pe線、pen線、等電位聯結線以及前述的接地線關係人身和財產安全，國際電工標準十分重視其選用和敷設。本章將討論工頻條件下用於安全目的的pe線、pen線和等電位聯結線的選用和敷設。用於高頻條件下有關資訊科技裝置的特殊要求見第十四章的第
五、六節。
第一節pe線和pen線的最小允許截面
一回路內如果帶電導體中斷，電燈就不亮，電動機就停轉或發出異聲，人們可及時覺察並修復故障，在這時間內並未失去接地，後果並不嚴重。但接地如果不導通，裝置照常工作而無異象，故障不能及時覺察，但這時電氣裝置已失去接地，待發生電擊、電氣火災等事故後，才發現災禍與接地中斷有關，這時已無法彌補損失，所以pe線和pen線的導通比帶電導體的導通更重要。
pe線和pen線的截面應同時滿足機械強度和對接地故障電流熱穩定的要求，pen線還應滿足通過負載電流時的允許載流量和電壓降等要求。
1．機械強度要求
按國際電工標準要求單根電線用作pe線時，銅線的截面有機械保護時不得小於2．5 mm2，無機械保護時不得小於4mm2；鋁線因易折斷，其截面不論有無機械保護都不得小於16 mm2。
當採用多芯電纜或護套電線中的一根芯線作pe線時，或pe線與相線共處於同保護物(例如敷線管槽)內時，對此pe線無需規定按機械強度要求的最小截面。
pen線只適用於固定安裝在使用中不受撓曲的線路中。從機械強度考慮，即使它是多芯電纜中的一根芯線，也要求其截面銅線不小於10mm2，鋁線不小於16mm2。這是因為pen線如果中斷，事故後果尤為嚴重，詳見第三章第四節和第十五章第二節。
為策安全不得不放大pen線截面，但這樣做不但多耗費有色金屬，而且也給施工帶來許多困難。這也正是現時很少採用tn—c系統，普遍採用tn-c-s系統或tn—s系統的原因之一。因在這些系統中pe線的允許最小截面可大大減小，既節約投資，又方便施工。
pen線應包以絕緣，除在建築物內只作一點接地處外其他處的絕緣強度應能耐受可能遭受的最高電壓，以避免產生雜散電流。
2．熱穩定要求
正常工作時pen線需通過工作電流，而pe線不通過工作電流，只通過微量的迴路正常洩漏電流。如果正常工作時測得pe線帶有以若干安計的電流，以致rcd合不上閘或發出報警訊號，則可以肯定此電流是施工中接線錯誤或維護不當引起的不應有的不正常電流。
pe線只有在發生接地故障時才通過若干安計的故障電流，其值可能大至使pe線不能承受而燒毀，為此應按接地故障電流來檢驗其熱穩定，見式(10-1)，不贅述。按式(10-1)進行校驗十分複雜費時，為簡化設計工作可採用表21—1所列值來確定發生接地故障時pe線(也包括pen線)按熱穩定要求的最小截面。
表21—1 pe(pen)線按接地故障電流熱穩定要求的最小截面
採用表21—1所列值偏於保守，但能減少設計工作量。當pe線(pen線)與相線的材質不相同時，表21—1值應按相應電導值進行換算。
有的電氣同行以為表21—1值只適用於接地故障電流大的tn系統，不適用於接地故障電流小的tt系統和it系統。其實不然，表21—1值不僅適用於接地故障電流大的tn系統，也同樣適用於發生兩個故障的tt系統和it系統。這可分別用圖21—1和圖21—2來說明。
圖21—1為一tt系統，圖中裝置a先發生中性線碰外殼接地故障，因中性線基本為地電位，故障電流甚小，回路上的過電流防護電器以致rcd都無法動作，此故障作為第一次故障得以長期潛伏下來。但因中性線與pe線導通，此tt系統實際上已轉變成為tn系統。其後如圖21—1中裝置b發生相線碰外殼接地故障，則如圖21—1所示，pe線上流過的將是和tn系統同樣大的以金屬導體為通路的金屬性短路電流。
圖21—2所示為一it系統。如果裝置a發生第一次接地故障後不能及時消除故障(例如遇到難以尋找和消除的故障，或絕緣監測器失靈未發出報警訊號等情況)，其後又如圖21—2所示裝置b發生第二次接地故障，則故障擴大為兩相短路，這時pe線上將通過兩相短路電流而非微量的接地電容電流。
圖21－1 tt系統的兩個接地故障圖21—2 it系統的兩個接地故障
國際電工標準非常慎重地考慮電氣事故的防範措施，在不少情況下需考慮發生兩個故障引起的危險，上述即是兩例。所以不論是tt系統或it系統都應和tn系統一樣，按表21—1確定pe線按熱穩定要求的最小截面。
現時有一種做法，在有多個配電迴路的電纜豎井內，不為每一回路配出pe線而只在豎井內設定一共用的pe線。只要此共用pe線不遠離迴路相線這一做法理論上是可行的。但需注意此共用pe線的截面必須不小於最大迴路pe線的截面，而且各迴路pe線自共用pe線的分支引出必須保證其連線導電的可靠。
第二節通過大正常洩漏電流的
pe線的提高機械強度措施
有些電氣裝置的pe線需通過大幅值的正常洩漏電流，其pe線的中斷可能引起電擊危險。為此對通過大於10ma正常洩漏電流的這類裝置的pe線需提高其機械強度，iec規定可採取下列措施之一：
(1)該pe線全長的截面增大為銅線lomm2或鋁線16mm2；
(2)另加第二根相同截面的pe線，它應自裝置的另一pe線接線端子引出。
這一安全措施可參見第二十三章第八節的例項作進一步了解。
第三節pe線的代用體
除電線電纜以及裸導體外，可利用以下金屬導體作為pe線的代用體：
(1)電纜和護套線的金屬護套、遮蔽層、鎧裝等金屬外皮；
(2)固定安裝的敷線用的鋼管和金屬槽盒、托盤、梯架；
(3)某些非電氣裝置的金屬管道和構架，但不包括水管、燃氣管和燃油管、承受機械應力的結構件、軟管、懸吊線等管道結構。
利用這些代用體時應注意滿足以下一些要求：
(1)其電導不應低於專用pe線的電導，以保證不降低自動切斷電源的防護電器的動作靈敏度；
(2)應保證它不受機械損傷、化學或電化學的腐蝕，以確保電路的可靠導通；
(3)槽盒、托盤、梯架等應便於引出連線可靠的pe線；
(4)煤氣管嚴禁用作pe線和接地極，為此它進入建築物後應在盡量短的距離內插入絕緣段，使之與其戶外地下部分絕緣。
上列對代用體的要求常難以滿足，為保證電氣安全仍以敷設專用的pe線為妥。
第四節pe線和pen線的敷設要求
為提高tn系統中過電流防護電器兼作接地故障防護的靈敏度，應盡量降低故障迴路阻抗以增大故障電流工a。**路截面相同的條件下，迴路阻抗取決於迴路感抗，而迴路感抗與迴路電感成正比，迴路電感可依式(21—1)估算
式中l——迴路電感，h；０——空間磁導率，h／m；d——通過往返電流的兩導體間的距離，m；
z——迴路長度，m；r——迴路導體的半徑，m。
從式(21—1)可知pe線與相線間的距離d越大，線路感抗越大，過電流防護電器動作的靈敏度越低，因此pe線或pen線應盡量緊靠相線敷設，以減少迴路感抗。曾做過這樣的試驗：給一回路的pe線併聯敷設材質和長度都相同的第二根pe線，它與迴路拉開300ram的距離。
試給迴路模擬產生一接地故障電流，測定結果發現90％以上的故障電流通過緊靠相線的迴路pe線返回電源，只有不到10％的故障電流通過第二根距迴路300mm的pe線返回電流。這一試驗說明將pe線貼近相線敷設，減少了迴路感抗，對提高過電流防護電器兼作接地故障防護電器的動作靈敏度十分有利。
。這種做法對靠牆成排布置的電氣裝置分支接pen線比較方便，但它存在兩個間題，一是增大迴路感抗降低了對接地故障防護的動作靈敏度，二是pen線對地不絕緣，會產生對地雜散電流，因此這種敷設pen線的做法是不應採用的。
第五節聯結線截面的確定
聯結線截面的確定，見表21—2。
表21-2聯結線的截面
*區域性場所內最大pe線截面。
**不允許採用無機械保護的鋁線。採用鋁線時，應注意保證鋁線連線處的持久導通性等電位聯結端子板的截面應滿足機械強度要求，並不得小於所接聯結線截面。
表21—2中總等電位聯結線和區域性等電位聯結線的最大截面僅為25 mm2，這是因為用於電氣安全的聯結線只傳導電位，不傳送電流或只傳導很少部分的電流。從線路結構分析可知聯結線是和pe線併聯的，但pe線緊靠相線感抗甚小，而聯結線則遠離迴路相線，感抗相對甚大，因此絕大部分接地故障電流是流經pe線而不是流經聯結線返回電源。所以除非為減少高頻阻抗的需要(例如為減少資訊系統電氣裝置內等電位聯結系統的高頻阻抗)，就工頻電氣安全而言，不要求選用大截面的聯結線。
現舉例說明如下：
【例2l一1】某電氣裝置的電源進線為3×150 mm2+1×70 mm2的銅芯電纜，按計算值總等電位聯結線的截面為0．5×70＝35(mm2)。但按表21-2的規定，可選用25 mm2的銅芯聯結線，以節約有色金屬。
【例21—2】室內只有2臺用電裝置和一根自來水管，兩裝置相距小於2．5m，其pe線銅線截面分別為25 mm2及2．5 mm2。由於距電源處甚遠，迴路阻抗大，過電流防護電器不能滿足發生接地故障時在規定時間內切斷電源的要求。為將故障時可能出現的接觸電壓限制在接觸電壓限值50v以下，需在其間設定輔助等電位聯結線。
按表21-2，兩裝置與水管間的輔助等電位聯結線截面計算值分別為25×0．5＝12．5(mm2)和2．5×0．5＝1．25(mm2)，可分別取16 mm2銅線和2．5 mm2銅線(有機械保護)，兩台裝置間的聯結線截面則取兩裝置的較小pe線的截面，即2．5mm2銅線(有機械保護)。
【例21—3】現有廠房內的--d,間內有多台小功率用電裝置和某些公用設施金屬管道，其pe幹線截面為銅線4ram2，因過電流防護電器防電擊的動作靈敏度不夠，需在該小間內補充設定區域性等電位聯結。按計算值應採用4×0．5＝2(mm2)，也即2．5 mm2銅線，但為在現有裝置中的簡化施工，按表21-2採用無機械保護的明線敷設，其截面取4 mm2。
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