細(xì)說(shuō)電器設(shè)備的保護(hù)接地與保護(hù)接零

摘 要：本文講述了在電器設(shè)備的使用中，保護(hù)接地與保護(hù)接零的基本概念以及工作原理，辨析了它們?cè)趯?shí)踐應(yīng)用中的區(qū)別，提出了電器設(shè)備在采取保安措施時(shí)需要注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：保護(hù)接地；保護(hù)接零；主要區(qū)別；注意事項(xiàng)

在人們的日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，電器設(shè)備可以說(shuō)與我們有著密不可分的關(guān)系。在這些電器設(shè)備的使用中，正常情況下，它們的金屬外殼、底座、支架是不帶電的，但是由于導(dǎo)體的絕緣層破損、設(shè)備嚴(yán)重受潮或其它原因，這些部位都可能帶電，并出現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓，人體一旦觸及，就會(huì)發(fā)生觸電事故。為了保障人身安全，供電系統(tǒng)和用電設(shè)備必須采取可靠的保安措施。實(shí)踐中應(yīng)用較為普遍的就是保護(hù)接地與保護(hù)接零。

在此我們先介紹一下在供電系統(tǒng)中常用的幾個(gè)概念。當(dāng)電源側(cè)（變壓器或發(fā)電機(jī)）和負(fù)載側(cè)都為星形接法時(shí)，三相線(xiàn)圈的首端或尾端連接在一起的共同點(diǎn)，我們把它稱(chēng)做中性點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)中點(diǎn)。中性點(diǎn)分為電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)。由中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為中心線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)中線(xiàn)。如果中性點(diǎn)與接地裝置直接連接，從而取得大地的參考零電位，則該中性點(diǎn)就稱(chēng)為零點(diǎn)，從零點(diǎn)引出的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為零線(xiàn)。通常在220伏單相回路的兩根線(xiàn)中，一根被稱(chēng)作相線(xiàn)或火線(xiàn)，而另一根被稱(chēng)作零線(xiàn)或地線(xiàn)。火線(xiàn)與地線(xiàn)的稱(chēng)法，只是實(shí)用中的一種俗稱(chēng)，特別是地線(xiàn)的稱(chēng)法是不確切的。嚴(yán)格地說(shuō)，應(yīng)該是：如果該系統(tǒng)回路的電源側(cè)中心點(diǎn)接地，則這里所謂的“地線(xiàn)”應(yīng)該稱(chēng)為零線(xiàn)；如果不接地，則應(yīng)該稱(chēng)為中線(xiàn)，而真正的地線(xiàn)是接地裝置中的一個(gè)概念。

1 保護(hù)接地

如圖1所示，它是一個(gè)三相電源中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)示意圖。雖然供電線(xiàn)路與大地沒(méi)有直接相連，但輸電導(dǎo)線(xiàn)與大地之間卻存在著電容效應(yīng)，這個(gè)等效電容叫分布電容。供電線(xiàn)路越長(zhǎng)，分布電容越大，對(duì)工頻（50HZ）產(chǎn)生的容抗就越小。由圖可見(jiàn)，當(dāng)用電設(shè)備因?yàn)槟撤N原因漏電，就會(huì)使它的外殼、底座、支架等金屬體帶電。當(dāng)人身觸及到它們時(shí)，其上的漏電就會(huì)通過(guò)人體、大地、分布電容與其它相線(xiàn)構(gòu)成回路，造成人身的觸電事故。

若將用電設(shè)備的外殼、底座、支架等金屬體人體可能接觸的部位用導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)接地體與大地進(jìn)行可靠連接，如圖2所示。其上的漏電將同時(shí)沿接地體和人體兩條通路到地。人的電阻Rt將與接地電阻Rd并聯(lián)，人體電阻在較低時(shí)約為1000歐，而對(duì)于合格的低壓電器設(shè)備的接地裝置，接地電阻低于4歐，顯然，Rt.遠(yuǎn)大于Rd，漏電電流的絕大部分，將從接地電阻上分流而過(guò)，通過(guò)人體的電流會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于安全電流值，從而保障了人身安全。這就是所謂的保護(hù)接地。

2 保護(hù)接零

目前，在大多數(shù)的三相四線(xiàn)制供電系統(tǒng)中，三相電源（發(fā)電機(jī)、配電變壓器）的中性點(diǎn)都是用導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)接地體與大地連接，如圖3所示。同樣輸電導(dǎo)線(xiàn)中的相線(xiàn)與大地之間也存在著電容效應(yīng)。如果用電設(shè)備的外殼、底座、支架等金屬體沒(méi)有接到零線(xiàn)上，當(dāng)用電設(shè)備因?yàn)槟撤N原因漏電時(shí)，其上就會(huì)帶電，當(dāng)人身觸及到它們時(shí)，漏電電流也會(huì)通過(guò)人體、大地、分布電容，與其它相線(xiàn)構(gòu)成回路，造成人身的觸電事故。

若把用電設(shè)備的外殼、底座、支架等金屬體，這些人體可能接觸的部位用導(dǎo)線(xiàn)E與零線(xiàn)N連接，如圖3所示，當(dāng)用電設(shè)備因?yàn)槟撤N原因漏電，相線(xiàn)C便經(jīng)過(guò)這些部位與零線(xiàn)相通，構(gòu)成回路。由于這一回路的電阻非常小，所以漏電電流很大，會(huì)使接在相應(yīng)的相線(xiàn)上的保險(xiǎn)絲FU燒斷或脫扣開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘，及時(shí)切斷故障設(shè)備的電源，消除危險(xiǎn)；退一步說(shuō)，即使電源沒(méi)有切斷，因?yàn)榱憔€(xiàn)回路的電阻Ro比人體電阻Rt小得多，流過(guò)零線(xiàn)回路的電流占漏電電流的絕大部分，流過(guò)人體的電流非常小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人體的安全電流值。這樣就保護(hù)了人身安全。這就是所謂的保護(hù)接零。

保護(hù)接地與保護(hù)接零主要區(qū)別如下：

⑴保護(hù)原理不同，保護(hù)接地是限制用電設(shè)備漏電后的對(duì)地電壓，使之不超過(guò)安全范圍。在高壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地除了限制對(duì)地電壓外，在某些情況下，還有促使電網(wǎng)保護(hù)裝置動(dòng)作的作用；保護(hù)接零是借助接零線(xiàn)路使設(shè)備漏電形成單相短路，促使線(xiàn)路上的保護(hù)裝置動(dòng)作，從而切斷用電設(shè)備的電源。此外在保護(hù)接零電網(wǎng)中，保護(hù)零線(xiàn)和重復(fù)接地還可以限制設(shè)備漏電時(shí)的對(duì)地電壓。

⑵適用范圍不同，保護(hù)接地既適用于一般中性點(diǎn)不接地的高、低壓電網(wǎng)，也適用于采取了其它安全措施（如裝設(shè)了漏電保護(hù)器）的低壓電網(wǎng)；而保護(hù)接零只適用于中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)。

⑶線(xiàn)路結(jié)構(gòu)不同，如果采取保護(hù)接地措施，電網(wǎng)中可以無(wú)工作零線(xiàn)，只設(shè)保護(hù)接地線(xiàn)；如果采取保護(hù)接零措施，則必須設(shè)置工作零線(xiàn)，利用工作零線(xiàn)作接零保護(hù)。

電器設(shè)備在采取保安措施時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

⑴在保護(hù)接零的系統(tǒng)中，一般相線(xiàn)上要配置適當(dāng)?shù)谋ｋU(xiǎn)絲或脫扣開(kāi)關(guān)。

⑵在保護(hù)接零的系統(tǒng)中，零線(xiàn)上不允許裝設(shè)保險(xiǎn)絲和脫扣開(kāi)關(guān)，如圖4所示。一旦因?yàn)槟吃蛟斐杀ｋU(xiǎn)絲燒毀或脫扣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，零線(xiàn)就會(huì)斷開(kāi)，那么在負(fù)載側(cè)的零線(xiàn)上，進(jìn)行保護(hù)接零的設(shè)備就會(huì)失去保護(hù)作用；另外在三相負(fù)載不平衡時(shí)，還會(huì)引起各相電壓的不相等，有的低于220V，使負(fù)載不能正常工作，有的高于220V，會(huì)把這一相所接的電器都燒毀，造成“群爆”事故

⑶在保護(hù)接零的低壓配電系統(tǒng)中，為了確保線(xiàn)路運(yùn)行的安全可靠，防止零線(xiàn)斷線(xiàn)所造成的危害，系統(tǒng)中除了工作接地外，還必須在引出零線(xiàn)的其它地點(diǎn)（比如負(fù)載端）進(jìn)行必要的重復(fù)接地，如圖4中的Rc，在正常的情況下，重復(fù)接地電阻Rc與中性點(diǎn)接地電阻Ro并聯(lián)，使保護(hù)接零系統(tǒng)的電阻減小，進(jìn)一步提高了保護(hù)能力，在零線(xiàn)斷開(kāi)時(shí)，重復(fù)接地處又為供電系統(tǒng)提供了工作回路，

⑷在同一低壓配電系統(tǒng)中，保護(hù)接零與保護(hù)接地不能混用，一般只能采用一種保護(hù)方式，如果同時(shí)采用兩種保護(hù)方式，則采取保護(hù)接地的設(shè)備一旦發(fā)生碰殼漏電，零線(xiàn)的對(duì)地電壓將升高到不能允許的程度，這就會(huì)導(dǎo)致保護(hù)接零的設(shè)備外殼上出現(xiàn)高電位，從而對(duì)接觸這些設(shè)備的人員造成觸電危險(xiǎn)。

⑸在低壓電器設(shè)備中，接裝單相三孔插座時(shí)，應(yīng)按圖6a所示進(jìn)行接線(xiàn)，即面對(duì)插座，左邊應(yīng)接工作零線(xiàn)N，右邊接相線(xiàn)L，上邊是保護(hù)零線(xiàn)E，保護(hù)零線(xiàn)必須單獨(dú)接在零線(xiàn)干線(xiàn)上，決不允許在插座內(nèi)將保護(hù)零線(xiàn)E與工作零線(xiàn)N短接。

⑹在低壓電器設(shè)備中，安裝電器的單相三極插頭時(shí)，必須使用三芯軟線(xiàn)，如圖6b所示，將電器的金屬外殼接在插頭的上部E端，相線(xiàn)接L，工作零線(xiàn)接在N端，。

[參考文獻(xiàn)]

[1]中華人民共和國(guó)能源部編寫(xiě).《進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)教材》.

[2]毛建業(yè).山西人民出版社《廣播電視發(fā)射臺(tái)應(yīng)用技術(shù)》.