所謂的保護(hù)接地和保護(hù)接零,都是出于三相四線制和三相五線制系統(tǒng)中,對觸電防護(hù)的考慮,設(shè)計(jì)者在力所能及的情況下,應(yīng)該使設(shè)備漏電時(shí)施加于觸電者的接觸電壓盡量小,故障持續(xù)時(shí)間盡量短。而我們常常糾結(jié)的是三相系統(tǒng)中,保護(hù)接地和保護(hù)接零的方案取舍和性能比較,尤其是有用接地保護(hù)替代接零保護(hù)的,對安全用電有著極大的危害。
1、概念(1)保護(hù)接地:電氣設(shè)備的導(dǎo)體部分或者外殼用足夠容量的金屬導(dǎo)線或?qū)w可靠的與大地連接,當(dāng)人體觸及帶電外殼時(shí),人體相當(dāng)于接地電阻的一條并聯(lián)支路,由于人體電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻,所以通過人體的電流將會(huì)很小,避免了人身觸電事故。
(2)保護(hù)接零:電氣設(shè)備在正常情況下,不帶電的金屬部分與零線做良好的金屬或者導(dǎo)體連接。當(dāng)某一相絕緣損壞致使電源相線碰殼,電氣設(shè)備的外殼及導(dǎo)體部分帶電時(shí),因?yàn)橥鈿ぜ皩?dǎo)體部分采取了接零措施,該相線和零線構(gòu)成回路。由于單相短路電流很大,使線路保護(hù)的熔斷器熔斷。從而使設(shè)備與電源斷開,避免了人身觸電傷害的可能性。
2、適用范圍(1)保護(hù)接地:適用于中性點(diǎn)不接地的三相電源系統(tǒng)中。(2)保護(hù)接零:適用于中性點(diǎn)接地的三相電源系統(tǒng)中(一些民用三相四線中性點(diǎn)接地系統(tǒng)也采用保護(hù)接地,但必須是配合帶有漏電保護(hù)的開關(guān)使用)。
3、保護(hù)原理及危害分析(1)在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中:當(dāng)人體觸及電氣設(shè)備的導(dǎo)體部分或者外殼時(shí),人體相當(dāng)于一個(gè)與接地電阻并聯(lián)支路的一個(gè)大電阻。若按人體電阻值1000Ω(通常人體電阻值為1000~2000Ω)計(jì)算,設(shè)備外殼所帶電壓為220V時(shí),那么無保護(hù)接地時(shí)流經(jīng)人體的電流為:Ir=220/Rr=220mA(人體可以承受的最大交流電流/交流擺脫電流為10mA)。
(2)在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中:在380V/220V三相四線制電源中性點(diǎn)直接接地的配電系統(tǒng)中,只能采用保護(hù)接零,采用保護(hù)接地則不能有效地防止人身觸電事故的發(fā)生。若采用保護(hù)接地,電流中性點(diǎn)接地電阻按4Ω考慮,而電源電壓為220V,那么當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞使電氣設(shè)備的外殼帶電時(shí),則中性點(diǎn)接地電阻與接地電阻之間的電流為:
Ir=220/(R0+Rd)=220/(4+4)=27.5A。熔斷器的額定電流是根據(jù)電氣設(shè)備的要求選定的,如果設(shè)備的容量較大,為了保證設(shè)備在正常情況下的運(yùn)行。所選熔體的額定電流將會(huì)隨之增大。如果在27.5A的接地短路電流作用下保護(hù)不動(dòng)作,外殼帶電的電氣設(shè)備不能立即脫離電源,設(shè)備導(dǎo)體或者金屬外殼會(huì)長期存在對地電壓Ud=27.5×4=110V。
4、保護(hù)接零注意事項(xiàng)
(1)在保護(hù)接零的電氣系統(tǒng)中。零線起著至關(guān)重要的作用。一旦零線斷開,接在斷線處后面的一段線路的電氣設(shè)備相當(dāng)于沒有了保護(hù)接零和保護(hù)接地,若在零線斷處后面有電氣設(shè)備外殼漏電則不構(gòu)成短路回路,而使熔體熔斷。不但該臺設(shè)備外殼帶有電壓,而且使得斷線處后面的所有設(shè)備的外殼都存在接近電源相電壓的對地電壓,觸電危險(xiǎn)性將擴(kuò)大。 所有電氣設(shè)備接保護(hù)接零線均應(yīng)以并聯(lián)方式接在電源零線上,不允許串聯(lián),并用螺栓壓緊,牢固可靠,接觸良好。在零線上,禁止安裝保險(xiǎn)和單獨(dú)開關(guān)。在特殊的環(huán)境中,零線做防腐處理也就不言而喻了。
(2)在中性點(diǎn)不接地的三相四線制配電系統(tǒng)中,不允許用保護(hù)接零,只能用保護(hù)接地。系統(tǒng)中任意一相發(fā)生接地,整個(gè)系統(tǒng)仍照常運(yùn)行,但大地與接地線等電位,則接在零線上的用電設(shè)備外殼對地電壓降等于接地的相線從接地點(diǎn)到中性點(diǎn)的電壓值,是十分危險(xiǎn)的。
(3)在采用保護(hù)接零系統(tǒng)中還要在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地和零線一定間隔距離及終端進(jìn)行重復(fù)接地。在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中除將變壓器中性點(diǎn)做接地外,沿零線走向的一處或者多處再次將零線接地叫重復(fù)接地。其作用是當(dāng)電氣設(shè)備外殼漏電時(shí)可以降低對地電壓。當(dāng)零線斷時(shí)也減輕觸電危險(xiǎn)。當(dāng)電氣設(shè)備外殼漏電時(shí),經(jīng)相線、零線構(gòu)成短路回路,短路電流將熔斷保險(xiǎn)。設(shè)備外殼隨之?dāng)嚯?,不?huì)出現(xiàn)觸電危險(xiǎn)。但是保險(xiǎn)熔斷之前設(shè)備帶電,對人身還是有危險(xiǎn)的。若在接近設(shè)備處再加接地裝置,即實(shí)行重復(fù)接地,帶電設(shè)備的導(dǎo)體部分對地電壓降低。
(4)保護(hù)接零必須有可靠靈敏的短路保護(hù)裝置來配合,因此,熔斷絲嚴(yán)禁用銅絲等金屬材料來代替符合要求的金屬熔斷絲,否則接零保護(hù)將失去其保護(hù)作用。
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