保護接地和保護接零淺析

本文談談有關保護接地和保護接零的問題。

一、保護接地

保護接地就是在中性點不接地的低壓系統中，將電氣設備的金屬外殼與接地體連接。這是一種防止因電氣設備絕緣損壞而使外殼帶電時與人體接觸而觸電的安全保護模式。另外，由于接地電阻很小，接地短路電流流過時，所產生的壓降也很小，故外殼對大地的電壓是很低，人站在大地上去碰觸外殼時，人體所承受的電壓很低，不會有危險。

二、保護接零

保護接零是指在中性點接地的三相四線制的低壓電網中，把用電設備的金屬外殼與電網系統的零線連接起來。當某相帶電部分碰到用電設備外殼時，通過外殼形成該相對零線單相短路，短路電流I短能促進線路上的保護裝置迅速動作，從而斷開故障電源。由于人體電阻遠大于線路電阻，即使在熔絲熔斷之前人體觸及外殼，通過人體的電流也是極小的，不會有觸電危險。

三、保護接地與保護接零的主要區別

1. 保護原理不同

保護接地是限制設備漏電后的對地電壓，使之不超過安全范圍;保護接零是借助接零線路使設備漏電形成單相短路，促使線路上的保護裝置動作，以及切斷故障設備的電源。

2. 線路結構不同

如果采取保護接地措施，電網中可以無工作零線，只設保護接地線;如果采取了保護接零措施，則必須設工作零線，利用工作零線作接零保護。在電子電路中地線和零線這兩個概念的根本區別在于一個回大地， 一個回電網。

3. 適用范圍不同

保護接地即適用于一般不接地的高低壓電網;保護接零只適用于中性點直接接地的低壓電網。

四、保護接地和保護接零的應用

一般情況下，如果三相四線電源中性點不接地，用電器應采用保護接地;如果三相四線電源中性點接地，則用電器應采用保護接零。

在實際電路系統中，并不是所有電氣設備都需接地或接零，需要接地或接零的設備有電機、變壓器、電纜的金屬外皮、配電盤、變電站的金屬構架、架空線及架線路的金屬桿、避雷裝置等。而電壓在 60V以下的電氣設備和凡是已做了接地處理的電氣設備上的測量儀表、低壓電器外殼等，均不需要接地。故應該靈活運用接地和接零。

保護零線和保護地線是不能間斷的，必須實行重復接地。當零線和地線發生斷路并有設備發生單相接地故障時，由于回路不通，不會產生單相短路電流，保護裝置將不會啟動。這是很危險的。如果實施了重復接地，短路電流可由故障設備附近的重復接地裝置形成回路， 從而起到對人體的保護作用。對于安全要求較高，設備要求統一接地的場所，往往還采用三相五線制和三相六線的接法:①三相五線制比三相四線制多一根地線，三相五線制中五線指的是:3根相線加一根地線一根零線。一般用途最廣的低壓輸電方式是三相四線制，采用三根相線加零線供電，零線由變壓器中性點引出并接地，電壓為380/220V，取任意一根相線加零線構成220V供電線路供一般家庭用，三根相線間電壓為380V，一般供電機使用。②三相六線的接法，除工作零線，保護接地外，還專門另配一路接地線，這根線跟設備地線分開來接，不與其他任何線相接，用做對儀器設備的保護，因為電氣件的損壞往往只幾微秒的時間，所以要將誤動作電流更快的引回大地，需要儀器直接接地。

在同一臺變壓器供電的電網系統中不應采取有的設備接零而有的設備接地的保護形式，即不能零地混接。若用電設備A只接地而用電設備B只接零，見圖1，當設備A外殼碰線(或絕緣損壞使外殼帶電)，電流通過Rd和Ro構成回路，可能電流不夠大，不足以使熔斷器熔斷或自動開關動作，故障就會長期存在。設相電壓為U，容易計算此時用電設備A對地電壓UA和零線對地電壓Uo分別為

UA=U

UO=U

用電設備A接地、用電設備B接零。

因為一般情況下Ro和Rd阻值比較接近，則這個接地設備A的對地電壓接近相電壓的一半，對于接零的設備， 外殼與變壓器中性點的電位相等， 所以接零設備 B外殼的對地電壓 UB 也接近相電壓的一半， 即 UA 和 UB 都可能是危險電壓，則這些設備都存在觸電的危險。因此，由同一臺發電機，同一臺變壓器或同一段母線供電的低壓線路不宜混用接零接地的兩種保護形式。

(作者單位:江蘇省揚州技師學院)