電氣安全接地與接零原理分析

許悟生　蔡智強(qiáng)

摘 要 電氣系統(tǒng)安全成為關(guān)乎民生的重大課題，包括電能輸送線路的安全和電能設(shè)備終端的使用安全。而接地保護(hù)與接零保護(hù)是防止人體間接觸電危險(xiǎn)的最基本最有效的措施。

關(guān)鍵詞 電氣安全 接地保護(hù) 接零保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

電氣線路及設(shè)備往往會(huì)因絕緣配合材料的使用年限過久、相當(dāng)大的過電壓以及人類操作的失誤等導(dǎo)致電氣系統(tǒng)中離人類較近、正常情況下不帶電的設(shè)備金屬外殼具備對(duì)地電壓，從而對(duì)人的生命安全造成威脅。

實(shí)驗(yàn)表明，人體觸電危險(xiǎn)主要與觸電電壓、觸電電流以及觸電時(shí)長(zhǎng)等因素有關(guān)。高于36伏的電壓對(duì)人體將產(chǎn)生不同程度的危險(xiǎn)；流經(jīng)人體的電流達(dá)到50mA時(shí)就有生命危險(xiǎn)；觸電時(shí)間越長(zhǎng)危險(xiǎn)系數(shù)更大。觸電事故的發(fā)生往往是因?yàn)橄嗑€、設(shè)備、人體大地以及工作零線間形成完整的電路回路，可知降低回路中人體觸電分壓以及流經(jīng)人體電流是減少觸電風(fēng)險(xiǎn)的有效方法。

1安全接地

接地保護(hù)和接零保護(hù)均屬于安全接地范疇，是有效減少對(duì)地電壓和流經(jīng)人體的對(duì)地電流或使電路中的斷路器等安全保護(hù)繼電設(shè)備迅速反應(yīng)并工作的有效措施。接地保護(hù)是設(shè)備金屬外殼經(jīng)接地電阻接地，通過較小的接地電阻降低漏電分壓達(dá)到保護(hù)目的。接零保護(hù)是金屬外殼經(jīng)工作零線或保護(hù)線接地，發(fā)生故障是能夠促使電路中的電流保護(hù)裝置迅速切斷故障電流，消除觸電危險(xiǎn)。

2接地保護(hù)

接地保護(hù)其實(shí)是針對(duì)電氣終端設(shè)備金屬外殼接地的措施，與電源端工作接地（零線接地）是有區(qū)別的。一般情況，電氣設(shè)備在接通電源后，電流是從電源到相線到設(shè)備再經(jīng)過地線回到電源形成一個(gè)完整的電路回路，因此工作零線是電路系統(tǒng)形成回路必不可少的部分。在三相電路中，工作零線是從電源端三相線路中性點(diǎn)引出的一條線路，它的接地方式分為直接接地、不接地或經(jīng)高阻抗接地，即小電流接地和大電流接地。通常情況下，高壓輸電線路均采用直接接地的方式，低壓輸電線路則根據(jù)電氣設(shè)備終端的接地或接零情況配合使用。

接地保護(hù)，是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等帶電危及人身和設(shè)備安全而進(jìn)行的接地。實(shí)際上接地保護(hù)的接地部位為正常情況下不帶電因故障發(fā)生導(dǎo)致可能帶電的電氣設(shè)備部件，如電器金屬外殼部分。

接地保護(hù)一般用于電源中性點(diǎn)不直接接地或高阻抗接地的供電系統(tǒng)中，故障時(shí)漏電電壓通過線路對(duì)地電空形成回路，由于對(duì)地電容阻抗與設(shè)備金屬外殼為串聯(lián)關(guān)系，且數(shù)值比較大；當(dāng)人體接觸外殼時(shí)，人體阻抗與接地電阻并聯(lián)，電抗值將小于接地電阻阻抗值，即大大減少了漏電設(shè)備金屬外殼的分壓；此外所形成回路并非短路回路，回路電流較小，人體阻抗值比接地電阻阻抗值大得多，分得的電流更小。但是在中性點(diǎn)直接接地的情況下，工作零線接地電阻與接地保護(hù)電阻均為4 ，則回路電流將達(dá)到27.5A，則設(shè)備金屬外殼上的漏電分壓為110伏。當(dāng)人體接觸設(shè)備金屬外殼時(shí)，此分壓值將更高，這種情形是非常危險(xiǎn)的。因此接地保護(hù)只適用于小電流接地系統(tǒng)中，不適用于大電流接地系統(tǒng)。

3接零保護(hù)

接零保護(hù)是將電氣設(shè)備的金屬外殼和電網(wǎng)的工作零線進(jìn)行可靠連接，以保護(hù)人身安全的一種用電安全措施。

在接零保護(hù)電路中均有斷路器等電流保護(hù)裝置，當(dāng)某相帶電部分觸連設(shè)備金屬外殼時(shí)，通過設(shè)備金屬外殼形成該相對(duì)零線的單相短路，短路電流促使線路上過電流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作并切斷設(shè)備供電，消除觸電危險(xiǎn)。

通常在采用接零保護(hù)措施時(shí)，一定要連接線一定要連接在保護(hù)干線上，并且需要進(jìn)行重復(fù)接地。當(dāng)沒有進(jìn)行重復(fù)接地時(shí)，工作零線中間某段斷線，斷線處后面的設(shè)備發(fā)生漏電故障后，相應(yīng)發(fā)生故障的電氣設(shè)備金屬外殼是具有帶電危險(xiǎn)的。

總而言之，接地保護(hù)的實(shí)質(zhì)是降低人身觸電電壓，而接零保護(hù)的實(shí)質(zhì)是提高動(dòng)作電流消除觸電危險(xiǎn)。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，各類電力設(shè)備更先進(jìn)，保護(hù)裝置靈敏度也更高。在設(shè)備終端加裝更加靈敏的電流保護(hù)裝置后，將使得接地保護(hù)在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中也能夠發(fā)揮重要作用。

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