如何防范接地故障引起的電擊事故

王旭

摘? ? 要：筆者由于工作關系經常到施工現場檢查臨時用電安裝使用情況，并多次參與施工現場發生施工人員電擊事故的調查處理，究其原因是多種多樣，就電氣災害而言，接地故障遠比一般短路更具危險性?，F施工現場的配電接地系統大多采用TN系統，很少采用TT、IT系統，故本文將重點討論TN系統接地故障引起電擊的形成原因及預防措施。

關鍵詞：接地故障;電擊事故;防范措施

1? 和接地故障相關的幾個概念

（1）系統接地：給配電系統提供一個參考電位使配電系統正常和安全運行。（2）保護接地;為防止電氣裝置的金屬外殼帶電危及人身和設備安全而進行的接地。（3）等電位連接：將可導電部分之間用導線做電氣連接，使其電位相等或接近。（4）接地故障：指相線、中性線等帶電導體與地間的短路。（5）RCD：能快速切斷毫安級故障電流的裝置。

2? TN系統接地故障引起電擊的幾種表現形式及原理分析

（1）系統接地：系統接地后，降低了系統對地絕緣要求;發生雷擊時可將雷電荷泄放入地，降低線路對地雷電瞬態沖擊過電壓;高壓線路故障電流可通過大地形成電源通路，高壓側繼電保護檢測出故障電流使保護電器動作;當低壓配電線路發生接地故障時，系統接地提供故障電流經大地返回電源的通路，使低壓線路上的防護電器動作。

如果不做系統接地，當系統中一相發生接地故障時，另兩相對地電壓將高達380V，由于沒有返回電源的導體通路，故障電流僅為兩非故障相線對地電容電流的相量和，其值較小，通常的防護電器不動作，此故障電壓將持續存在，人體如觸及無故障相線，接觸電壓將為線電壓380V，電擊致死危險很大。

（2）保護接地：降低電氣裝置的外露導電部分在故障時的對地電壓或接觸電壓，配電系統如果未做保護接地，發生低壓電氣設備碰外殼短路接地故障時，設備外殼上的接觸電壓可高達220V，電擊危險很大;配電系統如果做了保護接地，可建立故障電流返回電源的通路，故障電壓可比220V大大降低，故障電流還可使配電線路首端的防護電器動作并及時切斷電源。

（3）接地故障電壓沿PE線傳導至電氣裝置：不論配電接地系統是TN-S還是TN-C-S系統，當同一變電所供電范圍內任何一處發生不與PE線或PEN線相聯通的接地故障時，由于變壓器星形結點電位的升高，產生的故障電壓將沿PE線或PEN線傳導蔓延，可能在該供電范圍內無等電位連接的場所引起電擊事故。如圖3建筑物由低壓架空線路供電，因相線落入水塘而發生接地故障，變電所接地電阻RB和故障點接地電阻RE 的限制，接地故障電流不大，假設為30A，變電所出線過電流防護電器（斷路器）不動作。設RB=4Ω，則RB 上的持續電壓降，即PEN線以及與其連接的PE線、中性線上的持續故障過電壓Uf=IdRB=30*4=120V.當此Uf 沿PE線傳導到所有外露導電設備上時，即設備1和設備2外殼全部有120V的故障電壓，而人員站立的地面電位為0V。此時圖中的RCD不可能動作，原因是此故障電壓沒有形成通過N線返回電源端的雜散電流;其次RCD它只能在所保護的回路內發生故障時起作用，不能防止從別處沿PE線或裝置外導電部分傳導來的故障電壓引起的電擊事故。接觸此設備的人員不可避免地將遭受電擊。如果做了等電位連接（圖3中點劃線部分）電氣裝置外露導電部分和裝置外導電部分都處于同一電位水平，即整個（2.5m伸臂范圍內的外露導電部分的電位）對地電位同時升高至120V，不出現電位差，接觸此設備的人員可避免遭受電擊危害。

電位聯結作用的戶外引起電擊事故

3? 現場接地故障防護措施

（1）加強系統接地、保護接地連接施工質量，保證電氣連接有足夠的接觸面和接觸壓力和長期有效導通。（2）TN系統內采用過電流防護電器（斷路器）、RCD來防電擊。在接地故障電流較大且滿足斷路器整定倍數的條件下，斷路器迅速切斷故障電壓;在接地故障電流較小，RCD能在數十毫秒時間內有效地切斷小至毫安計的故障電流。（3）設置等電位或局部等電位連接做附加保護，在電流防護電器（斷路器）、RCD不起保護作用時防范從別處沿PE線或裝置外導電部分傳導來的故障電壓，使電擊事故無由發生。（4）戶外很多不便設置等電位或局部等電位場合時可根據實際情況采取如下措施防止接地故障引起的電擊事故的發生（原理不在本文討論）：如對個別電氣裝置設置局部TT接地系統、設置隔離變壓器供電、采用Ⅱ類設備或采用Ⅲ類設備等。

參考文獻：

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[2] 高大鵬.低壓系統中接地故障引發的電擊和火災及其防范[J].石油管理干部學院學報，2002（Z1）.