淺析電氣設(shè)備保護接地與保護接零的應(yīng)用
陳榕
摘　要:接地是民用建筑電氣設(shè)計不可缺少的內(nèi)容,涉及到建筑的供電系統(tǒng)和設(shè)備以及人身的安全。電氣設(shè)備接地或接零是保護電氣設(shè)備的重要手段，淺析電氣設(shè)備保護接地與保護接零的問題及應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 電氣設(shè)備; 接地; 接零;應(yīng)用 電力論文,電力論文發(fā)表,電力職稱論文,論文網(wǎng)
1　接地與接零的概述
按不同的作用分為工作接地，保護接地，重復(fù)接地，接零，過電壓保護接地，防靜電接地，屏蔽接地等。
⑴工作接地： 在工作正�；蚴鹿是闆r下，為保證電氣設(shè)備正常運行，必須在電力系統(tǒng)中某一點進行接地，稱為工作接地。
（2）安全接地主要包括: 為防止電力設(shè)施或電氣設(shè)備絕緣損壞、危及人身安全而設(shè)置的保護接地; 消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電積累引起觸電或爆炸而設(shè)置的靜電接地; 防止電磁感應(yīng)而對設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線外皮進行的屏蔽接地; 為了防止管道受電化腐蝕采用陰極保護或犧牲陽極的保護接地等。
（3）保護接零是指為了達到保護接地要求而采取將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接保護中性（PEN線, 統(tǒng)稱零線”）或保護零線或（PE線, 亦稱“地線”）的方式。在接零的系統(tǒng)中, 當發(fā)生一相碰殼故障時, 形成單相短路, 電流很大, 能使電路上的保護設(shè)備迅速動作, 切除故障, 恢復(fù)系統(tǒng)其它部分正常運行。
需要注意的是, 在同一系統(tǒng)中只能采取一種保護方式, 如果同一系統(tǒng)中, 有的設(shè)備采取接地, 有的設(shè)備又采取接零, 則當采取接地的設(shè)備發(fā)生一相碰殼時, 零線（PEN 線或PE線）的電位將升高, 從而使所有接零設(shè)備外殼都帶上危險的電壓。
為確保線或線安全可靠, 除在系統(tǒng)中性點進行工作接地外, 還必須在PEN線或PE線的其它地方重復(fù)接地。不重復(fù)接地, 則在PEN線或PE線斷線且有設(shè)備發(fā)生一相碰殼時, 接在斷線后面的所有設(shè)備外殼上呈現(xiàn)接近于相電壓的對地電壓, 對人非常危險! 如進行了重復(fù)接地, 則在發(fā)生同樣故障時, 斷線后面的設(shè)備外殼對地電壓很小, 危險程度大大降低。
防雷接地是為了防止雷電過電壓對人身和設(shè)備的安全產(chǎn)生危害而進行的一種接地方式, 這種接地可歸入工作接地。
2　各種接地的主要作用
為保證在正�；蚴鹿是闆r下能可靠工作而將電氣回路中某一點實行的接地, 稱為工作接地。如電源的中性點直接（或經(jīng)消弧線圈）接地, 電壓互感器一次側(cè)中性點的接地, 以及“兩線一地”制供電方式中接地相的接地等, 都屬于工作接地。在強電系統(tǒng)中, 各種工作接地的主要作用如下。
變壓器和發(fā)電機的中性點直接接地, 能維持相線對地的電壓不變（故障相除外）,并可降低人體的接觸電壓及適當降低制造時對電氣設(shè)備的絕緣要求。在變壓器供電時,可防止高壓電竄至低壓用電側(cè)的危險。
變壓器和發(fā)電機的中性點經(jīng)消弧線圈接地,還能在發(fā)生單相接地故障時,消除短路接地點的電弧及由此而可能引起的危害。
儀用互感器如電壓互感器一次側(cè)線圈的中性點接地, 主要是為了對系統(tǒng)中的相對地電壓進行測量。
“兩線一地”制的相線接地,是為了利用大地當作一根導(dǎo)線,從而可以降低線路基建投資與年運行費用,并減少線路材料的耗量。但對電訊有干擾影響,對安全也不利。所以這種供電方式現(xiàn)已不再推廣采用, 原有的也正在逐步加以改造。
3 低壓配電網(wǎng)中性點接地的優(yōu)越性
3.1低壓配電網(wǎng)中性點大都實行接地
220V/380V三相四線制低壓配電網(wǎng)絡(luò)中, 配電變壓器的中性點大都實行工作接地。主要因為以下優(yōu)點。
(1) 正常供電情況下能維持相線的對地電壓不變從而可向外(對負載) 提供 220V/380V這兩種不同的電壓, 以滿足單相 220V(如電燈、電熱等)以及三相380V （如電動機等） 不同的用電需要。
（2）若中性點不接地, 則當發(fā)生單相接地情況時, 另外兩相的對地電壓便升高為相電壓的 倍。而中性點接地后, 另外兩相的對地電壓仍為相電壓。這樣，既能減小人體的接觸電壓, 還可適當降低對電氣設(shè)備的絕緣要求,利于制造及降低造價。
(3)可以避免高電壓竄到底電壓側(cè)的危險。實行上述接地后, 萬一高低壓線圈間絕緣損壞而引起嚴重漏電甚至短路時, 高壓電便可經(jīng)該接地裝置構(gòu)成閉合回路, 使上一級保護動作跳閘切斷電源, 從而避免低壓側(cè)工作人員遭受高電壓的傷害及造成設(shè)備損壞。所以在實際中, 低壓電網(wǎng)的配變中性點一般都要實行接地的。
3.2中性點（線）零點（線）的區(qū)別
中性點有電源中性點與負載中性點之分。它只是在在三相電源或負載按Y形連接時才出現(xiàn)。對電源而言, 凡三相線圈的首端（或尾端）連接在一的共同連接點,稱為電源中性點,簡稱中點; 而由電源中性點引出的導(dǎo)線便稱中性線, 簡稱中線, 常用“ N”表示。
當電源中性點與接地裝置有良好的連接時, 因已取得了大地的零電位, 該中性點便稱為零點; 由零點引出的導(dǎo)線稱為零線, 常用“0”表示（有時也表作“N ”）。
4 保護接地與保護接零
4.1保護接地的作用及其局限性
電氣設(shè)備絕緣損壞時會產(chǎn)生漏電, 或是帶電導(dǎo)線碰觸機殼時, 都會使本不帶電的金屬外殼等帶上電。若金屬外殼未實施接地, 則操作人員碰觸時便會發(fā)生觸電。如果實行了保護接地, 便能讓絕大部分電流通過接地體流散到地下。
在中性點接地的低壓配電網(wǎng)絡(luò)中, 假如電氣設(shè)備發(fā)生了單相碰殼故障, 若實行了保護接地, 由于電源相電壓為220V , 如按工作接地電阻為4Ω 、保護接地電阻為4Ω計算, 則故障回路將產(chǎn)生27.5A 的電流。一般情況下, 這么大的故障電流定會使熔斷器（FU） 熔斷或自動開關(guān)跳閘, 從而切斷了電源, 保障了人身安全。但是,接地保護方式也存在著一定的局限性。
4.2保護接零的優(yōu)點及實施要求
若將電氣設(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, 這種方式稱為保護接零。它與保護接地相比, 能在更多的情況下保證人身安全, 防止觸電事故。
在實施上述保護接零的低壓系統(tǒng)中, 如果電氣設(shè)備一旦發(fā)生單相碰殼漏電故障, 便形成了一個單相短路回路。因該回路內(nèi)部不包含工作接地電阻和保護接地電阻, 整個回路的阻抗就很小, 因此故障電流必定很大 （遠遠大于 27.5 8A）保證在最短的時間內(nèi)使熔絲熔斷、保護裝置或自動開關(guān)跳閘, 從而切斷電源, 保障了人身安全。
4.3保護接地與保護接零方式混用的危害
（1）保護接地與保護接零切不可混用。在由同一臺配電變壓器或同一段母線供電的低壓配電系統(tǒng)內(nèi), 只應(yīng)選擇采用同一種保護方式, 而不能同時采用保護接地與保護接零這兩種不同的方式。
（2） 保護接地或保護接零方式的選擇。電氣設(shè)備究竟應(yīng)采用保護接零還是采用保護接地方式, 主要取決于配電系統(tǒng)的中性點是否接地、低壓電網(wǎng)的性質(zhì)及電氣設(shè)備的額定電壓等級。在中性點不接地的低壓配電網(wǎng)絡(luò)中, 應(yīng)采用保護接地方式。對所有高壓電氣設(shè)備, 一般都實行保護接地。

5 重復(fù)接地和共同接地
5.1實行零線重復(fù)接地的作用
在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中, 為確保接零保護方式的安全可靠, 防止零線斷線所造成的危害,系統(tǒng)中除了工作接地外, 還必須在整個零線的其它部位再進行必要的接地。
需要重復(fù)接地的有: 架空線路或分支線的首端與終端處; 無分支的架空線路的沿線每隔 1 km處; 電纜 或架空線路引入屋內(nèi)的進線處(距接地電不超過 50m者除外); 車間內(nèi)零干線的終端處, 以及零干線很長時,其中間的適當部位處; 屋內(nèi)設(shè)備接地時, 應(yīng)將零線與所有低壓開關(guān)等設(shè)備及控制屏的接地裝置相連接。
5.2變壓器的鐵心與外殼要同時接地
變壓器運行時, 鐵心及其各種連接的金屬結(jié)構(gòu)都處于線圈所產(chǎn)生的強磁場中。如果鐵心不與箱體同時接地, 則由于強磁場的作用, 便會使鐵心與箱體間存在較高的電位差, 很可能由此形成間隙放電, 這是不允許的。鐵心和箱體若實行了同時接地, 就可保證它們始終都處于相同電位。這種將若干電氣設(shè)備需實行接地的不同部位同時接地的方式, 稱為共同接地。
5.3配電系統(tǒng)的三點共同接地
配電系統(tǒng)中, 為了防止架空配電網(wǎng)的過電壓危害,將變壓器中性點、變壓器外殼及避雷器的接地引下線,三者共同與一個接地裝置相連接。這種方式稱為配電系統(tǒng)的“三點共同接地”。
如果不實行這種三點共同接地的方式, 當雷電流經(jīng)過避雷器及接地裝置泄入大地時, 避雷器上的殘壓和雷電流在接地裝置上所產(chǎn)生的壓降將通過接地體加到變壓器的外殼與繞組上, 使變壓器要承受超出其額定電壓很多倍的高電壓, 這就很可能會導(dǎo)致變壓器繞組絕緣損傷, 甚至造成擊穿。
6 結(jié)束語
綜上所述, 針對電氣設(shè)備接地和接零的保護方式和要求進行討論，以便使用中的電氣設(shè)備能夠正確地解決保護接地和保護接零的問題，在使用過程中, 按照設(shè)備的具體情況, 采取相應(yīng)的接地或接零保護方式, 從而保證電氣設(shè)備的安全運行及人身安全。

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