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為什么必須分清“保護接地”與“保護接零”

                               

      所謂的保護接地保護接零,都是出于三相四線制和三相五線制系統中,對觸電防護的考慮,設計者在力所能及的情況下,應該使設備漏電時施加于觸電者的接觸電壓盡量小,故障持續時間盡量短。

      而我們常常糾結的是三相系統中,保護接地和保護接零的方案取舍和性能比較,尤其是有用接地保護替代接零保護的,對安全用電有著極大的危害。

      作為電力人,多掌握些觸電防護知識是很有必要的!

1、概念

      (1)保護接地:電氣設備的導體部分或者外殼用足夠容量的金屬導線或導體可靠的與大地連接,當人體觸及帶電外殼時,人體相當于接地電阻的一條并聯支路,由于人體電阻遠遠大于接地電阻,所以通過人體的電流將會很小,避免了人身觸電事故。


      (2)保護接零:電氣設備在正常情況下,不帶電的金屬部分與零線做良好的金屬或者導體連接。當某一相絕緣損壞致使電源相線碰殼,電氣設備的外殼及導體部分帶電時,因為外殼及導體部分采取了接零措施,該相線和零線構成回路。由于單相短路電流很大,使線路保護的熔斷器熔斷。從而使設備與電源斷開,避免了人身觸電傷害的可能性。


2、適用范圍

      (1)保護接地:適用于中性點不接地的三相電源系統中。

      (2)保護接零:適用于中性點接地的三相電源系統中(一些民用三相四線中性點接地系統也采用保護接地,但必須是配合帶有漏電保護的開關使用)。

3、保護原理及危害分析

      (1)在中性點不接地系統中:當人體觸及電氣設備的導體部分或者外殼時,人體相當于一個與接地電阻并聯支路的一個大電阻。若按人體電阻值1000Ω(通常人體電阻值為1000~2000Ω)計算,設備外殼所帶電壓為220V時,那么無保護接地時流經人體的電流為:Ir=220/Rr=220mA(人體可以承受的最大交流電流/交流擺脫電流為10mA)。


      (2)在中性點接地系統中:在380V/220V三相四線制電源中性點直接接地的配電系統中,只能采用保護接零,采用保護接地則不能有效地防止人身觸電事故的發生。

      若采用保護接地,電流中性點接地電阻按4Ω考慮,而電源電壓為220V,那么當電氣設備的絕緣損壞使電氣設備的外殼帶電時,則中性點接地電阻與接地電阻之間的電流為:Ir=220/(R0+Rd)=220/(4+4)=27.5A。

      熔斷器的額定電流是根據電氣設備的要求選定的,如果設備的容量較大,為了保證設備在正常情況下的運行。所選熔體的額定電流將會隨之增大。

      如果在27.5A的接地短路電流作用下保護不動作,外殼帶電的電氣設備不能立即脫離電源,設備導體或者金屬外殼會長期存在對地電壓Ud=27.5×4=110V。