如何防范接地故障引起的电击事故

王旭

摘    要：笔者由于工作关系经常到施工现场检查临时用电安装使用情况，并多次参与施工现场发生施工人员电击事故的调查处理，究其原因是多种多样，就电气灾害而言，接地故障远比一般短路更具危险性。现施工现场的配电接地系统大多采用TN系统，很少采用TT、IT系统，故本文将重点讨论TN系统接地故障引起电击的形成原因及预防措施。

关键词：接地故障;电击事故;防范措施

1  和接地故障相关的几个概念

（1）系统接地：给配电系统提供一个参考电位使配电系统正常和安全运行。（2）保护接地;为防止电气装置的金属外壳带电危及人身和设备安全而进行的接地。（3）等电位连接：将可导电部分之间用导线做电气连接，使其电位相等或接近。（4）接地故障：指相线、中性线等带电导体与地间的短路。（5）RCD：能快速切断毫安级故障电流的装置。

2  TN系统接地故障引起电击的几种表现形式及原理分析

（1）系统接地：系统接地后，降低了系统对地绝缘要求;发生雷击时可将雷电荷泄放入地，降低线路对地雷电瞬态冲击过电压;高压线路故障电流可通过大地形成电源通路，高压侧继电保护检测出故障电流使保护电器动作;当低压配电线路发生接地故障时，系统接地提供故障电流经大地返回电源的通路，使低压线路上的防护电器动作。

如果不做系统接地，当系统中一相发生接地故障时，另两相对地电压将高达380V，由于没有返回电源的导体通路，故障电流仅为两非故障相线对地电容电流的相量和，其值较小，通常的防护电器不动作，此故障电压将持续存在，人体如触及无故障相线，接触电压将为线电压380V，电击致死危险很大。

（2）保护接地：降低电气装置的外露导电部分在故障时的对地电压或接触电压，配电系统如果未做保护接地，发生低压电气设备碰外壳短路接地故障时，设备外壳上的接触电压可高达220V，电击危险很大;配电系统如果做了保护接地，可建立故障电流返回电源的通路，故障电压可比220V大大降低，故障电流还可使配电线路首端的防护电器动作并及时切断电源。

（3）接地故障电压沿PE线传导至电气装置：不论配电接地系统是TN-S还是TN-C-S系统，当同一变电所供电范围内任何一处发生不与PE线或PEN线相联通的接地故障时，由于变压器星形结点电位的升高，产生的故障电压将沿PE线或PEN线传导蔓延，可能在该供电范围内无等电位连接的场所引起电击事故。如图3建筑物由低压架空线路供电，因相线落入水塘而发生接地故障，变电所接地电阻RB和故障点接地电阻RE 的限制，接地故障电流不大，假设为30A，变电所出线过电流防护电器（断路器）不动作。设RB=4Ω，则RB 上的持续电压降，即PEN线以及与其连接的PE线、中性线上的持续故障过电压Uf=IdRB=30*4=120V.当此Uf 沿PE线传导到所有外露导电设备上时，即设备1和设备2外壳全部有120V的故障电压，而人员站立的地面电位为0V。此时图中的RCD不可能动作，原因是此故障电压没有形成通过N线返回电源端的杂散电流;其次RCD它只能在所保护的回路内发生故障时起作用，不能防止从别处沿PE线或装置外导电部分传导来的故障电压引起的电击事故。接触此设备的人员不可避免地将遭受电击。如果做了等电位连接（图3中点划线部分）电气装置外露导电部分和装置外导电部分都处于同一电位水平，即整个（2.5m伸臂范围内的外露导电部分的电位）对地电位同时升高至120V，不出现电位差，接触此设备的人员可避免遭受电击危害。

电位联结作用的户外引起电击事故

3  现场接地故障防护措施

（1）加強系统接地、保护接地连接施工质量，保证电气连接有足够的接触面和接触压力和长期有效导通。（2）TN系统内采用过电流防护电器（断路器）、RCD来防电击。在接地故障电流较大且满足断路器整定倍数的条件下，断路器迅速切断故障电压;在接地故障电流较小，RCD能在数十毫秒时间内有效地切断小至毫安计的故障电流。（3）设置等电位或局部等电位连接做附加保护，在电流防护电器（断路器）、RCD不起保护作用时防范从别处沿PE线或装置外导电部分传导来的故障电压，使电击事故无由发生。（4）户外很多不便设置等电位或局部等电位场合时可根据实际情况采取如下措施防止接地故障引起的电击事故的发生（原理不在本文讨论）：如对个别电气装置设置局部TT接地系统、设置隔离变压器供电、采用Ⅱ类设备或采用Ⅲ类设备等。

参考文献：

[1] 盛杰.户外照明装置的接地故障保护及防电击措施[J].科技创业月刊，2009（9）.

[2] 高大鹏.低压系统中接地故障引发的电击和火灾及其防范[J].石油管理干部学院学报，2002（Z1）.