接地保护和接零保护的区别.docx
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接地保护和接零保护的区别
接地保護和接零保護的區別
以保護人身安全為目的,把電氣設備不帶電的金屬外殼接地或接零,
叫做保護接地及保護接零。
一、保護接地
在中性點不接地的三相電源系統中,當接到這個系統上的某電氣設備因絕
緣損壞而使外殼帶電時,如果人站在地上用手觸及外殼,由於輸電線與地
之間有分佈電容存在,將有電流通過人體及分佈電容回到電源,使人觸電,
如圖6-7-13所示。
在一般情況下這個電流是不大的。
但是,如果電網分佈很
廣,或者電網絕緣強度顯著下降,這個電流可能達到危險程度,這就必須
採取安全措施。
圖6-7-13沒有保護接地的電動機一相碰殼情況
保護接地就是把電氣設備的金屬外殼用足夠粗的金屬導線與大地可靠地連
接起來。
電氣設備採用保護接地措施後,設備外殼已通過導線與大地有良
好的接觸,則當人體觸及帶電的外殼時,人體相當於接地電阻的一條並聯
支路,如圖6-7-14所示。
由於人體電阻遠遠大於接地電阻,所以通過人體的
電流很小,避免了觸電事故。
圖6-7-14裝有保護接地的電動機一相碰殼情況
保護接地應用於中性點不接地的配電系統中。
二、保護接零
(一)保護接零的概念
所謂保護接零(又稱接零保護)就是在中性點接地的系統中,將電氣設
備在正常情況下不帶電的金屬部分與零線作良好的金屬連接。
圖6-7-15是
採用保護接零情況下故障電流的示意圖。
當某一相絕緣損壞使相線碰殼,
外殼帶電時,由於外殼採用了保護接零措施,因此該相線和零線構成回路
,單相短路電流很大,足以使線路上的保護裝置(如熔斷器)迅速熔斷,
從而將漏電設備與電源斷開,從而避免人身觸電的可能性。
圖6-7-15保護接零
保護接零用於380/220V、三相四線制、電源的中性點直接接地的
配電系統。
在電源的中性點接地的配電系統中,只能採用保護接零,如果採用保護接
地則不能有效地防止人身觸電事故。
如圖6-7-16所示,若採用保護接地,
電源中性點接地電阻與電氣設備的接地電阻均按4Ω考慮,而電源電壓為
220V,那麼當電氣設備的絕緣損壞使電氣設備外殼帶電時,則兩接地
電阻間的電流將為:
圖6-7-16中性點接地系統採用保護接地的後果
熔斷器熔體的額定電流是根據被保護設備的要求選定的,如果設備的容易
較大,為了保證設備在正常情況下工作,所選用熔體的額定電流也會較大,
在27.5A接地短路電流的作用下,將不斷熔斷,外殼帶電的電氣設備不能
立即脫離電源,所以在設備的外殼上長期存在對地電壓Ud,其值為:
Ud=27.5×4=110V
顯然,這是很危險的。
如果保護接地電阻大於電源中性點接地電阻,設備外殼
的對地電壓還要高,這時危險更大。
(二)系統採用保護接零時需要注意的問題
1.在保護接零系統中,零線起著十分重要的作用。
一旦出現零線斷線,
接在斷線處後面一段線路上的電氣設備,相當於沒作保護接零或保護接地。
如果在零線斷線處後面有的電氣設備外殼漏電,則不能構成短路回路,使
熔斷器熔斷,不但這臺設備外殼長期帶電,而且使接在斷線處後面的所有
作保護接零設備的外殼都存在接近於電源相電壓的對地電壓,觸電的危險
性將被擴大,如圖6-7-17(a)所示。
對於單相用電設備,即使外殼沒漏電,在零線斷開的情況下,相電壓也會通過負
載和斷線處後面的一段零線,出現在用電設備的外殼上,如圖6-7-17(b)所示。
圖6-7-17採用保護接零時零線斷開的後果
零線的連接應牢固可靠、接觸良好。
零線的連接線與設備的連接應用螺栓壓接。
所有電氣設備的接零線,均應以並聯方式接在零線上,不允許串聯。
在零線上禁止安裝保險絲或單獨的斷
流開關。
在有腐蝕性物質的環境中,為了防止零線的腐蝕,應在其表面塗以必要
的防腐塗料。
2.電源電性點不接地的三相四線制配電系統中,不允許用保護接零,而只能
用保護接地。
在電源中性點接地的配電系統中,當一根相線和大地接觸時,通過接地的相線與
電源中性點接地裝置的短路電流,可以使熔斷器熔斷,立即切斷發生故障的線路。
但在中性點不接地的配電系統中,任一相發生接地,系統雖仍可照常運行,
但這時大地與接地的相線針等電位,則接在零線上的用電設備外殼對地的電壓
將等於接地的相線從接地點到電源中性點的電壓值,是十分危險的,
如圖6-7-18所示。
圖6-7-18中性點不接地系統採用保護接零的後果
3.在採用保護措施時,必須注意不允許在同一系統上把一部分設備接零,
另一部分用電設備接地。
在圖6-7-19中,當外殼接地的設備發生碰殼漏電,而引起的事故電流燒不斷
熔絲時,設備外殼就帶電110V,並使整個零線對地電位升高到110V,
於是其他接零設備的外殼對地都有110V電位,這是很危險的。
由此可見,
在同一個系統上不准採用部分設備接零、部分設備接地的混合做法。
即使熔絲
符合能燒斷的要求,也不允許混合接法。
因為熔絲在使用中經常調換,很難
保證不出差錯。
圖6-7-19不正確的接零保護
4.在採用保護接零的系統中,還要在電源中性點進行工作接地和在零線的
一定間隔距離及終端進行重複接地。
在三相四線制的配電系統中,將配電變壓器副邊中性點通過接地裝置與大地直
接連接叫工作接地。
將電源中性點接地,可以降低每相電源的對地電壓,當人觸
及一相電源時,人體受到的是相電壓。
而在中性點不接地系統中,當一根相線接
地,人體觸及另一根相線時,作用於人體的是電源的線電壓,其危險性很大。
同時配電變壓器的中性點接地,為採用保護接零方式提供必備條件。
工作接地
的接地電阻不得大於4Ω,如圖6-7-20所示。
圖6-7-20工作接地示意圖
(a)電源中性點不接地系統(b)電源中性點接地系統
在中性點接地的系統中,除將配電變壓器中性點作工作接地外,沿零線走向
的一處或多處還要再次將零線接地,叫重複接地。
重複接地的作用是當電氣設備外殼漏電時可以降低零線的對地電壓;當零線
斷線時,也可減輕觸電的危險。
當設備外殼漏電時,如前所述,經過相線、零線構成了短路回路,短路電流能迅
速將熔斷器熔斷,切斷電路,金屬外殼亦隨之無電,避免發生觸電的危險性。
但
是從設備外殼漏電到熔斷器熔斷要經過一個很短的時間,在這短時間內,設備外
殼存在對地電壓,其值為短路電流在零線上的電壓降。
在這很短的時間內,如果
有人觸及設備外殼,還是很危險的。
若在接近該設備處,再加一接地裝置,即實
行重複接地,如圖6-7-21所示,設備外殼的對地電壓則可降低。
圖6-7-21重複接地
此外,如果沒有重複接地,當零線某處發生斷線時,在斷線處後面的所有電氣
設備就處在既沒有保護接零,又沒有保護接地的狀態。
一旦有一相電源碰殼,
斷線處後面的零線和與其相連的電器設備的外殼都將帶上等於相電壓的
對地電壓,是十分危險的,如圖6-7-22所示。
圖6-7-22無重複接地時零線斷線情況
在有重複接地的情況下,當零線偶爾斷線,發生電器設備外殼帶電時,相電壓
經過漏電的設備外殼,與重複接地電阻、工作接地電阻構成回路,流過電流,
如圖6-7-23所示。
漏電設備外殼的對地電壓為相電壓在重複接地電阻上的電
壓降,使事故的危險程度有所減輕,但對人還是危險的,因此,零線斷線事
故應儘量避免。
圖6-7-23有重複接地時零線斷線情況
在作接零保護的線路中,架空線路的幹線和分支線的終端及沿線每一公里處,
零線應重複接地。
電纜線路和架空線路在引入建築物處,零線亦應重複接地
,但是如無特殊要求時,距接地點不超過50m的建築物可以不作重複接地。
三、保護接零和保護接地的適用範圍
對於以下電氣設備的金屬部分均應採取保護接零或保護接地措施。
(1)電機、變壓器、電器、照明器具、攜帶式及移動式用電器具等的底座
和外殼;
(2)電氣設備的傳動裝置;
(3)電壓和電流互感器的二次繞阻;
(4)配電屏與控制屏的框架;
(5)室內、外配電裝置的金屬架、鋼筋混凝土的主筋和金屬圍欄;
(6)穿線的鋼管、金屬接線盒和電纜頭、盒的外殼;
(7)裝有避雷線的電力線路的杆塔和裝在配電線路電杆上的開關設備及
電容器的外殼。
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