接地和接零的選擇及配合研究

摘 要：探討了電器電線接地保護(hù)和接零保護(hù)的選擇，并分析了接地和接零的相互配合的方法。

關(guān)鍵詞：接地；接零；選擇；配合

中圖分類號(hào)：TM643文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2008）12-0396-02

1 接地保護(hù)和接零保護(hù)的選擇

1.1 兩種保護(hù)的不同點(diǎn)

認(rèn)識(shí)和了解接地保護(hù)與接零保護(hù)，掌握這兩種保護(hù)方式的不同點(diǎn)和使用范圍 。接地保護(hù)與接零保護(hù)統(tǒng)稱保護(hù)接地，是為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行所采取的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。這兩種保護(hù)的不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）保護(hù)原理不同。接地保護(hù)的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地的泄露電流，使其不超過(guò)某一安全范圍，一旦超過(guò)某一整定值保護(hù)器就能自動(dòng)切斷電源；接零保護(hù)的原理是借助接零線路，使設(shè)備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時(shí)，利用短路電流促使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。（2）適用范圍不同。根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等相關(guān)因素，《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》將上述兩種電力網(wǎng)的運(yùn)行系統(tǒng)的使用范圍進(jìn)行了劃分。TT系統(tǒng)通常適用于農(nóng)村公用低壓電力網(wǎng)，該系統(tǒng)屬于保護(hù)接地中的接地保護(hù)方式；TN系統(tǒng)（TN系統(tǒng)又可分為TN-C、TN-C-S、TN-S三種）主要適用于城鎮(zhèn)公用低壓電力網(wǎng)和廠礦企業(yè)等電力客戶的專用低壓電力網(wǎng)，該系統(tǒng)屬于保護(hù)接地中的接零保護(hù)方式。當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)行的低壓公用配電網(wǎng)絡(luò)，通常采用的是TT或TN-C系統(tǒng)，實(shí)行單相、三相混合供電方式。即三相四線制380/220V配電，同時(shí)向照明負(fù)載和動(dòng)力負(fù)載供電。（3）線路結(jié)構(gòu)不同。接地保護(hù)系統(tǒng)只有相線和中性線，三相動(dòng)力負(fù)荷可以不需要中性線，只要確保設(shè)備良好接地就行了，系統(tǒng)中的中性線除電源中性點(diǎn)接地外，不得再有接地連接；接零保護(hù)系統(tǒng)要求無(wú)論什么情況，都必須確保保護(hù)中性線的存在，必要時(shí)還可以將保護(hù)中性線與接零保護(hù)線分開架設(shè)，同時(shí)系統(tǒng)中的保護(hù)中性線必須具有多處重復(fù)接地。

1.2 正確選擇接保護(hù)方式

根據(jù)客戶所在的供電系統(tǒng)，正確選擇接地保護(hù)和接零保護(hù)方式 

電力客戶究竟應(yīng)該采取何種保護(hù)方式，首先必須取決于其所在的供電系統(tǒng)采取的是是何種配電系統(tǒng)。如果客戶所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是TT系統(tǒng)，客戶應(yīng)該統(tǒng)一采取接地保護(hù)；如果客戶所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是TN-C系統(tǒng)，則應(yīng)統(tǒng)一采取接零保護(hù)。 

TT系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)是兩個(gè)具有各自獨(dú)立特性的系統(tǒng)，雖然兩個(gè)系統(tǒng)都可以為客戶提供220/380V的單、三相混合電源，但它們之間不僅不能相互替代，同時(shí)在保護(hù)措施上的要求又是截然的不同。這是因?yàn)椋慌潆娤到y(tǒng)里，如果兩種保護(hù)方式同時(shí)存在的話，采取接地保護(hù)的設(shè)備一旦發(fā)生相線碰殼故障，零線的對(duì)地電壓將會(huì)升高到相電壓的一半或更高，這時(shí)接零保護(hù)（因設(shè)備的金屬外殼與零線直接連接）的所有設(shè)備上便會(huì)帶上同樣高的電位，使系統(tǒng)中所有的設(shè)備外殼等金屬部分均呈現(xiàn)出較高的對(duì)地電壓，從而危及使用人員的安全。因此，同一配電系統(tǒng)只能采用同一種保護(hù)方式，兩種保護(hù)方式不得混用。其次是客戶必須懂得什么叫保護(hù)接地，正確區(qū)分接地與接零保護(hù)的不同點(diǎn)。保護(hù)接地是指家用電器、電力設(shè)備等由于絕緣的損壞可能使得其金屬外殼帶電，為了防止這種電壓危及人身安全而設(shè)置的接地稱為保護(hù)接地。將金屬外殼用保護(hù)接地線（PEE）與接地極直接連接的叫接地保護(hù)；當(dāng)將金屬外殼用保護(hù)線（PE）與保護(hù)中性線（PEN）相連接的則稱之為接零保護(hù)。 

1.3 規(guī)范設(shè)計(jì)、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

要依據(jù)兩種保護(hù)方式的不同設(shè)置要求，規(guī)范設(shè)計(jì)、施工工藝標(biāo)準(zhǔn) 

規(guī)范客戶受電端建筑物內(nèi)的配電線路設(shè)計(jì)、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和要求，通過(guò)對(duì)新建或改造的客戶建筑物的室內(nèi)配電部分，實(shí)施以局部三相五線制或單相三線制，取代TT或TN-C系統(tǒng)中的三相四線制或單相二線制配電模式，可以有效實(shí)現(xiàn)客戶端的保護(hù)接地。所謂“局部三相五線制或單相三線制”就是在低壓線路接入客戶后，客戶要改變?cè)瓉?lái)的傳統(tǒng)配線模式，在原來(lái)的三相四線制和單相二線制配線的基礎(chǔ)上，分別各增加一條保護(hù)線接入到客戶每一個(gè)需要實(shí)施接地保護(hù)電器插座的接地線端子上。為了便于維護(hù)和管理，這條保護(hù)線的室內(nèi)引出和室外引入端的交匯處應(yīng)裝設(shè)在電源引入的配電盤上，然后再根據(jù)客戶所在的配電系統(tǒng)，分別設(shè)置保護(hù)線的接入方法。 

（1）TT系統(tǒng)接地保護(hù)線（PEE）的設(shè)置要求 。

當(dāng)客戶所在的配電系統(tǒng)是TT系統(tǒng)時(shí)，由于該系統(tǒng)要求客戶必須采取接地保護(hù)方式。因此，為了達(dá)到接地保護(hù)的接地電阻值的要求，在室外埋設(shè)人工接地裝置，其接地電阻應(yīng)滿足下式要求：

Re≤Ulom/I(xiàn)op

式中：Re接地電阻（Ω） ；Ulom通稱電壓極限（V），正常情況下可按交流有效值50V考慮；I(xiàn)op相鄰上一級(jí)剩余電流（漏電）保護(hù)器的動(dòng)作電流（A） 

對(duì)于一般客戶來(lái)講，只要采用40×40×4×2500毫米的角鋼，用機(jī)械打入的方式垂直打入地下0.6米，就能滿足接地電阻的阻值要求。然后用直徑≥φ8的圓鋼焊接后引出地面0.6米，再同引入的電源相線同等材質(zhì)和型號(hào)的導(dǎo)線連接到配電盤的保護(hù)線（PEE）上。 

（2）TN-C系統(tǒng)接零保護(hù)線（PE）的設(shè)置要求。

由于該系統(tǒng)要求客戶必須采取接零保護(hù)方式，因此需要在原三相四線制或單相兩線制的基礎(chǔ)上，另增加一條專用保護(hù)線（PE），該條保護(hù)線是由客戶受電端配電盤的保護(hù)中性線（PEN）上引出，與原來(lái)的三相四線制或單相二線制一同進(jìn)行配線連接。為了保證整個(gè)系統(tǒng)工作的安全可靠，在使用中應(yīng)特別注意，保護(hù)線（PE）自從保護(hù)中性線（PEN）上引出后，在客戶端就形成了中性線N和保護(hù)線（PE），使用中不能將兩線再進(jìn)行合并為（PEN）線。為了確保保護(hù)中性線（PEN）的重復(fù)接地的可靠性，TN-C系統(tǒng)主干線的首、末端，所有分支T接線桿、分支末端桿，等處均應(yīng)裝設(shè)重復(fù)接地線，同時(shí)三相四線制用戶也應(yīng)在接戶線的入戶支架處，（PEN）線在分為中性線（N）和保護(hù)線（PE）之前，進(jìn)行重復(fù)接地。無(wú)論是保護(hù)中性線（PEN）、中性線（N）還是保護(hù)線（PE）的導(dǎo)線截面一律按照相線的導(dǎo)線型號(hào)和截面標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇。 

2 接地保護(hù)和接零保護(hù)的配合

同同一臺(tái)變壓器供電的采用保護(hù)接零的系統(tǒng)中，所有用電設(shè)備都必須同零線連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)零線網(wǎng)。如果有個(gè)別設(shè)備離開零網(wǎng)，采取保護(hù)接地措施，則情況是相當(dāng)嚴(yán)重的。個(gè)別設(shè)備接地而不接零會(huì)發(fā)很大的危險(xiǎn)。設(shè)備如果接地而未接零，當(dāng)設(shè)備漏電時(shí)，電流通過(guò)Rd和Ro構(gòu)成回路。電流不會(huì)太大，線路可能不能斷開，故障長(zhǎng)時(shí)間存在。且該設(shè)備對(duì)地電壓和零線對(duì)地電壓分別為：

Ud和U可能是危險(xiǎn)電壓。即該設(shè)備及其他所有接零設(shè)備都可能有危險(xiǎn)電壓。因此，在D設(shè)備未裝設(shè)漏電時(shí)能自動(dòng)切除切斷電源的自動(dòng)裝置或未采取相應(yīng)措施的情況下，不允許其采取接地保護(hù)。

如果把設(shè)備的外殼再同電網(wǎng)的零線連接起來(lái)，則設(shè)備的接地成了系統(tǒng)的重復(fù)接地，對(duì)安全是有益無(wú)害的。

在同一建筑內(nèi)，如有中性點(diǎn)接地和中性點(diǎn)不接地的兩種供電方式，則應(yīng)分采取接地保護(hù)和接零保護(hù)措施。二者都有接地裝置。而且要想截然分開往往是不可能的因?yàn)樗鼈兛偸峭ㄟ^(guò)各種金屬結(jié)構(gòu)、管道、電纜的金屬外皮等多次連接起來(lái)的。在這種情況下允許二者共用一套接地裝置。對(duì)于接地的供電系統(tǒng)，各部分應(yīng)滿足接零保護(hù)的要求接地的供電系統(tǒng)，應(yīng)滿足保護(hù)接地的要求。接地裝置的接地電阻應(yīng)按兩個(gè)系統(tǒng)中要求較高的一個(gè)考慮。

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參考文獻(xiàn)

［1］技工學(xué)校機(jī)械類通用教材編審委編.電工工藝學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，1995，5（3）.

［2］杜德昌，許傳清.電工電子技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：高等教學(xué)出版社出版，2002，（7）.