保护接地的作用及局限性

一、保护接地的作用及其局限性

为了保障人身安全，避免发生触电事故，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地装置作良好的电气连接，称为保护接地，简称接地。

1、保护接地的作用

1）降低人体接触电压

当电气设备绝缘损坏产生漏电或带电导线碰触机壳时，原本不带电的金属外壳等将具有相当高或等于电源的电压。实行了保护接地，金属外壳与大地有了良好的电气连接，便能让绝大部分电流通过接地体流散到地下，人体碰触带电机壳时流过人体的电流很微小，从而降低人体接触电压，避免碰触时发生触电。

2）迅速切断故障

在中性点接地的低压配电网中，电气设备若发生单相碰壳故障，故障电流将使熔断器熔断或自动开关跳闸切断电源，保障了人身安全。

2、保护接地的局限性

一般规定故障电流大于熔丝额定电流2.5倍时，熔丝熔断；故障电流大于额定电流1.25倍时，自动开关跳闸。因此，220V单相碰壳时，故障电流27.5A（工作接地和保护接地电阻都为4Ω计算）只能保证额定电流为11A的熔丝熔断或22A的开关动作，当电气设备容量较大，选用的熔丝与开关额定电流超过了上述数值，便不能保证切断电源，从而无法保证人身安全。

二、保护接零的优点及要求

将电气设备在正常情况下不带电的金属部分用导线直接与低压配电系统的零线相连接，称为保护接零，简称接零。

1、保护接零的优点

在保护接零的低压系统中，当电气设备发生单相碰壳故障时，单相短路回路中不含工作接地电阻和保护接地电阻，整个回路的阻抗很小，因此故障电流很大，足以保证在最短时间内熔丝熔断或自动开关跳闸，从而切断电源，保障人身安全。

2、保护接零的要求

1）三相四线制低压电源的中性点必须良好接地，工作接地阻值不大于4Ω；

2）在采用接零保护方式的同时，还应装设足够的重复接地装置；

3）同一低压电网中，选择保护接零方式后，不允许再对任何设备采用保护接地方式；

4）零线上不准装设开关和熔断器，并且敷设要求与相线一样，以免出现零线断线故障；

5）零线截面积应能保证低压电网内任一处短路时，能够承受大于熔断器额定电流2.5～4倍及自动开关额定电流1.5～2.5倍的短路电流，且不小于相线载流量的一半；

6）所有电气设备的保护接零线不许串联，应以并联的方式连接到零干线上。

三、接地与接零保护方式的适用范围

1、保护接地适用于中性点不接地电网。

2、保护接零适用于中性点接地电网，三相四线制系统。

四、接地与接零保护方式的选择

电气设备采用保护接零还是保护接地取决于配电系统的中性点是否接地、低压电网的性质及电气设备的额定电压等级。

1、在中性点不接地的低压电网中，应采用保护接地。对所有高压电气设备，一般都采用保护接地。

2、在中性点接地的低压配电系统中，应优先选用保护接零方式，同时要进行重复接地。大多数工厂企业由单独的变压器供电，均属此类。但城市公用电网（一台变压器供多个用户）和农村配电网络（避免接地和接零混用，便于管理）规定一律不实行保护接零，统一采用保护接地方式。

五、接地与接零保护方式混用的危害当实行保护接地的设备M发生碰壳故障时，Ie通过Rpe和Rde构成回路，若Ie不足以使保护装置动作，则设备M外壳的对地电压为：

Upe=URpe/（Rde+Rpe）

零线的对地电压为：

Ude=URde/（Rde+Rpe）

由此可见，不仅故障设备M存在对地电压使触及设备M的人有触电危险，更由于零线对地电压升高，使实行保护接零的所有设备外壳等金属部分将呈现危险的对地电压，这样就扩大了可能发生触电事故的范围。所以同一低压配电网内保护接零与保护接地不允许混用。

六、必须实行接地或接零保护的设备

凡因绝缘损坏而可能带有危险电压的电气设备及电气装置的金属外壳和框架均应可靠接地或接零。

1、电动机、变压器、电力电容器、开关设备等的外壳及操作机构；

2、配电盘、控制屏及变配电所的金属构架与金属遮栏；

3、电线、电力电缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间头的金属包皮以及母线的外罩与保护网；

4、电焊用变压器、互感器的二次绕组及局部照明变压器的二次绕组；

5、照明灯具、电扇及电热设备的金属底座与外壳；

6、避雷针、避雷器、保护间隙和耦合电容器底座，架空地线及线路的金属杆塔；

7、超过安全电压，但未采用隔离变压器的手持或移动电动工具的外壳等。

七、不必实行接地或接零保护的设备

1、采用安全电压或低于安全电压的电气设备；

2、装在配电屏、控制屏上的电气测量仪表、继电器与低压电器的外壳；

3、架空线路及户外变电所杆上绝缘瓷瓶的金具；

4、在已接地金属构架上的支持绝缘子与套管的金具；

5、在常年保持干燥，且用木材、沥青等绝缘较好的材料铺设地面时，其室内的低压电气设备外壳；

6、控制电缆的金属外皮和电压为220V及以下蓄电池室的金属构架；

7、厂区内的运输轨道；放置在一定高度，工作时需要木梯才能触及的设备，以及站在绝缘台上进行工作或操作的电气设备外壳等。