“保护接地和接零”的教学.doc

“保护接地和接零”的教学 《电工基础》（高等教育出版社，周绍敏主编）第十章中的第五节介绍了 “保护接地和接零”的安全用电措施。这部分内容是机电专业学生必需掌握的基础知识，加上职中学生基础较差，理解力不强，笔者认为教师应对这部分内容进行补充，才能使学生较全面地理解。 教学中可采取以下三步。先讲保护接地和接零的基本概念，讲错误的联接并对其危险性进行分析，最后讲联接施工中应注意的事项。 一、保护接地和保护接零 保护接地就是把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置联接起来。为保证接地效果，接地电阻小于4欧。采取保护措施后即使外壳因绝缘不好而带电，工作人员碰到外壳就相当于人体与接地电阻并联，而人体的电阻远比接地电阻大，因此，流过人体的电流极为微小，保证了人身安全。此种安全措施适用于系统中性点不接地的低压电网。 保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中线联接起来。此时，如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于中线的电阻小，所以短路电流很大，立即使电路中的熔丝烧断，切断电源，从而消除触电危险，此种安全措施于系统中性点直接接地的低压电网。 二、常见错误联接 在实际工作中，常有一些不规则的保护接地和接零，甚至是错误的保护接地和接零，起不到保护作用或作用不可靠，甚至导致相反作用使事故范围扩大。常见的错误联接如下： ㈠将家用电器的金属外壳用导线和自来水管联接 此种保护措施是不可靠的，甚至是危险的。因为陆地低压电网采用的是系统中性点接地的供电方式，自来水管的接地电阻远达不到国家规定的要求，尤其采用屋顶水箱供水的自来水管，接地电阻更大。一旦用电器外壳带电，势必导致触电危险，也可能导致其它用电器带电。 ㈡在系统中性点不接地的电网中，采用保护接零的联接 船舶电网采用三相三线系统中性点不接地的供电方式，其目的是为了提高船舶电网的可靠性和安全性。因为船舶的接地体——船体本身是一个很大的良导体，船仓内各种各样的易燃易爆炸气体又较多，采用中性点不接地电网，在发生某相绝缘损坏并对地短路时，因不会产生很大的相、地短路电流，不会破坏原三相电网的平衡并因短路点产生电弧而导致事故的发生，并且能维持系统在短时间内正常供电，此为该电网的优点。 如果在该系统中采用了保护接零措施，则该电网的优点将会丧失，因为零线电阻很小，一旦发生外壳漏电，则会通过零线构成回路，并产生巨大的短路电流，这种大电流将可能产生火花引起火灾。同时，某一相的大电流也会破坏三相系统的平衡，促使保护装置动作，中断系统的供电，使船舶中性点不接地电网供电的可靠性和安全性降低。 ㈢同一系统中存在两种不同的保护方式（混合保护方式） 在同一段母线供电的线路中，一部分设备采用保护接地，另一部分采用保护接零，在此种状况下，一旦当某一接地设备的金属外壳漏电而导致零线电位上升，将会使外壳和零线相接的所有处于接零状态下的设备外壳带电。 如图1，若接地设备丙的外壳漏电（电源相线C→丙设备 外壳→丙设备接地电阻Rd→大地→电源中性点接地电阻R0→电源中性点构成回路），则接地电流Id=（其中Uφ为相电压），如果该接地电流不足以使设备丙的保护电器动作，则零线电位上升。此时，零线的对地电压U0=Id×Ro=Uφ×。当Rd=Ro时，。即零线对地电压为电源相电压的一半。处于保护接零状态下的设备甲和乙的外壳全部带电。这样，引起了一大批设备外壳带电，使故障范围扩大。 三、联接施工中应注意事项 ㈠采用保护接零时，应注意零线重复接地 对于系统中点接地的低压地网，应注意零线重复接地。这样，在零线正常情况下，可使零线各处的对地电位平衡（尤其在零线较长且零线电流较大时，作用更明显），而在零线发生断裂情况下，也可降低零线对地电位，减少接零设备外壳带电的危害程度。 ㈡用保护接地工作方式时，应尽可能做到“共点”接地。 对于系统中点不接地的低压电网，在用保护接地工作方式，应尽量使相邻的设备外壳用低阻、坚固的导线与同一接地点连接，这样可避免某些情况下的触电事故。 ㈢保护零线与工作零线应分敷设 对于采用一相线，一零线工作的单相负荷，若采用保护接零的方式应注意保护线和工作零线分别敷设，不能借用工作零线作保护接零。因为绝大多数单相线路在进户这前，一般都在相线和零线安装保险丝，万一发生零线保险丝断裂，则火线通过负载和设备的外壳相通，这样，不但起不到保护作用，相反触电危险更大（见图2）。故安全用电用关规范规定：保护零线应从干线零线上不经保险丝直接引入。 如图3：工作零线与保护零线分开。正常情况下，保护零线上不通过三相不平衡电流或单相负荷电流，因此，带电设备壳就没有电压，工作零线上的电压不会传到保护零线和带电设备的外壳上。 国际电工技术委员会推荐使用的TN-S系统。即三相五线制（三根相线，一根中线和一根保护零线，规定保护线上不设熔断器和开关，以保证保护零