浅谈电气设备保护接地和保护接零覃阳

浅谈电气设备保护接地和保护接零覃阳

覃阳刘恒

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要：电气设备接地、接零是保护电气设备以及人身安全的重要手段，通过对电气设备保护接地、保护接零原理和作用的探讨，认识保护接地、保护接零的重要性，正确安装电气设备保护接地和保护接零，确保安全生产。

关键词：电气设备、保护接地、保护接零。

在电气设备安装、调试、检查、验收过程中，为保证电气设备安全可靠工作，防止电气工作中的触电事故发生，确保人员生命安全和电气设备运行安全，电气设备在设计、制造及安装维护时，均应在安全技术上满足接地或接零要求。

一、概述

1.保护接地：将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的金属部分用导线与大地可靠连接起来，尽可能保持与大地等电位或接近电位，防止人体触电、设备损坏。

2.保护接零：将电气设备外露可导电部分与保护中性PEN线（统称零线”）或保护零线或PE线（亦称“地线”）的可靠连接起来，当发生一相碰壳故障时，形成单相短路，电流很大，使电路上的保护器迅速动作，切断电源，形成保护。

二、工作原理

1.保护接地：电气设备装设保护接地后，设备不带电金属部分对地电阻变小，当设备漏电时，形成漏电电流，由于人体电阻远远大于接地电阻，此时，流过人体的电流实际是接地电阻与人体电阻的并联分流。如果接地电阻为4欧，人体电阻为1700欧，则流过人体的电流为0.31毫安，属于安全电流范围。因此保护接地是有效保护设备漏电引起设备外壳带电的防触电措施。

2.保护接零：电气设备装设保护接零后，当电气设备漏电时，形成相线对中性线的单相短路回路，因该回路内部不包含工作接地电阻和保护接地电阻，整个回路的阻抗很小，因此故障电流很大，使熔丝熔断、保护装置或自动开关在很短的时间跳闸，从而切断电源，保障人身安全。但是，在发生短路至保护装置跳闸切断电源的时间内，人体触及设备外壳扔有触电危险。因此，保护接零的有效性关键在于熔丝、保护装置能否在设备漏电后灵敏动作，迅速切断电源。

三、应用范围

1.保护接地：当供电系统为TT系统或IT系统的，电气设备必须采用保护接地。

（1）TT系统即保护接地系统，是一种中性点直接接地系统。TT系统内电气设备外露可导电部分，必须用PE线连接，并应接至共用的接地极上，当有多级保护时，各级应有各自独立的接地极。

（2）IT系统是在电源中性点不接地系统中，将所有设备的外露可导电部分均经各自的保护线PE分别直接接地的系统。

（3）电气设备保护接地的金属部分包括：

①电机、变压器和高压电器等的底座和外壳；

②互感器的二次绕组；

③发电机中性点柜外壳、发电机出线柜和封闭母线的外壳等；

④配电、控制、保护用的屏、柜、箱及操作台等的金属框架；

⑤铠装控制电缆的外皮；

⑥屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；

⑦电力电缆接线盒、终端盒的外壳，电缆的外皮，穿线的钢管和电缆桥架等；

⑧装有避雷线的架空线路杆塔；

⑨装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气设备。

2.保护接零：当供电系统为TN系统，电气设备必须采用保护接零。TN系统分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种系统。

（1）TN-C系统中，PEN线兼起PE线和N线的作用。

（2）TN-S系统为电源中性点直接接地时电气设备外露可导电部分通过零线接地的接零保护系统，N为工作零线，PE为专用保护接地线，电气设备外壳连接到PE上。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。

（3）TN-C-S系统仅在低压电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的，电源进线点后即分为两根线。

四、电气设备保护接地、保护接零要求

1.保护接地要求：

（1）对接地体的要求：导线连接可靠，有足够的机械强度，足够的热稳定性，接地体与建筑物的距离不少于1.5米，与独立避雷针距离不少于3米，接地体与地面距离应大于0.6米，接地电阻测量应使用接地电阻仪。

（2）对接地电阻的要求：①低压380V中性点接地系统，线路接地电阻应小于4欧，若线路重复接地，电阻应小于10欧，容量在100KVA以下重复接地电阻放宽，但应小于30欧。②低压引入线装有25A短路保护装置小容量系统，接地电阻应小于10欧。③防雷装置接地电阻应小于5欧，与工作接地共用点接地电阻应小于4欧。④抗电磁干扰屏蔽接地理论值也要小于30欧。

（3）由同一变压器（中性点不接地）供电系统中各电气设备不应分别接地，而应形成一个保护接地系统。这样做不仅降低了接地电阻，而且也防止了不同电气设备的不同相同时碰壳（接地）所带来的危险。形成保护接地系统后，这时两相短路电流主要通过接地网流通，因而提高了两相短路电流的数值，保证过流保护装置可靠动作。

2.保护接零要求：

（1）同供电系统中严禁一部分设备作保护接零，另一部分设备作保护接地。

（2）沿零线上把一点或多点再行接地，即重复接地，以确保接地装置的可靠，重复接地线应与保护零线相连接。

（3）有快速可靠的保护开关，保护零线不得装设开关或熔断器。

五、保护接地、保护接零常见的问题

1.未作总等电位连接。

根据GB50054-95《低压配电设计规范》要求，在建筑物进线处应作总等电位连接。总等电位连接是将PE线或PEN线与电气装置接地干线、建筑物内的各种金属管道以及建筑物金属构件等与总等电位连接端子连接为一体，使各处电位相等。采取总等电位连接后，可以降低接触电压，保障人身安全。

在远离总等电位连接端子处的潮湿环境，有腐蚀性物质，触电危险性较大的地方应作局部等电位连接。

2.在同一低压配电系统中，保护接地与保护接零混用。

从保护接地与保护接零的原理可知，在同一配电系统中，同时采用“接零”和“接地”时，当采取保护接地的电气设备发生单相接地故障后，危险电压通过大地串至零线及采用保护接零的电气设备外壳上，导致了更多的触电机会。因此，在同一供电系统中，禁止同时接地和接零。

3.应接地（或接零）的电气设备未接地（或接零）。

为了防止触电事故，凡因绝缘损坏而可能带有危险电压的电气设备及电气装置的金属外壳、框架均应可靠接地（或接零）。例如：电动机、变压器、变阻器、电力电容器、开关设备的金属外壳；照明灯、电扇及电热设备的金属底座与外壳；避雷针、避雷器、耦合电容器底座。

4.接地（或接零）的连接方式不对。

常见的有：未将每台电气设备的接地支线（或接零支线）连接到接地干线（或接零干线）上；有的将不同电气设备的接地线（或接零线）串联。

5.未采用正确的插头插座。

380V或220V的移动电气设备与电源插座未采用三相四孔插头插座或三孔插头插座。有的即使使用了四孔、三孔插头插座，但插头插座内的零线（或地线）未连接，起不到保护作用。

六、结束语

电气设备保护接地和保护接零正确与否关系到人身安全和设备安全，正确区分电气设备的保护接地和保护接零，掌握二者的原理、相关要求及应用范围，才能给电气设备装设正确的保护方式，发现和解决电气设备保护接地和保护接零的问题，保证电气设备的安全运行及人身安全。

参考文献：

[1]接地与接零[J].李瑾，李立梅.企业标准化.2007（04）

[2]关于接地接零装置及接地接零应用[J].王建晓.建筑机械.2002（01）

[3]电力系统中的接地接零[J].刘金龙.现代制造技术与装备.2017（01）