保护接零和保护接地措施详解

电气设备经过长时间运行，内部的绝缘材料有可能已老化。如不及时修理，将出现带电部件与外壳相连，从而使机壳带电，极易出现类似人体接触异常带电的设备触电的事故。为此，采用接零和接地两种保护措施。

1.绝缘和隔离

（1）电气设备的带电部分与不带电部分之间应有较好的绝缘，并经常巡视和及时检修。

（2）裸导线和高压设备用遮栏隔离，使人不能接近带电部分。

（3）当有人在线路上检修时，在该线路的电源开关上挂一个“有人工作，禁止合闸”的牌子，在检修线路上接地线并禁止合闸。

2.保护接零

将电气设备的金属外壳或框架与系统的零线（或称中性线）相接，称保护接零。一般适用于1000V以下中线接地良好的三相四线制系统，如380/220V系统。

图8.3.6为保护接零示意图。EF线为接零线。当电动机某相绕组因绝缘损坏而与机壳连接，形成了单相短路，因有接零保护使该相电源短接，电流很快烧断该相熔断丝或继电保护设备，将故障设备从电源切除，外壳不再带电，从而防止了人身触电的可能性。即使在熔丝熔断前人体触及外壳时，也由于人体电阻远大于线路电阻，通过人体的电流也是极小的。

图8.3.6　保护接零

在采用接零保护时，必须注意以下几点。

（1）对中点接地的三相四线制系统，电力装置宜采用低压接零保护。而中性点绝缘的系统则不许用保护接零，否则当任一相接地时系统可照常运行，这时接地的火线与大地等电位。于是有：接地设备的外壳对地电压=中线对地电压=中线对火线的电压。

（2）采用保护接零时，接零导线必须牢固，以防折断脱线。在零线中不允许安装熔断器和开关等设备。为了保证在相线碰壳时，保护电器可靠地动作，要求接零的导线电阻不要太大。

3.工作接地

电力系统为了运行和安全的需要，常将中性点接地，这种接地方式称工作接地，其主要目的如下。

1）降低触电电压

在中性点不接地的系统中，当一相接地而人体触及另外两相之一时，触电时的电压为线电压。而中性点接地的系统中，此情况发生时的触电电压近似为相电压。(www.xing528.com)

2）迅速切断故障设备

在中性点不接地的系统中，当一相接地时，接地电流很小，不足以使保护装置动作而切断电源，接地故障很难发现，时间久了，对人身不安全。而在中性点接地的系统中，一相接地后的接地电流接近单相短路电流，保护装置迅速动作，断开故障点。

3）降低电气设备对地的绝缘水平

在中性点不接地的系统中，当一相接地时，会使两相对地电压增大到线电压。而在中性点接地的系统中，该电压近似于相电压，故可以适当降低电气设备和输电线路的绝缘要求，节约投资。

4.保护接地

保护接地就是把电气设备的金属外壳、框架等（正常情况下不带电）用接地装置与大地可靠连接，以保护人身安全。它适用于1000V以下电源中性点不接地的电网和1000V以上的任何形式电网。

保护接地的示意图如图8.3.7所示，当某相绕组与机壳相碰，使机壳带电，而人体与机壳相碰时，因接地电阻很小，远小于人体电阻，电流绝大部分通过接地线入地，从而保护人身安全。保护接地有如下两种情况：

（1）当电动机某相绕组的绝缘损坏使外壳带电而外壳未接地的情况下，人体触及外壳，相当于单相触电。此时，接地电流的大小取决于人体电阻和绝缘电阻的大小，当系统绝缘性能下降时，就有触电的危险。

（2）当电动机某相绕组的绝缘损坏使外壳带电而外壳接地的情况下，人体触及外壳时，由于人体电阻与接地电阻并联，通常人体电阻远远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，不会有危险。

安装接地装置时有以下几大注意事项：

（1）同一电源上的电气设备不可一部分设备接零，另一部分接地。因为当接地的电气设备绝缘损坏而碰壳时，可能由于大地的电阻较大使保护开关或保护熔丝不能动作，于是电路中性点电位升高（等于接地短路电流乘以中性点接地电阻），以至于使所有的接零电气设备都带电（见图8.3.8），反而增加了触电危险性。

图8.3.7　保护接地

图8.3.8　不正确的保护接地、保护接零

（2）接地装置的安装要严格按照国家有关规定，安装完毕必须严格测定接地电阻，以满足完好运行的要求。

8.3测试题及答案