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什么是保护接地与保护接零

2016-9-9 10:17| 来源:电工学习网| 查看: 3446| 评论: 0

摘要: 所谓的保护接地和保护接零,都是出于三相四线制和三相五线制系统中,对触电防护的考虑,设计者在力所能及的情况下,应该使设备漏电时施加于触电者的接触电压尽量小,故障持续时间尽量短。 而我们常常纠结的是三相系统中,保护接地和保护接零的方案取舍和性能比较,尤其是有用接地保护替代接零保护的,对安全用电有着极大的危害。1、概念 (1 ...
   所谓的保护接地和保护接零,都是出于三相四线制和三相五线制系统中,对触电防护的考虑,设计者在力所能及的情况下,应该使设备漏电时施加于触电者的接触电压尽量小,故障持续时间尽量短。
      而我们常常纠结的是三相系统中,保护接地和保护接零的方案取舍和性能比较,尤其是有用接地保护替代接零保护的,对安全用电有着极大的危害。
1、概念
      (1)保护接地:电气设备的导体部分或者外壳用足够容量的金属导线或导体可靠的与大地连接,当人体触及带电外壳时,人体相当于接地电阻的一条并联支路,由于人体电阻远远大于接地电阻,所以通过人体的电流将会很小,避免了人身触电事故。


      (2)保护接零:电气设备在正常情况下,不带电的金属部分与零线做良好的金属或者导体连接。当某一相绝缘损坏致使电源相线碰壳,电气设备的外壳及导体部分带电时,因为外壳及导体部分采取了接零措施,该相线和零线构成回路。由于单相短路电流很大,使线路保护的熔断器熔断。从而使设备与电源断开,避免了人身触电伤害的可能性。


2、适用范围
      (1)保护接地:适用于中性点不接地的三相电源系统中。
      (2)保护接零:适用于中性点接地的三相电源系统中(一些民用三相四线中性点接地系统也采用保护接地,但必须是配合带有漏电保护的开关使用)。
3、保护原理及危害分析
      (1)在中性点不接地系统中:当人体触及电气设备的导体部分或者外壳时,人体相当于一个与接地电阻并联支路的一个大电阻。若按人体电阻值1000Ω(通常人体电阻值为1000~2000Ω)计算,设备外壳所带电压为220V时,那么无保护接地时流经人体的电流为:Ir=220/Rr=220mA(人体可以承受的最大交流电流/交流摆脱电流为10mA)。

      (2)在中性点接地系统中:在380V/220V三相四线制电源中性点直接接地的配电系统中,只能采用保护接零,采用保护接地则不能有效地防止人身触电事故的发生。
      若采用保护接地,电流中性点接地电阻按4Ω考虑,而电源电压为220V,那么当电气设备的绝缘损坏使电气设备的外壳带电时,则中性点接地电阻与接地电阻之间的电流为:Ir=220/(R0+Rd)=220/(4+4)=27.5A。
      熔断器的额定电流是根据电气设备的要求选定的,如果设备的容量较大,为了保证设备在正常情况下的运行。所选熔体的额定电流将会随之增大。
      如果在27.5A的接地短路电流作用下保护不动作,外壳带电的电气设备不能立即脱离电源,设备导体或者金属外壳会长期存在对地电压Ud=27.5×4=110V。


      很显然这是非常危险的。如果保护接地电阻阻值大于电源中性点接地电阻,设备外壳所带电压还要更高,危害将更大。
      严禁部分设备采用保护接地来代替保护接零,造成保护接地和保护接零混接错接。当某一保护接地设备的绝缘损坏,发生相线碰壳时,零线出现对地电压,于是使保护接零设备的外壳上就产生了危险电压。
      因此,在同一母线供电的线路中,保护接地和保护接零不能混用,即不可把一部分电气设备接零,而将另一部分电气设备接地。一般市电都采用接零保护,故使用市电的电气设备,应采取接零保护。


4、保护接零注意事项
      (1)在保护接零的电气系统中。零线起着至关重要的作用。一旦零线断开,接在断线处后面的一段线路的电气设备相当于没有了保护接零和保护接地,若在零线断处后面有电气设备外壳漏电则不构成短路回路,而使熔体熔断。不但该台设备外壳带有电压,而且使得断线处后面的所有设备的外壳都存在接近电源相电压的对地电压,触电危险性将扩大。

      所有电气设备接保护接零线均应以并联方式接在电源零线上,不允许串联,并用螺栓压紧,牢固可靠,接触良好。在零线上,禁止安装保险和单独开关。在特殊的环境中,零线做防腐处理也就不言而喻了。
      (2)中性点不接地的三相四线制配电系统中,不允许用保护接零,只能用保护接地。系统中任意一相发生接地,整个系统仍照常运行,但大地与接地线等电位,则接在零线上的用电设备外壳对地电压降等于接地的相线从接地点到中性点的电压值,是十分危险的。
      (3)在采用保护接零系统中还要在电源中性点进行工作接地和零线一定间隔距离及终端进行重复接地。在中性点接地的系统中除将变压器中性点做接地外,沿零线走向的一处或者多处再次将零线接地叫重复接地。
      其作用是当电气设备外壳漏电时可以降低对地电压。当零线断时也减轻触电危险。当电气设备外壳漏电时,经相线、零线构成短路回路,短路电流将熔断保险。设备外壳随之断电,不会出现触电危险。但是保险熔断之前设备带电,对人身还是有危险的。若在接近设备处再加接地装置,即实行重复接地,带电设备的导体部分对地电压降低。
      (4)保护接零必须有可靠灵敏的短路保护装置来配合,因此,熔断丝严禁用铜丝等金属材料来代替符合要求的金属熔断丝,否则接零保护将失去其保护作用。

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