接地和接零的基本目的有兩條，一是按電路的工作要求需要接地；二是為了保障人身和設備 安全的需要接地或接零。按其作用可分為四種。A.工作接地；b.保護接地；c.保護接零；d.重復接地。 那么什么是工作接地呢？ 在采用380/220V的低壓系中，一般都從電力變壓器引出四根線，即三根相線和一根中性線，這四根兼做動力和照明用。動力用三根相線，照明用一根相線和中性線。在這樣的低壓系統(tǒng)中，考慮當正?；蚬收系那闆r下，都能使電氣設備可靠運行，并有利人身和設備的安全，一般把系統(tǒng)的中性點直接接地，如圖-1中的R。即為工作接地。由變壓器三線圈接出的也叫中性線即零線，該點就叫中性點。
作接地的作用有兩點，一是減輕一相接地的危險性；穩(wěn)定系統(tǒng)的電位，限制電壓不超過某一范圍，減輕高壓竄入低壓的危險。 工作接地是如何減輕一相接地的危險性的呢？ 如圖-2所示，如果電網(wǎng)的中性點不接地，當有一相碰地時，接地電流不大，設備仍可運行，故障可能長時間存在，但這時電流通過設備和人體回到零線而構成回路，這是很危險的。應當看到，發(fā)生上述故障時，不只是某一接零設備處在危險狀態(tài)，而是由該變壓器供電的所有接零設備都處在危險狀態(tài)中，同時，沒有碰地的兩相對地電壓顯著升高，大大增加觸電的危險。如果是如圖-3那樣，變壓器的中性電直接接地，即變壓器有工作接地，上述危險就可減輕或基本消除，這時，接地電流ID主要通過碰地處接地電阻Rd和工作接地電阻Rd構成回路，接零設備對地電壓為：Uo=IdR=U/Rd+Ro*R。(式-1）由此可見，減少R?？上拗芔。在某一安全范圍以內。
那么，工作接地是如何穩(wěn)定系統(tǒng)電位的呢？ 如圖-4所示，高壓為10千伏電網(wǎng)，低壓為380/220V電網(wǎng)，當絕緣損壞時，高壓電意外竄入低壓邊時，整個低壓系統(tǒng)對地電壓都將升高，如果低壓系統(tǒng)不接地，其對地電壓可升高到數(shù)千伏，這對大量接觸低壓設備的工作人員是非常危險的。如果象圖-4示那樣，低壓邊中性點直，則低壓邊對地電壓將受到工作接地電阻阻的限制，不會太高。這時，高壓接地電流Ic通過低壓工作接地和高壓線路對地分布電容構成回路。低壓零線對地電壓Uo=Idro（式-2）一般情況下，要求在發(fā)生高壓竄入低壓時U。不得超過120伏，這就要求工作接地電阻：ro≤120/Icd(式-3)，對于中、小容量的10千伏電網(wǎng)，高壓接地電流一般不超過30安，r?！?歐姆是能滿足上述要求的。
說完了工作接地，說說保護接地，什么是保護接地呢？ 保護接地就是電氣設備在正常運行的情況下，將不帶電的金屬外殼或構架用足夠粗的金屬線與接地體可靠地連接起來，以達到在相線碰殼時保護人身安全，這種接地方式就叫保護接地，對于保護接地電阻值的要求是：R。＜4歐姆。該接地方式適用于三相電源中性點不接地的供電系統(tǒng)和單相安全電壓的懸浮供電系統(tǒng)的一種安全保護方式。這種系統(tǒng)必須有獨立的變壓器供電，具體的應用場合，礦山地下作業(yè)，有爆 炸危險的化工單位，以及其他高度危險環(huán)境的供電場所。圖-5即為保護接地的示意圖。
保護接地的工作原理是什么？ 圖-6所示，在不接地的低壓系統(tǒng)種，當一相碰殼時，接地電阻Id通過人體和電網(wǎng)對地絕緣阻抗形成回路。如各相對地絕緣阻抗相等，運用電工學的方法，可求得漏電設備的對地電壓：Ud=3URr/3Rr+Z(式-4）。式中：U--電網(wǎng)電壓Rr--人體電阻；Z--電網(wǎng)每相對地絕緣阻抗。
電網(wǎng)對地絕緣阻抗Z由電網(wǎng)對地分布電容和對地絕緣電阻組成，并可看作式二者的并聯(lián)。一般情況下，絕緣電阻大于分布電容的容抗，如果把絕緣電阻看作式無限大，則對地電壓：Ud=3URr/3Rr-JXc=3URr/√9R 設(式-5）式中：C--每相對地分布電容；Xc=1/wc;ω=2л? 電源角頻率。當電網(wǎng)對地絕緣正常時漏電的設備對地電壓很 Id低，但當電網(wǎng)絕緣性能顯著下降，或電網(wǎng)分布很廣時，對地電壓可能就會上升到危險的程度。這就由必要采取圖-7所示的保護接地措施。
有了保護接地以后，漏電設備對地電壓主要決定于保護接地電阻Rb的大小。由于Rb和Rr并聯(lián)，且Rb﹤Rr，可以近似的認為對地電壓：Ud=3URb/3Rb+Z(式-6）。又因Rb﹤Z，所以設備對地電壓大大降低。只要適當控制Rb的大小，即可限制漏電設備對地電壓在安全范圍內。 例如，對于長度1KM的380V電纜電網(wǎng)，如人體電阻為1500歐姆，當發(fā)生漏電且人體觸及設備時，人體承受的電27V，通過人體的電流約為84.5MA，這對人體時很危險的。這種情況下，如果加上保護接地，且接地電阻Rb=4歐姆，則人體承受的電壓降低為0.415V，通過人體的電流降低0.277MA，對人體就沒有危險了。在不接地的電網(wǎng)中，單相接地電流的大小主要取決于電網(wǎng)的特征，如電壓的高低、范圍的大小、敷設的方式等。一般情況下，由線路對地分布電容決定的電抗都比較大，而絕緣電阻還要大得多，數(shù)以兆歐計，計算時可看作時無限大。因此，單相接地電流一般都很小，這就有可能采用保護接地把漏電設備對地電壓限制在安全電壓以下。但重要的一條是----在有接地的電網(wǎng)中，這以規(guī)律是不一定成立的。 那么，保護接地的應用范圍有哪些呢？ 保護接地的適用于不接地的電網(wǎng)。在這種電網(wǎng)中，無論環(huán)境如何，凡由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，都應采取保護接地措施，主要包括： （1）.電機、變壓器、開關設備、照明器具及其它電氣設備的金屬外殼、底座及與其相連的傳動裝置； （2）.戶內外配電裝置的金屬構架或鋼筋混凝土構架，以及靠近帶電部分的金屬遮攔或圍欄； （3）.配電屏、控制臺、保護屏及配電柜（箱）的金屬框架或外殼； （4）電纜接頭盒的金屬外殼、電纜的金屬外皮和配線的鋼管；此外，某些架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔、互感器的二次線圈等，也應予以接地。 另以種接地方式---保護接零 什么是保護接零呢？保護接零就是電氣設備在正常運行的情況下，將不帶電的金屬外殼或構架與電網(wǎng)的零線緊密地連接起來，這種接線方式就叫保護接零。如圖—8所示。
從圖-8中可知，萬一某一相線碰殼時，短路電流要比 保護接地時大得多，使相線的熔絲熔斷，以達到保護人身 的安全。在中性點接地的系統(tǒng)系統(tǒng)中宜采用該接地方式。 護接零的工作原理使怎樣的呢？ 圖-9為保護接零的原理圖，從圖中可以看出，當有某一相帶電的相線碰連上外殼時，通過設備外殼形成該相線對零線的單相短路（即碰殼短路），短路電流Id總是比較大，這樣促使安裝在相線線路上的保護裝置，如熔斷器Rd迅速動作，從而把故障部分與電源分斷開來，消除隱患保障了人身的安全。
我們再進一步地來分析不采用該接地方式會出現(xiàn)怎樣情況。在三相四線制變壓器中性點直接接地的電網(wǎng)中，如果用電設備不采取任何的安全措施，則設備漏電時，觸及設備的人體將承受近220V的相電壓，這樣的情況顯然是非常危險的。如圖-10所示，當有一相帶電部分碰連設備外殼時，事故電流經(jīng)過人體和變壓器的工作接地構成回路，其大小為：IR=U/Rr+Ro（式-7）式中的U為220V相電壓； Rr為人體電阻；R。為工作接地電阻。這樣一來，工作接地電阻R。通常在4歐姆以下，比人體電阻Rr要小得多，可以忽略不計。而人體的電阻如果按1000歐姆考慮的話，則通過人體的電流就為IR=220/1000=0.22安=220毫安。已知，20-25毫安以上的工頻電流對人體就有危險了，而100毫安的電流就足以使人致命，這里的220毫安的電流給人帶來的危險就更可想而知了，所以，在變壓器的中性點直接接地的系統(tǒng)中，沒有安全裝置是絕對不允許的。
變壓器中性點直接接地的系統(tǒng)中，如果不采用保護接零而采用保護接地，情況又會怎樣呢？ 我們也可以來分析一下，在變壓器中性點直接接地的系統(tǒng)中，不采用保護接零而采用保護接地所出現(xiàn)的情況是什么。圖-11中電動機設有保護接地裝置，接地電阻為Rd，當一相帶電部分碰連外殼時，人體處在和保護接地裝置并聯(lián)的位置，其簡化電路圖如圖-10所示。這時，事故電流大部分經(jīng)過保護接地電阻Rd和工作接地電阻R。形成回路，有很少一部分通過人體。通過人體的電流決 定于人體電阻和人體的接觸電壓。按照圖-12的 情況，人體接觸電壓即電動機的外殼對地電壓 亦即降在接地電阻Rd上的電壓，為了要知道人體承受的電壓，殼先求出事故電流。因為Rr比Rd
要大得多，所以能近似地認為事故電流為：ID=U/Ro+Rd(式-8），根據(jù)規(guī)定，R。和Rd都不得超過4歐姆。如果都按4歐姆考慮，可以得到：ID=220/4+4=27.5（A）從這里可以近似求出人體承受得電壓：UR=IDRd=27.5 *4=110(V)，如果人體電阻按1000歐姆考慮，則通過人體得電流為：IR=UR/Rr=110/1000=0.11（A）=110(MA)這個數(shù)值對人來說還是非常危險的，另一方面，這27.5安的事故電流不足以引起中等容量以上的線路的保護裝置動作，設備上的危險電壓就會長期存在，一般采用自動開關作保護裝置的線路，要求事故電流大于其整定電流的1.25倍；采用熔斷器作保護裝置的線路，要求事故電流大于其額定電流的4倍。只有這樣，才能保證在發(fā)生事故時，保護裝置迅速切斷電源。因此。從安全角度考慮，對于上述27.5安的電流，只能使用整定電流為27.5/1.25=22安以下的自動開關或27.5/4=6.9安以下的熔斷器。這在實際當中顯然是不能讓人滿意的。 那么，能不能用降低接地電阻R。和Rd的辦法來增加事故電流，以使保護裝置迅速動作呢？理論上是可以的，但在實際上卻是困難重重的。例如，對于100A的熔斷器，事故電流應大于400A，要求接地電阻為：Ro+Rd≤U/ID=220/400=0.55歐姆，要求達到這樣小的接地電阻，不但不經(jīng)濟在土壤電阻較高的地方，簡直就是不可能的事。因此，這個辦法也是難以行通的。 類似地，采用降低保護接地電阻YD以降低事故設備對地電壓的辦法也是難以行通的。假如限制事故設備對地電壓UD=36V，則降在工作接地電阻上的電壓U。=U-UD=220-36=184V，若工作接地電阻R。仍按4歐姆考慮，可求得：RD=UD/U。*R。=36/184*4=0.78歐姆。顯然，這樣的做法也是不合適的。由以上的分析可知： ① 在變壓器中性點直接接地的三相四線系統(tǒng)中，電器設備不接地是很危險的。 ② 在這樣接地的配電系統(tǒng)中，單純采用保護接地也不能保證安全的。 所以，在這種系統(tǒng)中必須采用保護接零作為安全措施。 保護接零的適用范圍。該接地方式的應用范圍可以說是十分的廣泛。在220/380V三相四線制、且中性點直接接地的電網(wǎng)中，不論環(huán)境如何，凡由絕緣損壞而可能呈現(xiàn)對地電壓的金屬外殼部分均應采用接零保護。 例如，電動機的外殼、與電動機相連的金屬構架和機器、車間的配電箱、配電室的開關柜、穿有電線的金屬管、電纜的金屬外皮等等，都必須要有可靠的接零保護。 保護接地和保護接零有哪些相同與不同呢？ 它們都是維護人身安全的兩種技術措施，雖也有相似的地方，但二者在本質上是不同的； 不同之處 1. 保護原理不同 低壓系統(tǒng)保護接地的基本原理是限制漏電設備對地電壓，使其不超過某一安全范圍，高壓系統(tǒng)的保 護接地，除限制對地電壓外，在某些情況下，還有促成系統(tǒng)中保護裝置動作的作用。 保護接零的主要作用是借接零線線路使設備漏電形成單相短路，促使線路上的保護裝置迅速動作； 其次，保護接零系統(tǒng)中的保護零線和重復接地也有一定的降壓作用。 2.適用的范圍不同 保護接地適用于一般的低壓中性點不接地的電網(wǎng)及采用了其它安全措施的低壓接地電 網(wǎng)，保護接 地也能用于高壓不接地的電網(wǎng)之中。 保護接零適用于中性點直接接地的低壓電網(wǎng)，不接地電網(wǎng)不必采用保護接零。 3.線路結構不同保護接地系統(tǒng)除相線外，只有保護地線。保護接零系統(tǒng)除相線外，必須有零線；必要時保護零線要與工作零線分開；其重復接地裝置也應有地線。 相同之處 在低壓系統(tǒng)中都是為了防止漏電造成觸電事故的技術措施。 要求采取接地措施與要求采取接零措施的項目大致相同。 接地和接零都要求有一定的接地裝置，而且各接地裝置的接地體和接地線的施工、連接都基本相同。 在同一配電系統(tǒng)中保護接地和保護接零不能混用 為什么在同一配電系統(tǒng)中，保護接地和保護接零不能混用呢？如圖-12所示，設備A采用的是保護接零， B采用的是保護接地且同為一配電系統(tǒng)之中，當設備B發(fā)生碰殼時，電流通過Rd和R。形成回路，電流不會太大線路可能不會斷開，但故障將長時間存在。這時，除了接觸該設備的人員有觸電的危險外，由于零線讀地電壓升高達到Uo=（U/Rd+Ro）*Ro（式-9）的值，致使所有與接零設備接觸的人員都有觸電的危險。因此， 在同一配電系統(tǒng)中不允許保護接地和保護接零這兩種接地方式混用。 了解更多電力資訊掃描下方二維碼關注電力或撥打客服熱線：4001681222，華安普電力為您提供優(yōu)質的電力服務。
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