接地和接零的基本目的有兩條，一是按電路的工作要求需要接地；二是為了保障人身和設(shè)備

安全的需要接地或接零。按其作用可分為四種。A.工作接地；b.保護(hù)接地；c.保護(hù)接零；d.重復(fù)接地。

那么什么是工作接地呢？

在采用380/220V的低壓系中，一般都從電力變壓器引出四根線(xiàn)，即三根相線(xiàn)和一根中性線(xiàn)，這四根兼做動(dòng)力和照明用。動(dòng)力用三根相線(xiàn)，照明用一根相線(xiàn)和中性線(xiàn)。在這樣的低壓系統(tǒng)中，考慮當(dāng)正?；蚬收系那闆r下，都能使電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，并有利人身和設(shè)備的安全，一般把系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地，如圖-1中的R。即為工作接地。由變壓器三線(xiàn)圈接出的也叫中性線(xiàn)即零線(xiàn)，該點(diǎn)就叫中性點(diǎn)。

作接地的作用有兩點(diǎn)，一是減輕一相接地的危險(xiǎn)性；穩(wěn)定系統(tǒng)的電位，限制電壓不超過(guò)某一范圍，減輕高壓竄入低壓的危險(xiǎn)。

工作接地是如何減輕一相接地的危險(xiǎn)性的呢？

如圖-2所示，如果電網(wǎng)的中性點(diǎn)不接地，當(dāng)有一相碰地時(shí)，接地電流不大，設(shè)備仍可運(yùn)行，故障可能長(zhǎng)時(shí)間存在，但這時(shí)電流通過(guò)設(shè)備和人體回到零線(xiàn)而構(gòu)成回路，這是很危險(xiǎn)的。應(yīng)當(dāng)看到，發(fā)生上述故障時(shí)，不只是某一接零設(shè)備處在危險(xiǎn)狀態(tài)，而是由該變壓器供電的所有接零設(shè)備都處在危險(xiǎn)狀態(tài)中，同時(shí)，沒(méi)有碰地的兩相對(duì)地電壓顯著升高，大大增加觸電的危險(xiǎn)。如果是如圖-3那樣，變壓器的中性電直接接地，即變壓器有工作接地，上述危險(xiǎn)就可減輕或基本消除，這時(shí)，接地電流ID主要通過(guò)碰地處接地電阻Rd和工作接地電阻Rd構(gòu)成回路，接零設(shè)備對(duì)地電壓為：Uo=IdR=U/Rd+Ro*R。(式-1）由此可見(jiàn)，減少R。可限制U。在某一安全范圍以?xún)?nèi)。

那么，工作接地是如何穩(wěn)定系統(tǒng)電位的呢？

如圖-4所示，高壓為10千伏電網(wǎng)，低壓為380/220V電網(wǎng)，當(dāng)絕緣損壞時(shí)，高壓電意外竄入低壓邊時(shí)，整個(gè)低壓系統(tǒng)對(duì)地電壓都將升高，如果低壓系統(tǒng)不接地，其對(duì)地電壓可升高到數(shù)千伏，這對(duì)大量接觸低壓設(shè)備的工作人員是非常危險(xiǎn)的。如果象圖-4示那樣，低壓邊中性點(diǎn)直，則低壓邊對(duì)地電壓將受到工作接地電阻阻的限制，不會(huì)太高。這時(shí)，高壓接地電流Ic通過(guò)低壓工作接地和高壓線(xiàn)路對(duì)地分布電容構(gòu)成回路。低壓零線(xiàn)對(duì)地電壓Uo=Idro（式-2）一般情況下，要求在發(fā)生高壓竄入低壓時(shí)U。不得超過(guò)120伏，這就要求工作接地電阻：ro≤120/Icd(式-3)，對(duì)于中、小容量的10千伏電網(wǎng)，高壓接地電流一般不超過(guò)30安，r。≤4歐姆是能滿(mǎn)足上述要求的。

說(shuō)完了工作接地，說(shuō)說(shuō)保護(hù)接地，什么是保護(hù)接地呢？

保護(hù)接地就是電氣設(shè)備在正常運(yùn)行的情況下，將不帶電的金屬外殼或構(gòu)架用足夠粗的金屬線(xiàn)與接地體可靠地連接起來(lái)，以達(dá)到在相線(xiàn)碰殼時(shí)保護(hù)人身安全，這種接地方式就叫保護(hù)接地，對(duì)于保護(hù)接地電阻值的要求是：R。＜4歐姆。該接地方式適用于三相電源中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)和單相安全電壓的懸浮供電系統(tǒng)的一種安全保護(hù)方式。這種系統(tǒng)必須有獨(dú)立的變壓器供電，具體的應(yīng)用場(chǎng)合，礦山地下作業(yè)，有爆 炸危險(xiǎn)的化工單位，以及其他高度危險(xiǎn)環(huán)境的供電場(chǎng)所。圖-5即為保護(hù)接地的示意圖。

保護(hù)接地的工作原理是什么？

圖-6所示，在不接地的低壓系統(tǒng)種，當(dāng)一相碰殼時(shí)，接地電阻Id通過(guò)人體和電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗形成回路。如各相對(duì)地絕緣阻抗相等，運(yùn)用電工學(xué)的方法，可求得漏電設(shè)備的對(duì)地電壓：Ud=3URr/3Rr+Z(式-4）。式中：U--電網(wǎng)電壓Rr--人體電阻；Z--電網(wǎng)每相對(duì)地絕緣阻抗。

電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗Z由電網(wǎng)對(duì)地分布電容和對(duì)地絕緣電阻組成，并可看作式二者的并聯(lián)。一般情況下，絕緣電阻大于分布電容的容抗，如果把絕緣電阻看作式無(wú)限大，則對(duì)地電壓：Ud=3URr/3Rr-JXc=3URr/√9R 設(shè)(式-5）式中：C--每相對(duì)地分布電容；Xc=1/wc;ω=2л? 電源角頻率。當(dāng)電網(wǎng)對(duì)地絕緣正常時(shí)漏電的設(shè)備對(duì)地電壓很 Id低，但當(dāng)電網(wǎng)絕緣性能顯著下降，或電網(wǎng)分布很廣時(shí)，對(duì)地電壓可能就會(huì)上升到危險(xiǎn)的程度。這就由必要采取圖-7所示的保護(hù)接地措施。

有了保護(hù)接地以后，漏電設(shè)備對(duì)地電壓主要決定于保護(hù)接地電阻Rb的大小。由于Rb和Rr并聯(lián)，且Rb﹤Rr，可以近似的認(rèn)為對(duì)地電壓：Ud=3URb/3Rb+Z(式-6）。又因Rb﹤Z，所以設(shè)備對(duì)地電壓大大降低。只要適當(dāng)控制Rb的大小，即可限制漏電設(shè)備對(duì)地電壓在安全范圍內(nèi)。

例如，對(duì)于長(zhǎng)度1KM的380V電纜電網(wǎng)，如人體電阻為1500歐姆，當(dāng)發(fā)生漏電且人體觸及設(shè)備時(shí)，人體承受的電27V，通過(guò)人體的電流約為84.5MA，這對(duì)人體時(shí)很危險(xiǎn)的。這種情況下，如果加上保護(hù)接地，且接地電阻Rb=4歐姆，則人體承受的電壓降低為0.415V，通過(guò)人體的電流降低0.277MA，對(duì)人體就沒(méi)有危險(xiǎn)了。在不接地的電網(wǎng)中，單相接地電流的大小主要取決于電網(wǎng)的特征，如電壓的高低、范圍的大小、敷設(shè)的方式等。一般情況下，由線(xiàn)路對(duì)地分布電容決定的電抗都比較大，而絕緣電阻還要大得多，數(shù)以兆歐計(jì)，計(jì)算時(shí)可看作時(shí)無(wú)限大。因此，單相接地電流一般都很小，這就有可能采用保護(hù)接地把漏電設(shè)備對(duì)地電壓限制在安全電壓以下。但重要的一條是----在有接地的電網(wǎng)中，這以規(guī)律是不一定成立的。

那么，保護(hù)接地的應(yīng)用范圍有哪些呢？

保護(hù)接地的適用于不接地的電網(wǎng)。在這種電網(wǎng)中，無(wú)論環(huán)境如何，凡由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，都應(yīng)采取保護(hù)接地措施，主要包括：

（1）.電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、照明器具及其它電氣設(shè)備的金屬外殼、底座及與其相連的傳動(dòng)裝置；

（2）.戶(hù)內(nèi)外配電裝置的金屬構(gòu)架或鋼筋混凝土構(gòu)架，以及靠近帶電部分的金屬遮攔或圍欄；

（3）.配電屏、控制臺(tái)、保護(hù)屏及配電柜（箱）的金屬框架或外殼；

（4）電纜接頭盒的金屬外殼、電纜的金屬外皮和配線(xiàn)的鋼管；此外，某些架空電力線(xiàn)路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔、互感器的二次線(xiàn)圈等，也應(yīng)予以接地。

另以種接地方式---保護(hù)接零

什么是保護(hù)接零呢？保護(hù)接零就是電氣設(shè)備在正常運(yùn)行的情況下，將不帶電的金屬外殼或構(gòu)架與電網(wǎng)的零線(xiàn)緊密地連接起來(lái)，這種接線(xiàn)方式就叫保護(hù)接零。如圖—8所示。

從圖-8中可知，萬(wàn)一某一相線(xiàn)碰殼時(shí)，短路電流要比 保護(hù)接地時(shí)大得多，使相線(xiàn)的熔絲熔斷，以達(dá)到保護(hù)人身 的安全。在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)系統(tǒng)中宜采用該接地方式。

護(hù)接零的工作原理使怎樣的呢？

圖-9為保護(hù)接零的原理圖，從圖中可以看出，當(dāng)有某一相帶電的相線(xiàn)碰連上外殼時(shí)，通過(guò)設(shè)備外殼形成該相線(xiàn)對(duì)零線(xiàn)的單相短路（即碰殼短路），短路電流Id總是比較大，這樣促使安裝在相線(xiàn)線(xiàn)路上的保護(hù)裝置，如熔斷器Rd迅速動(dòng)作，從而把故障部分與電源分?jǐn)嚅_(kāi)來(lái)，消除隱患保障了人身的安全。

我們?cè)龠M(jìn)一步地來(lái)分析不采用該接地方式會(huì)出現(xiàn)怎樣情況。在三相四線(xiàn)制變壓器中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，如果用電設(shè)備不采取任何的安全措施，則設(shè)備漏電時(shí)，觸及設(shè)備的人體將承受近220V的相電壓，這樣的情況顯然是非常危險(xiǎn)的。如圖-10所示，當(dāng)有一相帶電部分碰連設(shè)備外殼時(shí)，事故電流經(jīng)過(guò)人體和變壓器的工作接地構(gòu)成回路，其大小為：IR=U/Rr+Ro（式-7）式中的U為220V相電壓；

Rr為人體電阻；R。為工作接地電阻。這樣一來(lái)，工作接地電阻R。通常在4歐姆以下，比人體電阻Rr要小得多，可以忽略不計(jì)。而人體的電阻如果按1000歐姆考慮的話(huà)，則通過(guò)人體的電流就為IR=220/1000=0.22安=220毫安。已知，20-25毫安以上的工頻電流對(duì)人體就有危險(xiǎn)了，而100毫安的電流就足以使人致命，這里的220毫安的電流給人帶來(lái)的危險(xiǎn)就更可想而知了，所以，在變壓器的中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，沒(méi)有安全裝置是絕對(duì)不允許的。

變壓器中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，如果不采用保護(hù)接零而采用保護(hù)接地，情況又會(huì)怎樣呢？

我們也可以來(lái)分析一下，在變壓器中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，不采用保護(hù)接零而采用保護(hù)接地所出現(xiàn)的情況是什么。圖-11中電動(dòng)機(jī)設(shè)有保護(hù)接地裝置，接地電阻為Rd，當(dāng)一相帶電部分碰連外殼時(shí)，人體處在和保護(hù)接地裝置并聯(lián)的位置，其簡(jiǎn)化電路圖如圖-10所示。這時(shí)，事故電流大部分經(jīng)過(guò)保護(hù)接地電阻Rd和工作接地電阻R。形成回路，有很少一部分通過(guò)人體。通過(guò)人體的電流決 定于人體電阻和人體的接觸電壓。按照?qǐng)D-12的 情況，人體接觸電壓即電動(dòng)機(jī)的外殼對(duì)地電壓 亦即降在接地電阻Rd上的電壓，為了要知道人體承受的電壓，殼先求出事故電流。因?yàn)镽r比Rd

要大得多，所以能近似地認(rèn)為事故電流為：ID=U/Ro+Rd(式-8），根據(jù)規(guī)定，R。和Rd都不得超過(guò)4歐姆。如果都按4歐姆考慮，可以得到：ID=220/4+4=27.5（A）從這里可以近似求出人體承受得電壓：UR=IDRd=27.5 *4=110(V)，如果人體電阻按1000歐姆考慮，則通過(guò)人體得電流為：IR=UR/Rr=110/1000=0.11（A）=110(MA)這個(gè)數(shù)值對(duì)人來(lái)說(shuō)還是非常危險(xiǎn)的，另一方面，這27.5安的事故電流不足以引起中等容量以上的線(xiàn)路的保護(hù)裝置動(dòng)作，設(shè)備上的危險(xiǎn)電壓就會(huì)長(zhǎng)期存在，一般采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)作保護(hù)裝置的線(xiàn)路，要求事故電流大于其整定電流的1.25倍；采用熔斷器作保護(hù)裝置的線(xiàn)路，要求事故電流大于其額定電流的4倍。只有這樣，才能保證在發(fā)生事故時(shí)，保護(hù)裝置迅速切斷電源。因此。從安全角度考慮，對(duì)于上述27.5安的電流，只能使用整定電流為27.5/1.25=22安以下的自動(dòng)開(kāi)關(guān)或27.5/4=6.9安以下的熔斷器。這在實(shí)際當(dāng)中顯然是不能讓人滿(mǎn)意的。

那么，能不能用降低接地電阻R。和Rd的辦法來(lái)增加事故電流，以使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作呢？理論上是可以的，但在實(shí)際上卻是困難重重的。例如，對(duì)于100A的熔斷器，事故電流應(yīng)大于400A，要求接地電阻為：Ro+Rd≤U/ID=220/400=0.55歐姆，要求達(dá)到這樣小的接地電阻，不但不經(jīng)濟(jì)在土壤電阻較高的地方，簡(jiǎn)直就是不可能的事。因此，這個(gè)辦法也是難以行通的。

類(lèi)似地，采用降低保護(hù)接地電阻YD以降低事故設(shè)備對(duì)地電壓的辦法也是難以行通的。假如限制事故設(shè)備對(duì)地電壓UD=36V，則降在工作接地電阻上的電壓U。=U-UD=220-36=184V，若工作接地電阻R。仍按4歐姆考慮，可求得：RD=UD/U。*R。=36/184*4=0.78歐姆。顯然，這樣的做法也是不合適的。由以上的分析可知：

① 在變壓器中性點(diǎn)直接接地的三相四線(xiàn)系統(tǒng)中，電器設(shè)備不接地是很危險(xiǎn)的。

② 在這樣接地的配電系統(tǒng)中，單純采用保護(hù)接地也不能保證安全的。

所以，在這種系統(tǒng)中必須采用保護(hù)接零作為安全措施。

保護(hù)接零的適用范圍。該接地方式的應(yīng)用范圍可以說(shuō)是十分的廣泛。在220/380V三相四線(xiàn)制、且中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，不論環(huán)境如何，凡由絕緣損壞而可能呈現(xiàn)對(duì)地電壓的金屬外殼部分均應(yīng)采用接零保護(hù)。 例如，電動(dòng)機(jī)的外殼、與電動(dòng)機(jī)相連的金屬構(gòu)架和機(jī)器、車(chē)間的配電箱、配電室的開(kāi)關(guān)柜、穿有電線(xiàn)的金屬管、電纜的金屬外皮等等，都必須要有可靠的接零保護(hù)。

保護(hù)接地和保護(hù)接零有哪些相同與不同呢？

它們都是維護(hù)人身安全的兩種技術(shù)措施，雖也有相似的地方，但二者在本質(zhì)上是不同的；

不同之處

1. 保護(hù)原理不同 低壓系統(tǒng)保護(hù)接地的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地電壓，使其不超過(guò)某一安全范圍，高壓系統(tǒng)的保 護(hù)接地，除限制對(duì)地電壓外，在某些情況下，還有促成系統(tǒng)中保護(hù)裝置動(dòng)作的作用。 保護(hù)接零的主要作用是借接零線(xiàn)線(xiàn)路使設(shè)備漏電形成單相短路，促使線(xiàn)路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作； 其次，保護(hù)接零系統(tǒng)中的保護(hù)零線(xiàn)和重復(fù)接地也有一定的降壓作用。

2.適用的范圍不同 保護(hù)接地適用于一般的低壓中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)及采用了其它安全措施的低壓接地電 網(wǎng)，保護(hù)接 地也能用于高壓不接地的電網(wǎng)之中。 保護(hù)接零適用于中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)，不接地電網(wǎng)不必采用保護(hù)接零。

3.線(xiàn)路結(jié)構(gòu)不同保護(hù)接地系統(tǒng)除相線(xiàn)外，只有保護(hù)地線(xiàn)。保護(hù)接零系統(tǒng)除相線(xiàn)外，必須有零線(xiàn)；必要時(shí)保護(hù)零線(xiàn)要與工作零線(xiàn)分開(kāi)；其重復(fù)接地裝置也應(yīng)有地線(xiàn)。

相同之處

在低壓系統(tǒng)中都是為了防止漏電造成觸電事故的技術(shù)措施。

要求采取接地措施與要求采取接零措施的項(xiàng)目大致相同。 接地和接零都要求有一定的接地裝置，而且各接地裝置的接地體和接地線(xiàn)的施工、連接都基本相同。

在同一配電系統(tǒng)中保護(hù)接地和保護(hù)接零不能混用

為什么在同一配電系統(tǒng)中，保護(hù)接地和保護(hù)接零不能混用呢？如圖-12所示，設(shè)備A采用的是保護(hù)接零， B采用的是保護(hù)接地且同為一配電系統(tǒng)之中，當(dāng)設(shè)備B發(fā)生碰殼時(shí)，電流通過(guò)Rd和R。形成回路，電流不會(huì)太大線(xiàn)路可能不會(huì)斷開(kāi)，但故障將長(zhǎng)時(shí)間存在。這時(shí)，除了接觸該設(shè)備的人員有觸電的危險(xiǎn)外，由于零線(xiàn)讀地電壓升高達(dá)到Uo=（U/Rd+Ro）*Ro（式-9）的值，致使所有與接零設(shè)備接觸的人員都有觸電的危險(xiǎn)。因此，

在同一配電系統(tǒng)中不允許保護(hù)接地和保護(hù)接零這兩種接地方式混用。

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