電力系統及電力設備保護接地和保護接零的探討

溫曉佳

摘要：電是社會生產和人們生活不可缺少的能源。當前，人們的安全用電意識也在不斷增強，在電力系統以及電力設備中也應用了一些安全用電的保護措施，保護接地和保護接零就是一種比較常用的保護措施。本文將對電力系統以及電力設備中的保護接地和保護接零進行研究，探討在保護措施中保護接地和保護接零的區別、混淆危害以及注意事項方面的內容，為保護接地和保護接零的正確使用提供一些參考

關鍵詞：電氣設備;保護接地;保護接零。

前言：在電氣設備安裝、調試、檢查、驗收過程中，為保證電氣設備安全可靠工作，防止電氣工作中的觸電事故發生，確保人員生命安全和電氣設備運行安全，電氣設備在設計、制造及安裝維護時，均應在安全技術上滿足接地或接零要求。

一、保護接地工作原理

電氣設備裝設保護接地后，設備不帶電金屬部分對地電阻變小，當設備漏電時，形成漏電電流，由于人體電阻遠遠大于接地電阻，此時，流過人體的電流實際是接地電阻與人體電阻的并聯分流。如果接地電阻為4歐，人體電阻為1700歐，則流過人體的電流為0.31毫安，屬于安全電流范圍。因此保護接地是有效保護設備漏電引起設備外殼帶電的防觸電措施。

二、保護接零工作原理

電氣設備裝設保護接零后，當電氣設備漏電時，形成相線對中性線的單相短路回路，因該回路內部不包含工作接地電阻和保護接地電阻，整個回路的阻抗很小，因此故障電流很大，使熔絲熔斷、保護裝置或自動開關在很短的時間跳閘，從而切斷電源，保障人身安全。但是，在發生短路至保護裝置跳閘切斷電源的時間內，人體觸及設備外殼扔有觸電危險。因此，保護接零的有效性關鍵在于熔絲、保護裝置能否在設備漏電后靈敏動作，迅速切斷。

三、保護接地和保護接零的區別

（一）保護原理不同

從原理方面來分析：保護接地：①保護接地是對電力設備漏電后的對地電壓限制在安全用電的范圍，如果當一相絕緣被破壞造成電力設備的金屬外殼處于帶電狀態時，沒有設置接地保護，則該電力設備的金屬外殼由于存在對地電壓而比較危險，在這個時候，如果有人接觸到這個有對地電壓的電力設備金屬外殼上，就會導致電流從人體經過引發嚴重的觸電事故。而采用了保護接地的電力設備，如果再出現因一相絕緣被破壞造成該設備金屬外殼帶電，人接觸到這個電力設備的帶電金屬外殼，則會形成人體兩條回路，流經人體的電流便會非常小，并不會對人體造成什么危害。②作為一種重要的電力安全保護措施，在一部分低壓中性點直接接地的電網以及高壓、低壓不接地電網中應用比較多，這些電網中，會因為絕緣破損以及其他因素造成觸電事故的對地電壓的金屬外殼，支架、框架以及架構等金屬部分都需要設置接地保護，有特殊規定的除外。與保護接地相比較，保護接零也是一種應用較廣的電力安全措施，主要在三相四線和三相五線制的中性點直接接地的低壓供電系統中應用。

（二）線路結構不同

從線路結構方面來講，保護接地和保護接零是存在區別的，保護接地的保護系統中包含相線，如三相的電動機只需要做好設備接地保護，無需采用中性線。而保護接零的保護系統中保護零線是必須存在，不能缺少的，一些情況下則需要將工作零線和保護零線分開進行架設，需要注意的是，保護接零是不能與熔斷器與開關連接的。

（三）應用范圍不同

保護接地應用范圍在經阻抗接地或者中性點不接地電力系統中，適合應用保護接地。采用保護接地進行保護，被保護系統中除了另行規定的，其余正常不帶電而絕緣損壞或者因其他因素影響就會帶電的金屬部分都需要接地，如電機、變壓器以及照明器具外殼底座等都需要設置接地。而處于干燥場所，如交流、直流額定電壓不大于127V和110V的電力設備外殼，除特殊規定以外，可以不設置接地[1]。保護接零應用范圍保護接地存在一定程度的局限性，采用保護接零其實也是對保護措施的一種完善。三相四線制的電源中性直接進行接地的低壓電力系統中適合應用保護接零，在被保護的系統中，除了另行規定的，其余絕緣損壞或者其他因素影響就會出現危險電壓的金屬部分都應接零保護。接零和可不接零的設備與保護接地的接地和不接地基本一致。需要注意的是，單獨配電變壓器進行供電的廠礦企業必須采取保護接零措施。

四、接地與接零混用的危害

（一）同一系統中混用同一系統中應用保護接地和保護接零，時常會出現混用的現象。將保護接地和保護接零混用，不僅影響保護措施的保護作用，還會存在一定的安全隱患。如當同一系統中兩者混用時，設備外殼已經接地出現漏電現象時，其造成的電流是比較有限的不能熔斷電熔器的，此時漏電設備外殼都會帶有110V的電，使得零線也會帶有110V的電，從而其他接零保護設備也存在這種情況，進而就會增加事故風險。所以同一系統中的保護措施是不能混合使用的[2]。

（二）錯誤地采用保護接零在三相四線制的配電系統中，如果電源中性點不接地采用保護接零則是一種錯誤的做法。保護接零多使用在中性點直接接地的配電系統中，而在電源中性點不接地時，采用保護接零，如果一相線接地出現問題，該系統還能暫時運行，此時地和接地的相線是等電位的，而與零線連接的電力設備外殼的對地電壓則與接地相線由接地點至電源中性點間的電壓值是一致的，這就會造成很大的風險。

五、保護接地和保護接零應用注意事項

同一配電系統中不能同時使用保護接地和保護接零，只能使用同一種保護措施。嚴防電源中性點接地線斷開保護接零措施是應用在電源中性點直接接地的低壓配電系統中的，如果電源中性點接地處于斷開狀態，那么保護接零措施的保護作用也就不存在了，一旦該系統中出現接地或者設備外殼觸碰，就會造成接零設備的外殼對地電壓與相電壓比較接近，這就會造成很大的安全隱患。因此，采用保護接零措施的系統，應注意檢查電源中性點接地情況，一旦發現電源中性點接地接觸不良或者接地線斷掉，就要及時采取措施進行處理[3]。

結語：電氣設備保護接地和保護接零正確與否關系到人身安全和設備安全，正確區分電氣設備的保護接地和保護接零，掌握二者的原理、相關要求及應用范圍，才能給電氣設備裝設正確的保護方式，發現和解決電氣設備保護接地和保護接零的問題，保證電氣設備的安全運行及人身安全。

參考文獻：

[1]孫欣強.低壓配電系統中的保護接地和保護接零問題[J].城市建設理論研究（電子版），2017（19）：187-188.

[2]楚德全，趙建飛.電力系統接地與接零技術的安全分析[J].山東煤炭科技，2013（2）：200-202.

[3]宋承杰.保護接地和保護接零在供電系統中的具體應用[J].無線互聯科技，2012（5）：127-127.

中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第十一采油廠，甘肅省，慶陽市，745100