机房为什么要接地？接地的意义是什么？

接地，是指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。

接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。

接地的第一个意义  

建立零电位参考点

电位参考点，(即零电位点)在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零，在电路中通常用符号“⊥”标出电位参考点。看图1所示：

图1：稳压电源电路

图1中，橙色区域的右侧我们可以见到参考地的符号“⊥”，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。

零电位参考点的选择实质上是人为制定的，它的作用就如同相对高度的参考点。在电子线路中，常选一条特定的公共线或机壳作为电位参考点。

即在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零， 即UA= 0。

例如一座18层的办公大楼，我们指定地面为零高程点，则地下车库在-2层，员工餐厅在4层，我们办公地点在14层；如果我们指定员工餐厅为零高程点，则地下车库在-6层，办公地点在10层。

图2：参考地的作用

在这里我们注意到一个很重要的事实：尽管零电位参考点的电位为零，但是不等于它的电流为零。如图2中的第2图的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必须要了解的原理。

接地的第二个意义  

1.在配电网中构建与大地相同的零电位参考点

2.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工作接地，把后者叫做保护接地。

图3：TT接地系统

图3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。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。

我们再来看看IEC60364定义的TN-C接地系统，如图4所示。

图4：TN-C接地系统

在图4所示的TN-C接地系统中，我们可以看到有系统接地。从系统接地引出一条PEN线，它既有中性线的作用，也有保护接地的作用。

我们还可以看到，用电负荷的外壳都接在PEN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，不是漏电开关）会执行保护开断动作。

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。因为负载的外壳保护接零，所以会对人体产生电击。

所以，在危险的场所如油库、煤矿、医院、交通枢纽中心（车站、港口、机场）等地方严禁使用TN-C接地系统。

因此，我们日常生活中配电网的接地系统要么是TN-S，要么是TN-C-S，如下。

图5：TN-S接地系统

在居家配电中，使用最多的就是TN-C-S接地系统。

弄明白配电网的接地系统非常重要，它能帮助我们了解居家配电系统，对于我们使用家用电器、维护好居家配电网都有好处。

图6：TN-C-S接地系统

接地的第三个意义  

用于屏蔽

我们来看看图7所示，这是一条数据通信用的屏蔽双绞线，它的屏蔽层要接地，并且是单侧接地，避免地电流回流引起干扰。

图7：屏蔽双绞线的屏蔽层必须单点接地

接地的第四个意义  

给雷击电流提供泄放通道

我们来看看图8所示，防止雷击的浪涌抑制器SPD的一侧是需要直接接地的。

并且，防雷击的浪涌抑制器SPD在不同级别雷击区段中的接线是不一样的。

图8：浪涌抑制器SPD在不同级别雷击中的接线

《低压成套开关设备的原理及其控制技术》中SPD的接地方式见下表图9所示。

图9：浪涌抑制器SPD的接线方式

由此可见，用于防止雷击的浪涌抑制器SPD接线还是有些技术含量的。

编辑：黄飞