浅谈保护接地与保护接零

李乐

（新疆城乡建设工程设计有限公司，新疆乌鲁木齐830011）

浅谈保护接地与保护接零

李乐

（新疆城乡建设工程设计有限公司，新疆乌鲁木齐830011）

主要介绍了保护接地和保护接零的概念和意义，并对比说明了它们在不同应用中的优缺点，也讨论了这两种保护措施在实际应用时需要注意的一些问题。

保护接地；保护接零；中心点接地系统；不接地系统；重复接地

1 引言

在现代社会，安全用电越来越成为人们关注的焦点，人们常说的“防患于未然”，就是要在一些可能存在用电安全隐患的地方，预先考虑如果发生了故障，该采取哪种保护措施可以将危害降到最低。常用的保护措施有保护接地和保护接零。保护接零广义上讲是保护接地的一种方式，但它和保护接地还是存在根本的区别，在建筑施工和电气设备安装中，容易被忽视和混淆，造成不应有的事故和伤亡。

本文通过介绍保护接地和保护接零的概念，从原理、应用范围、线路结构等方面来分析它们的特点，并讨论它们在实际应用时应注意的一些问题。

2 接地与接零的概念

保护接地，就是用良导体把电气设备中所有正常不带电而绝缘损坏时可能带电的外露金属部分（电动机、变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒及金属外壳等）与埋在地下的接地极连接起来。

380/220V的低压三相四线制供电系统使用广泛，常带有生活、照明等负荷，发生人身触电的几率较高。在这种供电系统中，常采用变压器中性点直接接地的运行方式，当中性点接地之后则被称作零点，由零点引出的线或接地的中性线叫作零线。保护接零，就是把电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网的零线连接起来。

3 采用保护接地和保护接零的意义

3.1 采用保护接地的意义

当没有装设保护接地时，如果电气设备内部有绝缘损坏，例如当一相带电体碰壳时，若人接触此外壳，则电流会经过人体流入大地，再经过其它两相对地绝缘阻抗回到电源，形成回路，如图1所示。在此回路中，当电网分布很广或者电网绝缘强度显著下降时，则通过人体的电流将远远超过安全值，造成人身伤害或者死亡，漏电流还可能引起沼气煤尘等爆炸。

图1 未采用保护接地的电网

图2 采用保护接地的电网

如果采取了保护接地，电气设备的外壳已通过导线和大地有良好的接触，则当人体触及带电的外壳时，人体就相当于接地电阻的另一条并联支路，如图2所示。此时人体的电阻远远大于接地体的电阻，相当于被短路，就算有电流通过人体也是很小的，从而避免了触电事故。同理，为防止常见的接地电弧火灾、电气爆炸等事故发生，也必须设置相关的保护接地措施，这正是采用保护接地的意义所在。

保护接地起保护性作用，对电气安全是十分重要的，电气装置的外露导电部分必须做好保护接地，并且保护接地必须确保良好导通。

3.2 采用保护接零的意义

同样的问题，当电气设备某一相绝缘受损相线碰壳致使外壳带电时，如果外壳采用了保护接零措施，该相线和零线就会构成回路，因单相短路电流很大，这足以使线路上的保护装置动作，使漏电设备与电源断开，从而会避免人身触电事故的发生。

在电源的中性点接地的配电系统中，只能采用保护接零措施，如果采用保护接地措施则不能有效地防止人身触电事故的发生。如图2所示，若采用保护接地，电源中性点接地电阻（R0）与电气设备的接地电阻（Rd）均按4Ω考虑，电源电压U为220V，那么，当电气设备的绝缘受损使电气设备外壳带电时，则两接地电阻间的电流Ir为：

熔断器熔体的额定电流是根据被保护设备的要求选定的，如果设备的容量较大，为了保证设备在正常情况下工作，所选用熔体的额定电流也会较大。在27.5A接地短路电流的作用下，如果熔断器不动作，外壳带电的电气设备就不能立即脱离电源，这样在设备的外壳上就长期存在对地的电压Ud，其值为Ud=27.5×4=110（V），显然，这么大的电压对人是很危险的。如果保护接地电阻大于电源中性点的接地电阻，设备外壳的对地电压还会更高，这时危险会更大。所以，在这种情况下就需要采取保护接零措施才能起到安全保护的作用。

4 接地和接零的区别所在

4.1 保护原理的不同

保护接地是通过接入接地电阻来限制设备漏电后的对地电压，从而使之不超过安全范围。在高压系统中，保护接地除了限制对地的电压外，在某些情况下，还有促使电网保护装置动作的作用。

保护接零则是借助接入零线线路使设备漏电时形成单相短路，使线路中产生很大的故障电流从而促使安装在该线路上的保护装置动作，进而切断故障设备的电源。这从某种程度上说是将小的漏电故障扩大以使我们能够及时地察觉到并及时进行处理。

4.2 应用范围不同

4.2.1 保护接地的应用范围

保护接地适用于一般不接地的高、低压电网系统中，也适用于采取了其他安全措施（如漏电流保护器）的低压电网。

在这种电网系统中，无论环境如何，由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，都应采取保护接地措施，主要包括：

（1）电机、变压器、开关设备、照明器具及其它电气设备的金属外壳、底座及与其相连的传动装置；

（2）户内外配电装置的金属构架或钢筋混凝土构架，以及靠近带电部分的金属遮拦或围栏；

（3）配电屏、控制台、保护屏及配电柜（箱）的金属框架或外壳；

（4）电缆接头盒的金属外壳、电缆的金属外皮和配线的钢管；此外，某些架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔、互感器的二次线圈等，也应予以保护接地。

4.2.2 保护接零的应用范围

保护接零则只适用于380/220V、三相四线制、电源的中性点直接接地的低压配电系统中。

4.3 线路结构不同

采用保护接地时电网中可以无工作零线，只设保护接地线。在保护接地线上不允许串接开关或熔断器以杜绝保护接地线因为某种原因断路。

采用保护接零时则需要设工作零线，利用工作零线作接零保护，保护接零线不应接开关、熔断器。如果在工作零线上装设熔断器等可断开电器时，则需要另装保护接零线。

5 混接保护接地和保护接零而产生的危害

5.1 同一系统中混用保护接地和保护接零

在同一系统中常常忽略了保护接零和保护接地的区别，使该用接零的地方选用了接地，该用接地的地方又选用了接零，造成混接，这样不仅造成保护效果不好，在有些情况下甚至还会引起很严重的后果。

在一个系统中当外壳接地的设备发生碰壳漏电，而引起的事故电流不是很大而不能造成熔断器的熔丝熔断时，设备外壳就会带电110V，这使得整个零线对地电位升高至110V，于是其他采用接零保护的设备的外壳就都带有110V的电位，这样就相当于扩大了事故，从而会带来更大的危险。

由此可见，在同一个系统上不准采用部分设备接零、部分设备接地的混合做法。即使熔丝符合能烧断的要求，也不允许混合接法，因为熔丝在使用中经常可能调换，很难保证不出差错。因此，由同一台发电机、同一台变压器或同一段母线供电的低压电力网中，不宜同时采用接地保护和接零保护。

5.2 电源中性点不接地的三相四线制配电系统中错误地采用保护接零

在电源中性点接地的配电系统中，当一根相线和大地接触时，通过接地的相线与电源中性点接地装置的短路电流可以使熔断器熔断，从而可以立即切断发生故障的线路。但在中性点不接地的配电系统中，任一相发生接地故障时，系统仍可照常运行一段时间，但这时大地与接地的相线等电位，则接在零线上的用电设备外壳对地的电压将等于接地的相线从接地点到电源中性点的电压值，这样是十分危险的。所以，在电源中性点不接地的三相四线制配电系统中不宜采用保护接零。

6 重复接地的意义

重复接地，就是在已经保护接零的设备上，再加一个接地装置，实现重复接地。

这样做的原因是：当设备外壳漏电时，经过相线、零线构成了短路回路，短路电流能迅速将熔断器熔断，切断电路，金属外壳亦随之无电，避免了发生触电的危险性。但是从设备外壳漏电到熔断器熔断要经过一个很短的时间，在这短时间内，设备外壳存在对地电压，其值为短路电流在零线上的电压降。在这很短的时间内，如果有人触及设备外壳，还是很危险的。所以，这时应采用重复接地，设备的对地电压则可降低很多，可减少故障危害。

还有一个很重要的原因是：如果没有重复接地，当零线某处发生断线时，在断线处后面的所有电气

设备就处在既没有保护接零，又没有保护接地的状态，这样一旦有一相电源碰壳，断线处后面的零线和与其相连的电器设备外壳的电压将等于相电压的对地电压，这是十分危险的。所以也可以认为重复接地是对保护接零的一个后备保护，它可以防止因为零线短线导致保护接零失效而造成事故发生。

在重复接地情况下，当零线断线时，会发生设备外壳带电，相电压经过漏电设备外壳与重复接地的接地电阻、工作接地电阻构成回路并流过电流，此时漏电设备的对地电压为相电压在重复接地电阻上的电压降，这在一定程度上会降低事故的危害程度。

7 结束语

本文对保护接地和保护接零这两种保护措施进行了分析和探讨。保护接地作为重要的安全保护措施已被广泛应用于中性点直接接地的三相四线制电网中。保护接零对电气设备和用电装置起到了更为完善的保护功能。当我们熟悉了这两种保护措施的原理、应用范围、各自特点和各自应采取的弥补措施之后，我们就能够更好地将它们应用于更多的应用场所，并根据实际需要对设备和装置的安全用电起到更好的保障作用。

［1］王厚余.建筑电气装置600问［M］.北京：中国电力出版社.

［2］工业与民用配电设计手册［M］.北京：中国电力出版社.

［3］宗成徽.对《关于接地和接零的技术要求》一文的商榷意见［N］.电子报，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