TN-S、TN-C-S、TN-C 三种接地型式：判据、设备选型与工程取舍

三种接地型式的全部差别，归结起来只有一句话：N 线和 PE 线在系统里是合还是分，在哪一点分开。后面所有的规定——能不能装漏电保护器、开关用几极、电缆几芯、SPD 怎么接——都是从这条线的位置派生出来的。

配电系统接地型式（TN、TT、IT）的代号定义出自 GB 14050-2008《系统接地的型式及安全技术要求》第 4 章，与 IEC 60364-1 的口径一致。本文只讲 TN 这一支，TT 和 IT 另开一篇。

一、代号怎么读

GB 14050-2008 第 4 章给的定义原文是分两段读的：

三个字母的位置不能互换。TN-S 读成”S 系统”、把 TN-C-S 说成”三相五线制”都是错的——”三相五线制”是施工口语，规范里没有这个术语。

TN-C-S 的”合一”在前段（电源侧），”分开”在后段（负荷侧），分界点通常在建筑物电源进线处。反过来（前分后合）是不允许的。

二、电流走哪条路

判据落到电路上，是看正常工作电流和故障电流分别流过哪根导体。

TN-C 的麻烦全在 PEN 上：它既是工作导体又是保护导体。正常工作时 PEN 上有电流，就有电压降，设备外壳对地就长期带一个几伏到几十伏的电位；PEN 一旦断开，断口后侧所有接零的设备外壳直接带上相电压。

三、规范划出的红线

做选型之前先把约束列齐。下面这些条款是三种型式能不能用的直接依据，设计时逐条对。

把这张表读一遍就能看出趋势：TN-C 的可用空间被压缩到只剩”建筑物以外、三相动力为主、没有手持设备、不是爆炸危险区”的场合；凡是有人的建筑内部、凡是涉及电子信息设备和医疗设备的场合，规范一律要求 N 与 PE 分开。

GB 50052-2009 第 7 章（低压配电）的条文说明给过一个概括性的提法：民用建筑低压配电系统应采用 TT、TN-S 或 TN-C-S 接地型式，并进行等电位联结，不宜采用 TN-C。注意这是条文说明不是强条，真正带强制效力的是上表里 GB 55024-2022 和 GB 51348-2019 的条款。

四、三种型式的工程对比

五、TN-C：还能用在哪，设备怎么配

5.1 设备配置清单

5.2 算例：PEN 上的电压降让外壳带多少伏

设：某厂区室外动力线，变压器低压柜至车间动力箱 300 m，采用四芯电缆，PEN 芯 35 mm² 铜（20 ℃ 时 0.524 Ω/km，空气中载流量约 125 A），回路三相不平衡电流与谐波电流合计 100 A，导体运行温度约 70 ℃。

列：PEN 电压降

R_PEN = 0.524 × 0.3 × 1.2 = 0.189 Ω

Δ U_PEN = 100 × 0.189 = 18.9 V

（乘 1.2 是铜导体从 20 ℃ 升到 70 ℃ 的电阻修正，约 1 + 0.004 × 50 = 1.2。）

解：车间内所有接零设备的外壳，在正常运行下对地就有约 19 V 的持续电压；距离拉到 500 m 时是 31 V。

验算：19 V 低于 50 V 的约定接触电压限值，干燥场所不会直接造成电击伤害。但两个后果必须算进去：

• 外壳与重复接地的金属构件（管道、钢平台、设备基础）之间存在 19 V 电位差，潮湿或有导电粉尘时会形成杂散电流，长期下来是电腐蚀和打火源；
• 若 PEN 断线，断口后侧外壳电压从 19 V 直接跳到 220 V。

GB 50054-2011 第 3.2.10 条给的 10 mm² 只是截面下限，10 mm² 铜在空气中的载流量只有 60 A 上下，按载流量本来也带不了 100 A。工程上 PEN 一般按相导体截面或按计算的不平衡 + 谐波电流选，距离长时还要按电压降校核——这条线既要送电，又要保证外壳电位不抬高，比纯 PE 的要求更严。

5.3 还剩哪些场合能用

按第三节的红线表，TN-C 现在能站住脚的场合要同时满足：

1. 不在建筑物内部（GB 51348-2019 12.4.11-3、GB 50057-2010 6.1.2）；
2. 不是爆炸危险区（GB 50058-2014 5.5.1）；
3. 不涉及医疗、智能化、电子信息设备（GB 51039-2014 8.1.3、GB 55024-2022 7.2.6-1、GB 50174-2017 8.1.6）；
4. 不是施工现场（JGJ 46-2005 1.0.3）；
5. 负荷以三相动力为主，单相设备少且固定，不平衡电流可控；
6. 不依赖漏电保护做电击防护。

落到实际项目中，符合这六条的典型场景是：厂区室外给专用三相设备（循环水泵、冷却塔风机、空压机组）敷设的专线，末端设备固定、外壳接 PEN、由过电流保护兼作故障保护，且设备周围做了辅助等电位联结。其他场合基本都要往 TN-C-S 或 TN-S 走。

六、TN-C-S：分界点怎么做，设备怎么配

TN-C-S 是改造项目和园区类项目最常见的型式。它省一段导体，代价是前段保留了 TN-C 的全部缺点，所以分界点的位置和做法决定了这套系统的安全性。

6.1 分界点的标准做法

GB 50054-2011 第 3.2.12 条给了三步，顺序不能颠倒：

1. PE 和 N 应分别设置单独的端子或母线；
2. PEN 导体应首先接到为 PE 设置的端子或母线上；
3. N 导体不应连接到电气系统的任何其他的接地部分。

配合 GB 51348-2019 第 12.4.11-5 款，PEN 应在建筑物入口处作总等电位联结并重复接地；GB 55024-2022 第 7.2.1 条进一步明确分开后不得再合并、N 不得再接地。

画成做法就是：进线柜内设 PEN 母排 → PEN 母排先与 PE 母排连接 → 由 PE 母排引至总接地端子（MEB）并重复接地 → N 母排单独设置，全系统只有这一处与 PE 相连。下游配电箱的 N 排与 PE 排必须绝缘安装、不得跨接。

6.2 设备配置清单

PE 截面按相导体截面分档（GB 50054-2011 表 3.2.14，保护导体与相导体同材料）：

6.3 两台变压器时主开关和母联用几极

这是 TN-C-S 项目最容易出错的地方。GB 51348-2019 第 12.4.11 条第 6 款区分了两种情况：

同一款还要求：当变电所与其他变电所有低压联络时，所有主开关和联络开关都应选 4P。柴发中性点接地方式必须与变压器一致——变压器在中性点处接地，柴发也在中性点处接地；变压器在低压柜处接地，柴发就只能引到低压柜处接地，不能在柴发本体处再接地。

选错极数的后果：N 电流一部分走 N 母排、一部分走 PE 母排，PE 上出现持续电流，外壳电位抬高，并且下游 RCD 会误动或拒动。

6.4 算例：园区厂房的干线 PEN 截面

设：园区 10/0.4 kV 变电所给一栋制剂车间供电，距离 180 m，采用 TN-C-S。车间计算电流 320 A，三相不平衡度按 15% 估，另有大量变频器与 LED 照明，三次谐波含量按相电流的 30% 计。

列：

不平衡电流基波分量：I_b = 320 × 15% = 48 A

三次谐波在中性线上叠加（三相三次谐波同相，不能抵消）：

I₃ = 320 × 30% × 3 = 288 A

PEN 计算电流按方均根合成：

I_PEN = √48² + 288² = 292 A

解：PEN 的计算电流 292 A 已经接近相导体的 320 A，按载流量只能取与相导体同截面（185 mm²），不能按”比相线小一档”的惯例取值。这正是 TN-C-S 在谐波负荷下的代价——前段省掉的那根 PE，会以加大 PEN 截面、加大降容的形式还回来，而且这条 PEN 全程带 292 A 电流，压降和外壳电位都比 TN-S 差。

工程上有两种处理：一是从变电所低压柜直接按 TN-S 五芯出线，PEN 只存在于柜内母排；二是把分界点前移到车间进线处，PEN 段压缩到最短，进线柜内用 PEN 母排，下游全部五芯。

验算：三次谐波含量 30% 落在 GB 50054-2011 第 3.2.9 条”大于 15% 且不大于 33%”区间，载流量要乘 0.86 的降低系数。185 mm² 铜芯多芯电缆在 30 ℃ 空气中的基准载流量约 430 A（按 GB/T 16895.15 表列值），再乘环境 35 ℃ 的 0.94 与谐波 0.86，为 430 × 0.94 × 0.86 = 348 A，大于 320 A，满足。若三次谐波超过 33%，则必须按中性导体电流选截面，那是另一个量级。

这个算例说明一件事：谐波含量大的车间，TN-C-S 前段省下的那根导体，会在截面和降容上还回去。谐波大的场合直接上 TN-S 更简单。

6.5 医药厂房的分界点位置

医药项目里有个特殊约束：提取、配制、包衣等使用乙醇等有机溶剂的区域，按 GB 50058-2014 划分可能是爆炸危险区。GB 50058-2014 第 5.5.1 条是强条，要求爆炸性环境中的 TN 系统采用 TN-S。该条条文说明还给了具体做法：从 TN-C 转换到 TN-S 的任何部位，保护线应在非危险场所与等电位联结系统相连接。

落地做法：在爆炸危险区边界之外（比如车间非防爆区的进线间、或防爆区外的总配电间）就把 PEN 分成 N 和 PE，分界点做总等电位联结和重复接地，进入防爆区的电缆一律五芯，PE 全程独立。绝不能把 PEN 引进危险区再分开——那样危险区内所有设备外壳都接在正常带电流的 PEN 上，等于把正常运行时的电位差带进了需要杜绝火花的场所。

七、TN-S：新建项目的默认选择

7.1 设备配置清单

TN-S 里还有一个常被问的问题：中性线要不要隔离？GB 50054-2011 第 3.1.11 条说 RCD 应断开所保护回路的所有带电导体，但 TN-S 系统中 N 为可靠地电位时可不断开。GB 50052-2009 第 7 章条文说明给的口径是：有总等电位联结的 TN-S 建筑物内，中性线不需要隔离。所以住宅户内配电箱的进线开关按 JGJ 242-2011 要求同时断开相线和中性线，而楼层配电箱的 N 排一般不设隔离开关。

7.2 算例：末端回路的故障环路阻抗校核

设：某 TN-S 系统末端插座回路，配 C 型 16 A 微型断路器，电缆为 YJV 型 3×2.5 mm²（相 2.5、PE 2.5），回路长度 L。上级（变压器 + 干线）归算到本回路首端的相保阻抗 Z_s0 = 0.14 Ω（由 630 kVA 变压器 U_k = 6% 与 150 m 95 mm² 干线归算，并计入温升与接触电阻，取 0.14 Ω）。要求满足 GB 50054-2011 第 5.2.8 条。

列：判据 Z_s · I_a ≤ U₀，U₀ = 220 V，I_a 取 C16 瞬时脱扣上限 10 × 16 = 160 A。

2.5 mm² 铜导体 20 ℃ 电阻 7.41 Ω/km，考虑故障时导体温升取 1.2 倍：

Z_s = 0.14 + 7.41 × L1000 × 2 × 1.2

解：

L = 40 m：

Z_s = 0.14 + 7.41 × 0.04 × 2 × 1.2 = 0.14 + 0.711 = 0.851 Ω

I_d = 2200.851 = 258 A > 160 A   ✓

L = 80 m：

Z_s = 0.14 + 7.41 × 0.08 × 2 × 1.2 = 0.14 + 1.423 = 1.563 Ω

I_d = 2201.563 = 141 A < 160 A   ×

验算：80 m 时 Z_s I_a = 1.563 × 160 = 250 V > 220 V，不满足。两条路可走：

• 电缆改 4 mm²（4.61 Ω/km）：Z_s = 0.14 + 4.61 × 0.08 × 2 × 1.2 = 1.025 Ω，I_d = 215 A > 160 A，Z_s I_a = 164 V ≤ 220 V，通过；
• 保留 2.5 mm²，回路首端加 30 mA RCD，按 GB 50054-2011 第 5.2.13 条由 RCD 承担间接接触防护。

顺带校一下压降：2.5 mm²、80 m、16 A 单相回路，Δ U ≈ 2 × 16 × 7.41 × 0.08 = 19 V，即 8.6%，已经超过 5%。两个判据在这里给出的是同一个结论——80 m 的 2.5 mm² 插座回路本来就不成立，先卡在压降上，再卡在故障环路阻抗上。这类回路设计时先算压降，能省掉后面的返工。

7.3 典型应用

新建民用与工业建筑：GB 50057-2010 第 6.1.2 条要求从建筑物总配电箱起供本建筑物内的线路必须 TN-S，加上 GB 51348-2019 第 12.4.11-3 款不采用 TN-C，新建项目实际上没有第二个选择。

数据中心与机房：GB 50174-2017 第 8.1.6 条明确采用交流电源的电子信息设备必须是 TN-S。UPS 输出侧的 PE 必须保持连续，当输出端 N 与 PE 之间电位差不能满足设备要求时，按 8.1.10 条加装隔离变压器。

医疗场所：GB 51039-2014 第 8.1.3 条严禁 TN-C；2 类医疗场所中维持生命、外科手术及患者区域内的回路按 8.3.5 条采用医用 IT 系统（配绝缘监视器，交流内阻 ≥ 100 kΩ，绝缘电阻降至 50 kΩ 时报警）。局部 IT 系统的设备外壳按 JGJ 312-2013 第 9.3.2 条与 TN-S 共用接地装置，不能单独打接地极——同一场所存在两个独立接地装置会产生电位差。2 类场所内插座 PE 端子至等电位母排的导体电阻不应超过 0.2 Ω（JGJ 312-2013 9.3.4）。医疗场所 TN 系统的切断时间要求比一般建筑更严：GB 51039-2014 第 8.3.2 条规定 230 V 时最大分断时间 0.2 s，400 V 时 0.05 s。

施工现场：JGJ 46-2005 第 1.0.3 条是强条，要求采用 TN-S 接零保护系统，配合三级配电、二级漏电保护。该规范第 5.3.2 条还要求 PE 线除在配电室或总配电箱处重复接地外，必须在配电系统中间处和末端处重复接地，每处接地电阻不大于 10 Ω。

八、断零：三种系统共同的命门

断零指中性导体（TN-S 的 N、TN-C/TN-C-S 的 PEN）断线。它不产生短路电流，常规断路器不会跳闸，是最隐蔽的一类故障。

算例：某 TN-C-S 系统，L1 相空载，L2 相接 150 W 白炽灯，L3 相接 15 W 白炽灯，电源电压 220/380 V。中性线在电源侧断开。

设：灯泡按额定参数折算为电阻。

R₁₅₀ = 220²150 = 322.7 Ω    R₁₅ = 220²15 = 3226.7 Ω

列：断零后 L2、L3 上的两只灯串联跨接在线电压 380 V 上。

解：

I = 380322.7 + 3226.7 = 0.107 A

U₁₅₀ = 0.107 × 322.7 = 34.6 V    U₁₅ = 0.107 × 3226.7 = 345.4 V

15 W 灯泡承受 345 V，很快烧毁。用相量法算负载中性点位移：位移电压约 190 V，空载的 L1 相对负载中性点电压约 365 V。

验算：这个结果与现场实测一致——断零事故的典型特征是”批量单相设备烧毁、三相电机没事、断路器不跳闸”。三相电机的绕组接在线电压上，中性点位移不影响线电压，所以不受影响；所有 220 V 的开关电源、LED 驱动、监控电源、仪表电源都是受害者。

断零的防范措施：

一个常见误区要纠正：有人认为做了重复接地就能防断零过电压。不能。接地电阻通常在几欧姆量级，远大于金属导体的毫欧级阻抗，替代不了 N 导体的回流通道。重复接地的作用是降低外壳对地电位、减轻电击危险，防不住中性点位移。而且 TN-C-S 分开后的 N 按规范不允许再接地，再接地会引来 RCD 误动。

九、老厂区 TN-C 改造的操作顺序

改造不是把 PEN 一剪为二就完事，顺序错了会做出比原来更危险的系统。

1. 查清现有 PEN 的完整性与截面——每个接头、每个端子箱的 PEN 连接点都要检查，截面不足 10 mm² 铜的先换线；
2. 确定分界点位置——优先设在建筑物电源进线处；若下游有爆炸危险区，分界点必须落在非危险场所（GB 50058-2014 5.5.1 条文说明）；
3. 做总等电位联结与重复接地——按 GB 51348-2019 12.4.11-5，在进线处把 PEN 与 MEB 连接并重复接地；
4. 按 3.2.12 条做分界——PEN 先进 PE 母排，N 母排独立设置，两排绝缘安装；
5. 下游改五芯电缆——包括原有四芯电缆的更换或增补 PE 导体，桥架内新增的 PE 线截面按表 3.2.14；
6. 逐点改设备外壳接线——原接 PEN 的外壳改接 PE，这是工作量最大也最容易漏的一步；
7. 核 N 与 PE 是否还有第二处连接——用万用表在 N 排与 PE 排之间量通断（断开进线处连接后应不通），有第二处连接必须拆除；
8. 装 RCD 与 SPD 并做分级配合——末端 30 mA，干线 300 mA 报警式，SPD 由 3P 改 4P；
9. 出图与交底——系统图、接地平面图、等电位联结做法图同步更新，向施工单位明确”N 与 PE 分开后严禁再连接”。

第 7 步是验收的关键工序。分开后 N 与 PE 若在某处又碰上（比如施工时把 N 线压到 PE 排上、或者某个旧配电箱里还留着跨接片），PE 上就会出现工作电流，RCD 可能拒动，外壳电位抬升，改造等于白做。

十、易错点清单

1. 把 TN-C-S 的分界点做在了末端配电箱——越靠前越好，规范要求在建筑物入口处；
2. 分开后 N 又接地（或在下游配电箱把 N 排与 PE 排跨接）——违反 GB 55024-2022 7.2.1，会造成 RCD 误动；
3. 用桥架、金属导管、水管、钢结构替代 PEN 或 PE——GB 50054-2011 3.2.13 是强条，GB 55024-2022 7.2.9-2 也禁止；
4. 在 TN-C 段装 4P 开关、2P 开关或 RCD——GB 50054-2011 3.1.4 严禁 PEN 接入开关电器；
5. 两台变压器各自在中性点处接地，主开关和母联却选了 3P——按 GB 51348-2019 12.4.11-6 应 4P；
6. 柴发中性点接地位置与变压器不一致，切换后 N 电流路径改变；
7. 消防配电线路上设了剩余电流式电气火灾监控探测器——GB 50116-2013 9.2.2；
8. 照明灯具安装高度 ≤ 2.5 m 未设 RCD——GB 55024-2022 4.5.4；
9. PE 截面一律按 S/2 取，忽略 16 mm² 和 35 mm² 的分档——按 GB 50054-2011 表 3.2.14；
10. 谐波大的回路没有按 N 导体电流选截面，也没乘载流量降低系数——GB 50054-2011 3.2.9；
11. 认为重复接地能防断零过电压；
12. 爆炸危险区内沿用 TN-C，或把 PEN 引进危险区后才分开；
13. 医疗用房、智能化机房、数据中心用了 TN-C 或分界点设在机房内；
14. 只校载流量和压降，不校故障环路阻抗 Z_s I_a ≤ U₀；
15. SPD 极数选错：TN-C 段用了 4P，TN-S 段用了 3P。

十一、这套判据在画图时对应什么

设计院出图时，接地型式不是只在设计说明里写一句”本工程采用 TN-S 系统”就完了，它要落到四类图纸上：

• 低压系统图——变压器中性点接地位置、主开关与母联极数、PEN/PE/N 母排的连接关系、分界点位置都要在图上表达清楚。系统图上如果画不出”N 与 PE 在哪一点相连、之后不再相连”，施工必然做错。
• 接地平面图——重复接地引下线位置、MEB/LEB 端子箱位置、PE 干线走向。TN-C-S 项目里重复接地必须画在进线处，不能只画在变电所。
• 等电位联结做法图——总等电位联结的联结对象（进出建筑金属管道、结构钢筋、PE 干线），局部等电位（卫生间、手术室、潮湿场所）。
• 配电箱系统图与接线图——N 排与 PE 排是否绝缘安装、RCD 极数与类型（AC/A/B）、SPD 极数与接线模式、开关极数。

审图时最常被提的也就是这几处：系统图上 N 与 PE 有多处连接、主开关极数与中性点接地方式不对应、消防回路装了漏电监控、PE 截面未按表取值。把系统图的 N/PE 关系画对，一半的返工就能省掉。

十二、考试视角

注电（供配电）专业考试里，接地型式属于每年都会出现的知识点，常见考法有五类：

断零那道计算题值得单独练：做法是线电压下两个阻抗串联分压，再用相量求中性点位移。把第八节的算例手算一遍，这类题就不会丢分。

十三、常见问题

问：TN-C-S 和 TN-S 到底选哪个？ 新建建筑、有电子信息设备或有医疗设备的场所一律 TN-S。园区类项目、改造项目在电源侧省一段导体用 TN-C-S，前提是分界点做在建筑物入口处且做了总等电位联结。谐波大的车间建议直接 TN-S。

问：TN-C 系统能不能装漏电保护器？ 不能。GB/T 13955-2017 第 4.2.2.2 条要求先改造为 TN-C-S、TN-S 或局部 TT 系统。TN-C 里 PEN 上有工作电流，RCD 检测到的剩余电流在正常情况下就不为零，装了要么误动要么拒动。

问：PE 线能不能重复接地？N 线呢？ PE 可以且应该多点接地。N 在分界点之后不允许再接地，GB 55024-2022 第 7.2.1 条把这一条上升为全文强制。

问：桥架能不能当 PE 线？ 不能作 PE，也不能作 PEN。GB 55024-2022 第 7.2.9-2 条规定外界可导电部分不得用作 PE，GB 50054-2011 第 3.2.13 条对 PEN 是强条。桥架只做辅助等电位联结。

问：SPD 几极怎么定？ TN-C 段用 3P（L→PEN）；TN-S 段用 4P 的 3+1 模式（L→PE 加 N→PE）；TN-C-S 的分界点处用 3P，分开后距离超过 10 m 再加 4P。依据是 GB 50057-2010 附录 J 表 J.1.2。

问：消防设备回路要不要装漏电保护？ 不装剩余电流式电气火灾监控探测器（GB 50116-2013 9.2.2）。消防设备本身的电击防护按正常判据执行，但防火监控类的探测器只设在非消防负荷回路上（GB 51348-2019 13.5.2）。

问：这一篇对应考试多少分？ 没有公开的分值统计。按历年真题分布估计，接地型式与电击防护属于专业考试的常考小题，单独命中约 1~3 分；它同时是短路电流计算、电缆选型、设备选型等题目的前置判断条件，间接影响的分值更多。基础考试里以概念题形式出现，约 1 分。具体以当年考试大纲和真题为准。

十四、规范出处

• GB 14050-2008《系统接地的型式及安全技术要求》第 4 章（接地型式代号与定义）
• GB 50054-2011《低压配电设计规范》3.1、3.2、5.2 节
• GB 55024-2022《建筑电气与智能化通用规范》4.5、4.6、7.2、7.3 节（全文强制）
• GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》12.4、13.5 节
• GB 50052-2009《供配电系统设计规范》第 7 章（低压配电）条文说明
• GB 50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》5.5 节
• GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》6.1.2 条、附录 J
• GB/T 13955-2017《剩余电流动作保护装置安装和运行》4.2 节
• GB 50174-2017《数据中心设计规范》8.1.6、8.1.10 条
• GB 51039-2014《综合医院建筑设计规范》8.1.3、8.3 节
• JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》9.3 节
• JGJ 46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》1.0.3、5.1、5.3 节
• GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》9.2.2 条
• GB/T 16895 系列《低压电气装置》（IEC 60364 对应标准，PE 截面与保护导体要求）

条文编号与内容以现行有效版本为准。GB 55024-2022 为全文强制规范，与上述其他规范不一致时以它为准；引用旧版规范条文前请先核对是否被废止或修订。

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本文为规范梳理与设计经验总结，具体项目请结合工程实际、当地审图要求与现行规范版本复核。