接地和接零保护

在低压配电系统中，有变压器中性点接地和不接地两种系统，相应的安全措施有接地保护和接零保护两种方式。保护接地和保护接零是防止电气设备意外带电造成触电事故的基本技术措施，应用十分广泛。保护接地和保护接零装置可靠而良好的运行，对保障人身安全有十分重要的意义。

图1－5 接地保护示意图

1．接地保护

在中性点不接地的配电系统中，电气设备宜采用接地保护。这里的“接地”同电子电路中简称的“接地”(在电子电路中“接地”是指接公共参考电位“零点”)不是一个概念，是真正的接大地。即将电气设备的某一部分与大地土壤作良好的电气连接，一般通过金属接地体并保证接地电阻小于4Ω。

接地保护原理如图1－5所示。

如没有接地保护，则流过人体电流为:

式中: Ir为流过人体电流;

V为相电压;

Rr为人体电阻;

Z为相线对地阻抗。

当接上保护地线时，相当于给人体电阻并上一个接地电阻RG，此时流过人体电流为:

由于RG＜Rr，故可有效保护人身安全。

由此也可看出，接地电阻越小，保护越好，这就是为什么在接地保护中总要强调接地电阻要小的缘故。

2．接零保护

对变压器中性点接地系统(现在普通采用电压为380V/220V三相四线制电网)来说，采用外壳接地已不足以保证安全。

由图1－5可知，因人体电阻Rr远大于设备接地电阻Rb，所以人体受到的电压，即相线与外壳短路时，外壳的对地电压Ua，而Ua取决于下式:

式中: R0为工作接地的接地电阻;

Rb为保护接地的接地电阻;

U为相电压。

设R0=4Ω，Rb=4Ω，U=220V，则Ua=110V。这对人体来说是不安全的。下图中性点接地系统中单纯接地是不安全的。

因此，这种系统中，应采用保护接零，即将金属外壳与电网零线相接。一旦相线碰到外壳即形成与零线之间的短路，产生很大电流，使熔断器或过流开关断开，切断电流，因而可防止电击危险。

图1－6 重复接地

这种采用保护接零的供电系统，除工作接地外，还必须有保护重复接地，如图1－6所示。

图中1－7表示民用220V供电系统的保护零线和工作零线。

在一定距离和分支系统中，必须采用重复接地，这些属于电工安装中的安全规则，电源线必须严格按有关规定制作。

图1－7 单相三线制用电器接线

应注意的是这种系统中的保护接零必须是接到保护零线上，而不能接到工作零线上。保护零线同工作零线，虽然它们对地的电压都是0V，但保护零线上是不能接熔断器和开关的。而工作零线上则根据需要可接熔断器及开关。这对有爆炸、火灾危险的工作场所为减轻过负荷的危险是必要的。图1－8所示为室内有保护零线时，用电器外壳采用保护接零的接法。

图1－8 三线插座接线

图1－9 漏电保护开关示意图