保護(hù)接地的作用及局限性

一、保護(hù)接地的作用及其局限性

為了保障人身安全，避免發(fā)生觸電事故，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置作良好的電氣連接，稱為保護(hù)接地，簡(jiǎn)稱接地。

1、保護(hù)接地的作用

1）降低人體接觸電壓

當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生漏電或帶電導(dǎo)線碰觸機(jī)殼時(shí)，原本不帶電的金屬外殼等將具有相當(dāng)高或等于電源的電壓。實(shí)行了保護(hù)接地，金屬外殼與大地有了良好的電氣連接，便能讓絕大部分電流通過(guò)接地體流散到地下，人體碰觸帶電機(jī)殼時(shí)流過(guò)人體的電流很微小，從而降低人體接觸電壓，避免碰觸時(shí)發(fā)生觸電。

2）迅速切斷故障

在中性點(diǎn)接地的低壓配電網(wǎng)中，電氣設(shè)備若發(fā)生單相碰殼故障，故障電流將使熔斷器熔斷或自動(dòng)開關(guān)跳閘切斷電源，保障了人身安全。

2、保護(hù)接地的局限性

一般規(guī)定故障電流大于熔絲額定電流2.5倍時(shí)，熔絲熔斷；故障電流大于額定電流1.25倍時(shí)，自動(dòng)開關(guān)跳閘。因此，220V單相碰殼時(shí)，故障電流27.5A（工作接地和保護(hù)接地電阻都為4Ω計(jì)算）只能保證額定電流為11A的熔絲熔斷或22A的開關(guān)動(dòng)作，當(dāng)電氣設(shè)備容量較大，選用的熔絲與開關(guān)額定電流超過(guò)了上述數(shù)值，便不能保證切斷電源，從而無(wú)法保證人身安全。

二、保護(hù)接零的優(yōu)點(diǎn)及要求

將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分用導(dǎo)線直接與低壓配電系統(tǒng)的零線相連接，稱為保護(hù)接零，簡(jiǎn)稱接零。

1、保護(hù)接零的優(yōu)點(diǎn)

在保護(hù)接零的低壓系統(tǒng)中，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，單相短路回路中不含工作接地電阻和保護(hù)接地電阻，整個(gè)回路的阻抗很小，因此故障電流很大，足以保證在最短時(shí)間內(nèi)熔絲熔斷或自動(dòng)開關(guān)跳閘，從而切斷電源，保障人身安全。

2、保護(hù)接零的要求

1）三相四線制低壓電源的中性點(diǎn)必須良好接地，工作接地阻值不大于4Ω；

2）在采用接零保護(hù)方式的同時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)足夠的重復(fù)接地裝置；

3）同一低壓電網(wǎng)中，選擇保護(hù)接零方式后，不允許再對(duì)任何設(shè)備采用保護(hù)接地方式；

4）零線上不準(zhǔn)裝設(shè)開關(guān)和熔斷器，并且敷設(shè)要求與相線一樣，以免出現(xiàn)零線斷線故障；

5）零線截面積應(yīng)能保證低壓電網(wǎng)內(nèi)任一處短路時(shí)，能夠承受大于熔斷器額定電流2.5～4倍及自動(dòng)開關(guān)額定電流1.5～2.5倍的短路電流，且不小于相線載流量的一半；

6）所有電氣設(shè)備的保護(hù)接零線不許串聯(lián)，應(yīng)以并聯(lián)的方式連接到零干線上。

三、接地與接零保護(hù)方式的適用范圍

1、保護(hù)接地適用于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)。

2、保護(hù)接零適用于中性點(diǎn)接地電網(wǎng)，三相四線制系統(tǒng)。

四、接地與接零保護(hù)方式的選擇

電氣設(shè)備采用保護(hù)接零還是保護(hù)接地取決于配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)是否接地、低壓電網(wǎng)的性質(zhì)及電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)。

1、在中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用保護(hù)接地。對(duì)所有高壓電氣設(shè)備，一般都采用保護(hù)接地。

2、在中性點(diǎn)接地的低壓配電系統(tǒng)中，應(yīng)優(yōu)先選用保護(hù)接零方式，同時(shí)要進(jìn)行重復(fù)接地。大多數(shù)工廠企業(yè)由單獨(dú)的變壓器供電，均屬此類。但城市公用電網(wǎng)（一臺(tái)變壓器供多個(gè)用戶）和農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)（避免接地和接零混用，便于管理）規(guī)定一律不實(shí)行保護(hù)接零，統(tǒng)一采用保護(hù)接地方式。

五、接地與接零保護(hù)方式混用的危害當(dāng)實(shí)行保護(hù)接地的設(shè)備M發(fā)生碰殼故障時(shí)，Ie通過(guò)Rpe和Rde構(gòu)成回路，若Ie不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作，則設(shè)備M外殼的對(duì)地電壓為：

Upe=URpe/（Rde+Rpe）

零線的對(duì)地電壓為：

Ude=URde/（Rde+Rpe）

由此可見(jiàn)，不僅故障設(shè)備M存在對(duì)地電壓使觸及設(shè)備M的人有觸電危險(xiǎn)，更由于零線對(duì)地電壓升高，使實(shí)行保護(hù)接零的所有設(shè)備外殼等金屬部分將呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓，這樣就擴(kuò)大了可能發(fā)生觸電事故的范圍。所以同一低壓配電網(wǎng)內(nèi)保護(hù)接零與保護(hù)接地不允許混用。

六、必須實(shí)行接地或接零保護(hù)的設(shè)備

凡因絕緣損壞而可能帶有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備及電氣裝置的金屬外殼和框架均應(yīng)可靠接地或接零。

1、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電力電容器、開關(guān)設(shè)備等的外殼及操作機(jī)構(gòu)；

2、配電盤、控制屏及變配電所的金屬構(gòu)架與金屬遮欄；

3、電線、電力電纜的金屬保護(hù)管和金屬包皮，電纜終端頭與中間頭的金屬包皮以及母線的外罩與保護(hù)網(wǎng)；

4、電焊用變壓器、互感器的二次繞組及局部照明變壓器的二次繞組；

5、照明燈具、電扇及電熱設(shè)備的金屬底座與外殼；

6、避雷針、避雷器、保護(hù)間隙和耦合電容器底座，架空地線及線路的金屬桿塔；

7、超過(guò)安全電壓，但未采用隔離變壓器的手持或移動(dòng)電動(dòng)工具的外殼等。

七、不必實(shí)行接地或接零保護(hù)的設(shè)備

1、采用安全電壓或低于安全電壓的電氣設(shè)備；

2、裝在配電屏、控制屏上的電氣測(cè)量?jī)x表、繼電器與低壓電器的外殼；

3、架空線路及戶外變電所桿上絕緣瓷瓶的金具；

4、在已接地金屬構(gòu)架上的支持絕緣子與套管的金具；

5、在常年保持干燥，且用木材、瀝青等絕緣較好的材料鋪設(shè)地面時(shí)，其室內(nèi)的低壓電氣設(shè)備外殼；

6、控制電纜的金屬外皮和電壓為220V及以下蓄電池室的金屬構(gòu)架；

7、廠區(qū)內(nèi)的運(yùn)輸軌道；放置在一定高度，工作時(shí)需要木梯才能觸及的設(shè)備，以及站在絕緣臺(tái)上進(jìn)行工作或操作的電氣設(shè)備外殼等。