淺談保護接地與保護接零

李樂

（新疆城鄉建設工程設計有限公司，新疆烏魯木齊830011）

淺談保護接地與保護接零

李樂

（新疆城鄉建設工程設計有限公司，新疆烏魯木齊830011）

主要介紹了保護接地和保護接零的概念和意義，并對比說明了它們在不同應用中的優缺點，也討論了這兩種保護措施在實際應用時需要注意的一些問題。

保護接地；保護接零；中心點接地系統；不接地系統；重復接地

1 引言

在現代社會，安全用電越來越成為人們關注的焦點，人們常說的“防患于未然”，就是要在一些可能存在用電安全隱患的地方，預先考慮如果發生了故障，該采取哪種保護措施可以將危害降到最低。常用的保護措施有保護接地和保護接零。保護接零廣義上講是保護接地的一種方式，但它和保護接地還是存在根本的區別，在建筑施工和電氣設備安裝中，容易被忽視和混淆，造成不應有的事故和傷亡。

本文通過介紹保護接地和保護接零的概念，從原理、應用范圍、線路結構等方面來分析它們的特點，并討論它們在實際應用時應注意的一些問題。

2 接地與接零的概念

保護接地，就是用良導體把電氣設備中所有正常不帶電而絕緣損壞時可能帶電的外露金屬部分（電動機、變壓器、電器、測量儀表的金屬外殼、配電裝置的金屬構件、電纜終端盒及金屬外殼等）與埋在地下的接地極連接起來。

380/220V的低壓三相四線制供電系統使用廣泛，常帶有生活、照明等負荷，發生人身觸電的幾率較高。在這種供電系統中，常采用變壓器中性點直接接地的運行方式，當中性點接地之后則被稱作零點，由零點引出的線或接地的中性線叫作零線。保護接零，就是把電氣設備正常情況下不帶電的金屬部分與電網的零線連接起來。

3 采用保護接地和保護接零的意義

3.1 采用保護接地的意義

當沒有裝設保護接地時，如果電氣設備內部有絕緣損壞，例如當一相帶電體碰殼時，若人接觸此外殼，則電流會經過人體流入大地，再經過其它兩相對地絕緣阻抗回到電源，形成回路，如圖1所示。在此回路中，當電網分布很廣或者電網絕緣強度顯著下降時，則通過人體的電流將遠遠超過安全值，造成人身傷害或者死亡，漏電流還可能引起沼氣煤塵等爆炸。

圖1 未采用保護接地的電網

圖2 采用保護接地的電網

如果采取了保護接地，電氣設備的外殼已通過導線和大地有良好的接觸，則當人體觸及帶電的外殼時，人體就相當于接地電阻的另一條并聯支路，如圖2所示。此時人體的電阻遠遠大于接地體的電阻，相當于被短路，就算有電流通過人體也是很小的，從而避免了觸電事故。同理，為防止常見的接地電弧火災、電氣爆炸等事故發生，也必須設置相關的保護接地措施，這正是采用保護接地的意義所在。

保護接地起保護性作用，對電氣安全是十分重要的，電氣裝置的外露導電部分必須做好保護接地，并且保護接地必須確保良好導通。

3.2 采用保護接零的意義

同樣的問題，當電氣設備某一相絕緣受損相線碰殼致使外殼帶電時，如果外殼采用了保護接零措施，該相線和零線就會構成回路，因單相短路電流很大，這足以使線路上的保護裝置動作，使漏電設備與電源斷開，從而會避免人身觸電事故的發生。

在電源的中性點接地的配電系統中，只能采用保護接零措施，如果采用保護接地措施則不能有效地防止人身觸電事故的發生。如圖2所示，若采用保護接地，電源中性點接地電阻（R0）與電氣設備的接地電阻（Rd）均按4Ω考慮，電源電壓U為220V，那么，當電氣設備的絕緣受損使電氣設備外殼帶電時，則兩接地電阻間的電流Ir為：

熔斷器熔體的額定電流是根據被保護設備的要求選定的，如果設備的容量較大，為了保證設備在正常情況下工作，所選用熔體的額定電流也會較大。在27.5A接地短路電流的作用下，如果熔斷器不動作，外殼帶電的電氣設備就不能立即脫離電源，這樣在設備的外殼上就長期存在對地的電壓Ud，其值為Ud=27.5×4=110（V），顯然，這么大的電壓對人是很危險的。如果保護接地電阻大于電源中性點的接地電阻，設備外殼的對地電壓還會更高，這時危險會更大。所以，在這種情況下就需要采取保護接零措施才能起到安全保護的作用。

4 接地和接零的區別所在

4.1 保護原理的不同

保護接地是通過接入接地電阻來限制設備漏電后的對地電壓，從而使之不超過安全范圍。在高壓系統中，保護接地除了限制對地的電壓外，在某些情況下，還有促使電網保護裝置動作的作用。

保護接零則是借助接入零線線路使設備漏電時形成單相短路，使線路中產生很大的故障電流從而促使安裝在該線路上的保護裝置動作，進而切斷故障設備的電源。這從某種程度上說是將小的漏電故障擴大以使我們能夠及時地察覺到并及時進行處理。

4.2 應用范圍不同

4.2.1 保護接地的應用范圍

保護接地適用于一般不接地的高、低壓電網系統中，也適用于采取了其他安全措施（如漏電流保護器）的低壓電網。

在這種電網系統中，無論環境如何，由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現危險電壓的金屬部分，除另有規定外，都應采取保護接地措施，主要包括：

（1）電機、變壓器、開關設備、照明器具及其它電氣設備的金屬外殼、底座及與其相連的傳動裝置；

（2）戶內外配電裝置的金屬構架或鋼筋混凝土構架，以及靠近帶電部分的金屬遮攔或圍欄；

（3）配電屏、控制臺、保護屏及配電柜（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的鋼管；此外，某些架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔、互感器的二次線圈等，也應予以保護接地。

4.2.2 保護接零的應用范圍

保護接零則只適用于380/220V、三相四線制、電源的中性點直接接地的低壓配電系統中。

4.3 線路結構不同

采用保護接地時電網中可以無工作零線，只設保護接地線。在保護接地線上不允許串接開關或熔斷器以杜絕保護接地線因為某種原因斷路。

采用保護接零時則需要設工作零線，利用工作零線作接零保護，保護接零線不應接開關、熔斷器。如果在工作零線上裝設熔斷器等可斷開電器時，則需要另裝保護接零線。

5 混接保護接地和保護接零而產生的危害

5.1 同一系統中混用保護接地和保護接零

在同一系統中常常忽略了保護接零和保護接地的區別，使該用接零的地方選用了接地，該用接地的地方又選用了接零，造成混接，這樣不僅造成保護效果不好，在有些情況下甚至還會引起很嚴重的后果。

在一個系統中當外殼接地的設備發生碰殼漏電，而引起的事故電流不是很大而不能造成熔斷器的熔絲熔斷時，設備外殼就會帶電110V，這使得整個零線對地電位升高至110V，于是其他采用接零保護的設備的外殼就都帶有110V的電位，這樣就相當于擴大了事故，從而會帶來更大的危險。

由此可見，在同一個系統上不準采用部分設備接零、部分設備接地的混合做法。即使熔絲符合能燒斷的要求，也不允許混合接法，因為熔絲在使用中經常可能調換，很難保證不出差錯。因此，由同一臺發電機、同一臺變壓器或同一段母線供電的低壓電力網中，不宜同時采用接地保護和接零保護。

5.2 電源中性點不接地的三相四線制配電系統中錯誤地采用保護接零

在電源中性點接地的配電系統中，當一根相線和大地接觸時，通過接地的相線與電源中性點接地裝置的短路電流可以使熔斷器熔斷，從而可以立即切斷發生故障的線路。但在中性點不接地的配電系統中，任一相發生接地故障時，系統仍可照常運行一段時間，但這時大地與接地的相線等電位，則接在零線上的用電設備外殼對地的電壓將等于接地的相線從接地點到電源中性點的電壓值，這樣是十分危險的。所以，在電源中性點不接地的三相四線制配電系統中不宜采用保護接零。

6 重復接地的意義

重復接地，就是在已經保護接零的設備上，再加一個接地裝置，實現重復接地。

這樣做的原因是：當設備外殼漏電時，經過相線、零線構成了短路回路，短路電流能迅速將熔斷器熔斷，切斷電路，金屬外殼亦隨之無電，避免了發生觸電的危險性。但是從設備外殼漏電到熔斷器熔斷要經過一個很短的時間，在這短時間內，設備外殼存在對地電壓，其值為短路電流在零線上的電壓降。在這很短的時間內，如果有人觸及設備外殼，還是很危險的。所以，這時應采用重復接地，設備的對地電壓則可降低很多，可減少故障危害。

還有一個很重要的原因是：如果沒有重復接地，當零線某處發生斷線時，在斷線處后面的所有電氣

設備就處在既沒有保護接零，又沒有保護接地的狀態，這樣一旦有一相電源碰殼，斷線處后面的零線和與其相連的電器設備外殼的電壓將等于相電壓的對地電壓，這是十分危險的。所以也可以認為重復接地是對保護接零的一個后備保護，它可以防止因為零線短線導致保護接零失效而造成事故發生。

在重復接地情況下，當零線斷線時，會發生設備外殼帶電，相電壓經過漏電設備外殼與重復接地的接地電阻、工作接地電阻構成回路并流過電流，此時漏電設備的對地電壓為相電壓在重復接地電阻上的電壓降，這在一定程度上會降低事故的危害程度。

7 結束語

本文對保護接地和保護接零這兩種保護措施進行了分析和探討。保護接地作為重要的安全保護措施已被廣泛應用于中性點直接接地的三相四線制電網中。保護接零對電氣設備和用電裝置起到了更為完善的保護功能。當我們熟悉了這兩種保護措施的原理、應用范圍、各自特點和各自應采取的彌補措施之后，我們就能夠更好地將它們應用于更多的應用場所，并根據實際需要對設備和裝置的安全用電起到更好的保障作用。

［1］王厚余.建筑電氣裝置600問［M］.北京：中國電力出版社.

［2］工業與民用配電設計手冊［M］.北京：中國電力出版社.

［3］宗成徽.對《關于接地和接零的技術要求》一文的商榷意見［N］.電子報，2010.

Analysis of protective grounding and neutral wire protection

LI Le
（Xinjiang Urban and Rural Construction Engineering Design Co.，Ltd.，Urumqi 830011，China）

The concept and significance of the protective grounding and neutral wire protection are presented.The advantages and disadvantages of these two kinds of protective measures are introduced and compared in detail.Some problems needed to be pay more attention in practical applications as well as the relevant solutions are also given.

protective grounding；neutral wire protection connection；center point grounding system；nogrounding system；repeat grounding

TM77

A

1005—7277（2016）03—0048—03

2016-03-09