它定义了执行电源接地功能的三种基本方法，并将其中一种进一步分为三个子类别：

• 大地 (TT)
• 隔离-Terra (IT)
• Terra网络（TN）：
  • 组合 (TN-C)
  • 分离式 (TN-S)
  • 组合/分离 (TN-CS)

此外，在某些应用中使用接地阻抗，而不是从接地点到接地电极的实心线。可能还需要用于故障检测和清除的特殊硬件（例如接地故障检测器或剩余电流/接地故障保护装置），具体取决于系统。

我们现在将依次讨论这些系统，从 TT 系统开始，因为这就是您的插图所描绘的。请记住，没有一条真正的道路——每个系统都有其优点和缺点，并且当地标准各不相同。

Terra-Terra (TT)——每个人都有自己的地球

您在上面复制的插图描绘了 Terra-Terra (TT) 接地系统，其中系统中的每个消费者（馈电结构）都有自己的本地接地电极，与公用事业的接地系统没有金属连接。由于与铜相比，污垢是一种糟糕的导电体，因此使用 TT 系统需要一个剩余电流装置用于用户（用户单元或主开关设备）的主断开/保护，这使得它不切实际直到大约 50 年前，当 RCD 开始被广泛使用时。

然而，在控制进入电网的传导噪声方面，它确实具有一些优势，这使得它对电信和大型计算工厂具有吸引力。它也可能出现在无法保证金属接地路径完整性的环境中，例如室外电路频繁的地方，尽管一些当地标准（例如北美）禁止使用这种接地系统，而其他标准（例如日本） 、丹麦和法国）非常喜欢它。

孤立的土地（IT）——看，没有地球！

实际上，电学理论中没有什么需要连接到大地的电路 - 否则，您将无法将笔记本电脑插入飞机上的插座进行充电！一些固定电源安装也省略了与电源接地点的接地电极连接，如上图所示，因此使用了所谓的 IT 接地系统（或北美用语中的“未接地系统”）。这在需要高可靠性的连续工业过程区域中很常见，或者在手术室等场所提供额外的防震保护，因为在理想情况下，IT 系统中的第一个故障不会导致电流流过故障。（换句话说，如果你戳了一个 IT 接地系统，你就会成为众所周知的“电力线上的鸽子”，直到其他人同时戳它。）

IT 系统不使用 RCD 来检测和断开接地故障，而是使用接地检测器（绝缘监测设备），如果在网络上检测到接地故障，它会向操作员发出警报。这允许在连续的工业过程中有序地关闭过程，或者在过程“运行”时进行故障查找。然而，它需要特殊的程序来确保在引入第二个故障之前发现并清除第一个故障，因为第二个故障将导致故障电流流过两个故障，第一个故障代替接地电极。此外，IT 系统上较高的瞬态过电压会对绝缘施加更大的压力，从而增加因绝缘击穿而导致故障的风险。

一些较小规模的设置（例如在实验室和工地）使用隔离变压器来提供本地IT 接地电网，而无需绝缘监测设备。这样做是为了提供额外程度的防震保护，但是，除了在电源参考电子设备上工作的实验室外，敏感的剩余电流/接地故障保护装置已在很大程度上过时了。当地法规很少（如果有的话）强制IT 接地，除了某些敏感应用（例如为外科手术室供电）；但是，它可能被允许作为旧装置的遗留物（挪威）或在工业环境（北美）受过训练的监督下。

Terra-Network——现在请把所有的地球聚在一起

最后，也是最常见的接地系统是 Terra-Network (TN) 接地系统，具有各种风格。在这些系统中，在公用接地电极和用户的接地电极之间提供了一条金属通路，便于自动断开接地金属制品的故障（通过电路过电流保护装置），同时保持低绝缘应力。但是，这种金属路径的性质因 TN 接地的不同亚型而异：

• 在“组合”或 TN-C 系统中，用户接地电极连接到中性线，并且没有为用户提供单独的接地端，如上图所示。机箱接地在 TN-C 系统中连接到中性线（或根本不连接），并且在该系统中的插座处没有提供单独的接地端子。然而，TN-C 系统已普遍过时，因为无法在 TN-C 网络上为某些类别的故障提供有效的剩余电流保护，以及接地/中性线组合断路的危险。因此，它们仅被视为旧装置的遗留物（特别是在北美，在 1960 年代之前进行的装置可能没有任何有效的保护接地连接）。

• 与 TN-C 系统相反的是“分离”或 TN-S 接地系统，其中中性线-接地连接在服务的公用事业端进行，从公用事业一路携带单独的保护性接地和中性导体连接到消费者，消费者接地电极连接到输入保护接地，如上所示。在某些情况下，这会为公用事业公司带来额外的成本，并且还存在公用事业服务中的保护性接地可能会悄无声息地失效并使用户无法免受电击保护的风险，但通过电源提供了相对低噪声的接地连接。然而，由于产生的成本和风险，真正的 TN-S 接地在很大程度上也已过时，并且通常只在较旧的装置中看到，尽管一些地区（显然是印度）仍在将其用于新工作。

• 也可以将上述系统的特性结合起来，形成两者的混合体，称为 TN-CS 接地系统。在这样的设置中，保护性接地和中性线相互连接，并在公用设施下游的某个点连接到消费者接地电极，如上所示（这也是 Dave Tweed 的回答所描述的）。通常，该点是消费者从公用事业公司接受服务的地方，紧邻主要消费者单元（配电盘）或主开关设备中的公用事业计量硬件。从这个主面板供电的附属建筑可能有自己的接地电极系统，但不会具有中性接地连接（除非附属建筑使用 TN-C 而不是 TN-S，如北美较旧的装置）。由于其低成本和相对较好的安全性能（自动断开和剩余电流检测都工作良好，公用线路损坏不会对消费设备造成电击危险），这是最常见的 TN 接地形式，并且在部署了 TN 系统的大多数地方（例如北美、澳大利亚、新西兰和以色列，以及不使用 TT 接地的欧洲部分地区）使用（并在新工作中强制使用）。

阻抗接地——“接地”和“不接地”之间的中间点

在某些环境中，出于安全或可靠性的原因，需要控制接地故障电流的大小。因此，阻抗接地在某些应用中可以看到一些方案，其中在电源网络的接地点和接地电极之间连接了一个电阻器或线圈。这种做法将故障电流和瞬态过电压的幅度限制在对其所部署的应用程序更合理的值，并且还允许合理地使用剩余电流断开；但是，它确实需要一些与 IT 接地网络相同的注意事项，并且由于无法在此类网络上设置多个接地点，因此也不能用于一般公用事业服务。这将其实用性限制在工业和机构应用中，其中客户提供自己的变压器，提供完全由客户控制的电源网络部分，带有接地点

在变压器上接地一根导体的想法是“中和”它，使其电压相对于地球保持接近零。优点是现在只有火线需要保险丝才能使电路安全。（当然，在某些情况下，中性线上的保险丝可能会使电路更加安全。）

在房屋内提供接地连接的想法是将金属外壳或市电供电设备的可触摸部分与大地相连。如果带电导体接触接地外壳，则大电流将流回变压器中性端子，但通过接地路径。这做了两件事：

• 它使外壳上的电压保持在低水平，并希望足够低以防止致命的冲击。
• 如果故障触点的电阻足够低，则高故障电流将流过并烧断保险丝或断路器。

我的问题是：在现代电力系统中，TG 和 HG 之间是否有实际的电线，还是土壤本身提供了路径？

一般来说，不，没有地线返回。它增加了成本而没有什么好处。

两个都。这是一个更好的图表：

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

中性线连接（变压器的中心抽头）在电线杆和房屋服务入口之间的电缆两端接地。这些是中性线接地的唯一地方 - 每隔一个地方，它们都被严格分开。

请注意，这说明了典型的美国布置，240V 分流在两条火线上，L1 和 L2。典型的欧洲安排会简单地消除 L2（或在三相连接中，添加 L3），但其他一切都保持不变。

补充：为安全起见，极变压器低压侧接地。没有它，由于通过变压器的电容耦合，整个次级电路可能会“浮动”到相对较高的电压。

低压侧在两个地方接地以实现冗余。如果任何一个接地连接由于某种原因断开，安全性不会受到影响。

全球住宅布线的一般方法是将系统布线为热和/或中性的“隔离系统”，但有一个关键例外。然后安全接地出现在额外的电线中。在正常操作中，火线和零线与安全接地完全隔离。它只有在出现问题时才会发挥作用。

当出现问题时，地线具有多种功能。

• 它提供了一条返回源的替代路径，以防止您成为替代路径。
• 如果故障是热对地短路，它将允许大量电流变低，足以使过流设备 - 保险丝或断路器跳闸。
• 如果电路受 RCD 保护，它会提供一条备用路径返回源，绕过 RCD，确保 RCD 跳闸。

只有一个问题。电流在环路中流动，并希望返回源，而不是接地。地线不是源头，中性线才是！

输入中性接地等电位连接

这是使上述工作发挥作用的另一个多功能功能，尽管这不是其存在的主要原因。它被小心地放置在一个特定的位置，电气服务点基本上位于主要服务关闭处和RCD 之前。出于很好的理由，您永远不会在服务中拥有两个等势键。

在上述故障条件下，此中性点接地键是故障电流返回源的方式。由于它在 RCD 之前，因此该电流将绕过并因此使 RCD 跳闸。

但其主要原因是通过赋予其导体相对于大地的特定偏置来“使隔离系统安全”。您不希望您的两个导体从大地浮动 5000V 和 5230V，因为这对您所有设备的绝缘要求非常高。您不希望任何导体与地之间的电压超过 230V，因此您选择一个导体并将其接地。

而你希望这是靠近你的地球。这就是为什么每座建筑物都需要自己的接地棒。100m 外的地球可能具有不同的潜力。

那个“接地导体”仍然是一个工作导体，只是保证它非常接近地面。所以它有一个特殊的名字：“中性”。它通常被认为是当前的回报。

中性不是强制性的，美国的 240V 电器不使用它，菲律宾的大部分地区也不使用，英国的建筑工地插座也不使用。所有都有一个中心接地，接地在导体之间的中间钉住，并且不连接到任何一个。这使得所有导体都很危险，但只有“一半危险”。

无论如何，如果您的站点上有供电变压器，则极点的接地可能甚至不存在。但是这两种接地是出于不同的原因，或者更准确地说，是不同的客户。极点是为了防止变压器中的电容耦合或泄漏使次级浮动到初级电压。它适用于极地。你家的接地棒是为了让你的电源电压保持在你的水管或其他自然接地的东西的 230V 以内，以避免挑战这些设备的绝缘。