电气安全接地与接零原理分析

2017-01-10许悟生蔡智强

科教导刊·电子版 2016年28期

关键词：接地保护电气安全

许悟生　蔡智强

摘要电气系统安全成为关乎民生的重大课题，包括电能输送线路的安全和电能设备终端的使用安全。而接地保护与接零保护是防止人体间接触电危险的最基本最有效的措施。

关键词电气安全接地保护接零保护

中图分类号：TM862 文献标识码：A

0引言

电气线路及设备往往会因绝缘配合材料的使用年限过久、相当大的过电压以及人类操作的失误等导致电气系统中离人类较近、正常情况下不带电的设备金属外壳具备对地电压，从而对人的生命安全造成威胁。

实验表明，人体触电危险主要与触电电压、触电电流以及触电时长等因素有关。高于36伏的电压对人体将产生不同程度的危险；流经人体的电流达到50mA时就有生命危险；触电时间越长危险系数更大。触电事故的发生往往是因为相线、设备、人体大地以及工作零线间形成完整的电路回路，可知降低回路中人体触电分压以及流经人体电流是减少触电风险的有效方法。

1安全接地

接地保护和接零保护均属于安全接地范畴，是有效减少对地电压和流经人体的对地电流或使电路中的断路器等安全保护继电设备迅速反应并工作的有效措施。接地保护是设备金属外壳经接地电阻接地，通过较小的接地电阻降低漏电分压达到保护目的。接零保护是金属外壳经工作零线或保护线接地，发生故障是能够促使电路中的电流保护装置迅速切断故障电流，消除触电危险。

2接地保护

接地保护其实是针对电气终端设备金属外壳接地的措施，与电源端工作接地（零线接地）是有区别的。一般情况，电气设备在接通电源后，电流是从电源到相线到设备再经过地线回到电源形成一个完整的电路回路，因此工作零线是电路系统形成回路必不可少的部分。在三相电路中，工作零线是从电源端三相线路中性点引出的一条线路，它的接地方式分为直接接地、不接地或经高阻抗接地，即小电流接地和大电流接地。通常情况下，高压输电线路均采用直接接地的方式，低压输电线路则根据电气设备终端的接地或接零情况配合使用。

接地保护，是为防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地。实际上接地保护的接地部位为正常情况下不带电因故障发生导致可能带电的电气设备部件，如电器金属外壳部分。

接地保护一般用于电源中性点不直接接地或高阻抗接地的供电系统中，故障时漏电电压通过线路对地电空形成回路，由于对地电容阻抗与设备金属外壳为串联关系，且数值比较大；当人体接触外壳时，人体阻抗与接地电阻并联，电抗值将小于接地电阻阻抗值，即大大减少了漏电设备金属外壳的分压；此外所形成回路并非短路回路，回路电流较小，人体阻抗值比接地电阻阻抗值大得多，分得的电流更小。但是在中性点直接接地的情况下，工作零线接地电阻与接地保护电阻均为4 ，则回路电流将达到27.5A，则设备金属外壳上的漏电分压为110伏。当人体接触设备金属外壳时，此分压值将更高，这种情形是非常危险的。因此接地保护只适用于小电流接地系统中，不适用于大电流接地系统。

3接零保护

接零保护是将电气设备的金属外壳和电网的工作零线进行可靠连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。

在接零保护电路中均有断路器等电流保护装置，当某相带电部分触连设备金属外壳时，通过设备金属外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流促使线路上过电流保护装置迅速动作并切断设备供电，消除触电危险。

通常在采用接零保护措施时，一定要连接线一定要连接在保护干线上，并且需要进行重复接地。当没有进行重复接地时，工作零线中间某段断线，断线处后面的设备发生漏电故障后，相应发生故障的电气设备金属外壳是具有带电危险的。

总而言之，接地保护的实质是降低人身触电电压，而接零保护的实质是提高动作电流消除触电危险。随着电力工业的不断发展，各类电力设备更先进，保护装置灵敏度也更高。在设备终端加装更加灵敏的电流保护装置后，将使得接地保护在中性点直接接地的系统中也能够发挥重要作用。

参考文献

[1] 杨贵恒，常思浩，等.电气工程师（供配电）[M].北京：化学工业出版社，2014：1-66.

[2] 杨岳.电气安全[M].机械工业出版社，2010.

[3] 苏继锋.配电网中性点接地方式研究[J].电力系统保护与控制，2013，V41（8）：141-148.

[4] 董雷，何林，蒲天骄.中性点接地方式对配电网可靠性的影响[J].电力系统保护与控制，2013，V41（1）：96-101.

[5] 苗友忠，孙雅明.基于相电流间相位关联特征的馈线单相接地保护新原理[J].电力系统自动化，2004，28（16）：51-55.

[6] 刘文.浅谈施工现场的接地保护与接零保护及其选用[J].山西建筑，2009，35（26）：159-160.