電氣設備的接地與接零

1、電氣設備的接地與接零接地和接零是電氣防火、安全技術重要的研究內容。美國加利福尼亞州編輯 的工業(yè)電氣事故統(tǒng)計資料指出，可靠的接地設施能夠消除人身事故；火災保險公 司在總結工業(yè)經驗時也指出，工業(yè)設施中大約有15%的火災起源于電氣系統(tǒng)，而 采用更可靠的接地裝置便能有效地減少火災危險。所謂接地，就是電氣設備的任何部分與土壤間作良好的連接。在這里，接地 系統(tǒng)按其設備和作用可分為保護接地、工作接地、保護接零和重復接地4種。在正常或事故狀態(tài)下，為了保證電氣設備可靠運行，而將電力系統(tǒng)中某一點進行接 地，無論是直接接地或經特殊裝置接地均稱工作接地；當電氣設備與帶電部分相 絕緣的金屬外殼由于絕緣破壞可能帶電，造成

2、觸電事故，為了防止這種觸電的危 險而將金屬外殼或構架同接地體之間作良好的連接，使設備外殼保持和大地同為零電位，稱之為保護接地；如果將與帶電部分相絕緣的金屬外殼或構架與中性點 直接接地系統(tǒng)中的零線連接，稱為保護接地；如果將與帶電部分相絕緣的金屬外 殼或構架與中性點直接地系統(tǒng)中的零線連接，稱為保護接零；將零線的一點或幾 點再次與地作金屬性連接，稱為重復接地，總而言之，無論是接地和接零，其目 的不外乎有兩個：一是電氣設備在任何范圍內，它的金屬外殼及其靠近它垢金屬 結構都始終保持低電位，以防觸電危險，確保人身安全。二是提供可靠的電氣通 路。就是在接地短路電流通過時也不會有火花或其它明顯的過熱現象，以避

3、免易 燃物質或氣體引燃，造成火災危險。在這里，我們主要談一下接于 380伏/ 220伏三相四線制電線系統(tǒng)的電氣設 備在系統(tǒng)中性點接地時的安全保護問題。對于中性點接地的接零系統(tǒng)，設備外殼 必須采取接零保護。這是因為當電器設備的外殼接到零線上時， 若發(fā)生碰殼短路, 電流將由設備外殼、零線、相線構成閉合回路。由于3種物質的合成電阻很小，從而使短路電流很大，常常大于3倍的熔絲額定電流，使保護設備迅速動作，故 障設備從線路中切斷，即使在故障期間，人體若觸及設備外殼，由于人體與設備 形成并聯(lián)回路，而人體的電阻遠大于三者的合成電阻，從而使通過人體的電流很 小，也不會發(fā)生觸電危險。在中性點接地的接零系統(tǒng)中，如

4、果設備外殼未接地也 未接零，當電氣設備絕緣損壞，使外殼帶電，此時漏電流較少，不足以使熔斷器 熔斷，設備外殼上長期存在電壓，而人體一旦觸及外殼，就會有電流通過人體。 由于人體電阻（800-1000Q）大于接地電阻（一般為 4Q）對于220V的相電壓。 此時通過人體的電流為0. 22A,遠遠超過人體允許的安全電流（50mA），因而 有觸電危險；如果僅有設備外殼接地，當電器設備發(fā)生單相接地短路時，所產生 的短路電流不足以使過流繼電器動作，從而使單相接地故障電流持續(xù)存在，線路 也不會跳閘。設備在持續(xù)電流作用下發(fā)熱，并且使設備外殼存在對地電壓，其實 兩相也承受了過電壓。這樣系統(tǒng)在過電壓下運行，不僅使絕緣

5、程度下降，而且人 體一旦觸及外殼也會有觸電危險。這樣看來，僅有接零系統(tǒng)也是不夠安全的。為 了使保護接零系統(tǒng)處于最佳的安全狀態(tài)，還必須對零線進行重復接地。這樣當接 零電氣設備發(fā)生單相短路時，在保護動作的一段時間，短時電流將大都通過零線， 小部分通過重復接地和工作接地， 這一部分接地電阻上的電壓就是設備對地電壓。 與純零系統(tǒng)相比，設備對地電壓減少，安全性提高了。因此，在架空線路和工廠 電纜敷設時常采用重復接地的方式。這里還必須強調指出幾點：保護接零只能用地中性點直接接地系統(tǒng)中。若在無中性點接地的系統(tǒng)采用接 零保護，一旦電氣設備發(fā)生單相接地短路時，故障電流會通過設備、人體回到零 線構成回路。這時的故障電流線路保護不動作，電流可能長期存在，對人身和所 有設備會造成傷亡和過熱危險。在接零系統(tǒng)中，不能采用有的設備接地有的設備接零的不合理連接方式。眾 所震驚的美國內華達州的拉維斯加維市的米高梅大旅社火災便是由于系統(tǒng)接地 零混亂而釀成85人死亡、損失5千萬美元的悲劇。非直接接地系統(tǒng)中設備不能單純接地。對于380/ 220V系統(tǒng)中的零線和具有接零要求的單相設備不允許裝設開關 和熔斷器，如果裝設自動開關，只有當過流脫口器動作后能同時切斷相線時，才 允許在零線上裝設過流脫口器。目前，家用電器的電源一般都是單相 220V電源，插頭采用三