作者：實作派
把電線接到大地的動作稱為接地，接地有分兩種，雖然看起來都是安全考量而把導線接到大地，但目的完全不相同。
- 系統接地–定義電網中 0 V 的位置
- 設備接地–快速排除漏電電流，避免人員觸電
接地銅棒（This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.）
系統接地 Grounded System
當電力系統的其中一點與大地（通常定義為 0 V）相接，造成該點與大地同為 0 V，則稱為系統接地，其中用來接地的那條線稱為地線。一般最常見的就是把中性線接地（如下圖），因此中性線在變壓器二次側的電位會是 0 V，任何站在大地上的人觸摸到中性線都是安全的。
系統接地與設備接地（圖片來源：實作派提供）
系統接地附帶的好處是遇到雷擊時，整個系統的電荷可以由地線導入大地，但老實講光靠地線要防雷擊有點不自量力，所以防止雷擊用的接地線最好是另外安裝，不要跟電網扯在一起，比較安全。
另外中性線接地後雖然是 0 V，但不表示無電流，電流為零只存在於匯總過後的中性線（因為負載平衡+電流方向相反，如上圖的藍色線段）。而負載端的中性線是分支，雖然是電壓為零，但電流大於零。
設備接地 Equipment Grounding
設備接地是把金屬機殼用導線與大地相接，這條用來接地的導線也稱為接地線，金屬機殼一般不會有電，萬一設備內部的電壓不小心與金屬機殼觸碰到，就能靠接地線迅速把電流（又稱故障電流 fault current）導入大地，由於電壓很接近 0 V，可以避免人員觸電危險。
設備接地的地線正常來說是不會有電流的，若設備接地的地線上有電流，那事情大條了，表示負載內部的某個地方與機殼短路了（俗稱漏電，如上圖右方黃色閃電處）。雖然有設備接地可以保護人員不會觸電，但發生漏電的設備還是需要修理，萬一哪天地線銹蝕鬆脫，或是設備外借到沒有地線的地方，那後果就會不堪設想。
上圖是假設大地電阻為 0 ohm，因此設備接地可以直接往下打，實務上設備接地會用綠色導線接回總電箱與中性線箱（N 與 G 短路），而社區總電箱的中性線會真的打入地下與大地相接。老舊公寓沒有總電箱，它們的中性線接地是做在外面的桿上變壓器二次側。
系統接地、設備接地差別在哪？
系統接地與設備接地這兩者看起來好像一樣，接地之後也都是 0V，那到底有甚麼差別？系統接地是與有電流的電力線相接，用來定義哪條導線是 0V，這與電力系統的設計有關，因此稱為系統接地；而設備接地則是接在原本就沒有電的金屬外殼，它完全是為了處理漏電流而存在，因為那是人員最容易觸摸到的地方，由於是接在機器外殼上，因此稱為設備接地。
這裡有個很重要的觀念，設備接地純粹是安全考量，它並非用來驅動設備，正常情況下機殼的電壓電流皆為零；而電力的中性線做接地除了安全考量，它本身也用來驅動設備，因此中性線的電壓為零（實務上會比零大一些），但電流不為零，若通過中性線的電流很大，還有可能造成電壓浮高，但通常這些浮高的電壓不至於傷人。
無接地系統 Ungrounded System
電力系統中有一種接法是所有的線都不接地，它的好處是人摸到他任何一相的火線都不會觸電（如下圖），因為電流都直接由負載回到發電機，系統與大地之間沒有迴路，因此不會有電流到大地。而且他另外的好處就是可以省下安裝地線的費用，若是施工範圍很大的話，節省的金錢也是滿可觀的。
Ungrounded System（圖片來源：實作派提供）
但這種接法的壞處是只要有某個點不小心被接地，就會形成迴路，剛才那位摸到火線的人就會觸電了（如下圖）。
Ungrounded System 意外形成迴路（圖片來源：實作派提供）
Ungrounded System 在 1940 年代是普遍的應用方式，但經常發生電弧造成意外，因為這種系統沒有接地，就等同於懸浮在地上的大塊金屬，經過風吹摩擦之後便會開始累積靜電，而當電荷累積到一定程度，就會對地面放電造成火災，就跟閃電一樣，且情況在乾燥的地區會更嚴重。
因此這種無接地的電力系統，你很難預期到底下次電弧會發生在哪裡，那不如選一條電線當作中性線來接地，這樣它就是 0 V，而其他的電力線就叫做「有電」，雖然有電起碼我知道不要去碰它，這比起要玩俄羅斯輪盤要好多了，因此之後電力系統就漸漸改為 Grounded System 了。
Ungrounded System 的另外一項致命的缺點，就是當它遇到雷擊時，由於沒有直接與大地接觸的管道，大量的電荷瞬間累積成對地的高電位，經常會發生不可預期的災害，因此 Ungrounded System 目前只在很少的應用中看到，現今大部分的供電方式都採用中性線接地的方式。
關於中性線從無接地到接地的演進，《The Historical Development of Neutral-Grounding Practices》這篇文章有完整的解釋。
安全的三孔插座
一般常見到的三孔插座，除了火線與中性線用來提供負載工作之外，第三孔的圓形插座就是地線，它的任務就是設備接地，它的 N 與 G 在大樓的總電箱處就已經相接在一起了，到了用戶端不要再將 N、G 短接，否則會讓漏電斷路器誤動作。
（圖片來源：實作派提供）
至於插座內中性線的系統接地則是在台電端的電線杆上就做好了，那台電到底怎麼做中性線接地，有興趣的話，請參閱【實作實驗室】生活小常識！台電如何配電到你家？。
（圖片來源：實作派提供）
接地，自己打接地銅棒行不行？
如果你家只有兩孔的火線與中性線，但希望能有地線作為設備接地，既然不可以由中性線接出來，那能不能自己打個銅棒到土壤裡，自己做個地線？理論上可以，只要你接地銅棒打得夠深，或是你家有錢根本就可以請人來施工做地網，那絕對是沒問題。
依照台電的規則來說接地銅棒要打入土壤下 150 cm，銅棒長度要 180 cm 以上，如果你要埋接地銅板，則要埋在地面下 100 cm，銅板面積約 45cm x 45cm，詳細的內容請看配電系統最佳接地方式及接地電阻研究裡面的 page 34。
但是如果只是把地線繞在水龍頭、鐵窗，甚至插在盆栽裡，效果其實是非常有限的，甚至沒效果。接地線若施工得好，接地電阻基本上會小於 100o hm，避雷針的接地電阻更要求要在 10o hm 以下，如果你只是隨意拿一條直徑 2.0 mm 的電線往土裡插個 5 cm，接地電阻應該會大到不像話。
所以家裡沒有三孔的地線，就認命些別硬接，否則全部的地線都接到盆栽裡，由於接地無效，故障電流無處可跑，到時候只要有一個電器漏電，全部的金屬機殼家電可都會同時帶電喔！不可不慎。
接地，鋼筋行不行？
很多人會想既然老房子沒有地線，那可不可以接牆壁裡面的鋼筋？答案是看情況，如果你的房子當初在灌水泥的時候，裡面有埋鐵棒並且有和主鋼筋焊接，那就可以。想當然爾老舊公寓在當年當然是沒有這種待遇，所以各位就死了這條心吧，不然就要等都更。
如果真有這麼搞剛的接地，通常都會有做接地工程，室內插座也都會是三孔，也不用大家在那裡想些奇怪的方法接地。
接地的法規
那到底接地有沒有法條規範？有的，在不同範圍有不同法條。
在一般住家中，採用的是《用戶用電設備裝置規則》 第八節 接地的規範，它裡面規範了接地電阻，以及接地銅棒該怎麼埋在地下。這套法規就是俗稱的電工法規，現在已經改名用戶用電設備裝置規則。
一旦出了家門，就屬於電業的輸配電範圍了，常有人問我鋼筋能不能拿來接地，這東西就寫在這裡《輸配電設備裝置規則》 第二章 第五節 接地電極之連接方法，它用來規範電業業者，也就是台電。
那我家的鋼筋能不能當接地是寫在哪裡？老實講我也不知道，用戶用電設備裝置規則裡面沒寫到鋼筋接地，但你家我家應該也不算輸配電的範圍，所以還有其他的法規嗎？
還真的有。我很用力地找，只看到有些接地的法規是寫在建築法條內，它是《建築技術規則設備編》 第一章 第五節 避雷設備，很可惜它只有規範避雷，也就是說你家用電的接地不歸它管，所以看起來一般民宅的鋼筋能否拿來當接地似乎無法可管。
接地安全相關資訊
關於接地安全的知識，目前我認為美國的 NEC（National Electrical Code）這個組織做得最完整，它隸屬於美國國家防火協會（NFPA）之下。本篇有參考到 NEC article 250.4，對於其它接地相關的各種影片與文章，都可以在這裡找到 www.necconnect.org，只要你在他們的網站留下 email 都能免費下載使用。
（本文經同意轉載自實作派電子實驗室、原文連結；責任編輯：賴佩萱）
- 【實作實驗室】頻道功率怎麼測？有線電視頻譜長這樣！ - 2024/12/12
- 【實作實驗室】無線滑鼠游標定格，電源開關更換 DIY - 2024/11/12
- 【實作實驗室】水的電阻是多少? 認識電阻率與表面電阻率 - 2024/11/10
.jpg)
.jpg)