保护接地和保护接零

保护接地和保护接零
一、低压配电系统的形式
根据配电系统接地方式的不同，国际上把低压配电系统分为IT、TT和TN三种形式。

其中TN系统又分为TN—C、TN—S和TN—C—S三种。

我国配电系统在新的标准中也采用了这种分类形式。

IT、TT和TN三种系统的线路图，如图所示。

IT系统的线路图TT系统的线路图
TN系统的线路图
a)TN—S b)TN—C c)TN—C—S
由图可见，IT系统基本上就是过去我们所讲的三相三线制供电系统和三相四线制中性点不接地的供电系统；TT系统指三相四线制在上海地区低压公用电网仍采用的供电系统；TN-C 系统即三相四线制中性点直接接地并采用接零保护的系统；TN-S系统在我国称为三相五线制系统，而TN-C-S系统称为局部三相五线制系统。

二、保护接地
1、保护接地的作用保护接地有二个作用：其一是可以降低人在可触及导电部分时接触电压，基本上降低到远小于特低电压限值，以减少电击的危险；其二是可以使电力系统或电气设备能稳定地工作。

IT系统保护接地原理
2、保护接地特点及存在的问题
在TT系统中，保护接地的接地电阻值与触及漏电设备外漏设备可导电部分的人体电阻形成并联回路，若电气设备外壳带电，不能使熔断器或断路器动作，虽由于分流作用，使得通过人体的电流仅为故障电流的一部分，但这时用电设备的对地电压近似为110V，如人体电阻以1000Ω计算时，则流过人体的电流为110mA，无疑仍将危及人身安全。

为了确保人身安全，应确保对地短路电流足够大，保证上述保护电器能迅速、可靠地动作。

这就要求用电设备的接地电阻要很小，但在一些土壤情况较差的地区是很难做到的，并且实施费用也将大大增加。

所以TT系统有一定的局限性和不完善性。

三、保护接零
1、保护接零的原理
保护接零是三相四线或三相五线变压器中性点直接接地的供电系统中采用的保护方式。

如图所示
保护接零的工作原理图
从保护接零工作原理可知，在接地的低压配电系统中，采用保护接零与保护接地相比的优越性，就在于能克服保护接地受制于接地电阻的局限性，所以设备故障时就有足够大的短路电流，动作迅速、可靠性高。

因此，在接地的低压配电系统中，除另有规定外，均应采用保护接零。

2、采用保护接零的条件
中性点直接接地的电网中，采用保护接零时，必须满足以下条件：
1）任何时候都应保证工作零线和保护零线的畅通。

2）中性点直接可靠接地，工作接地电阻应不大于4Ω。

3）工作零线、保护零线应可靠重复接地，重复接地的接地电阻应不大于10Ω，重复接地的次数应不小于3次。

4）保护零线和工作零线(单相用电设备除外)不得装设熔断器／断路器。

5）在相线截面大于25mm2时，三相四线或五线供电线路的工作零线和保护零线的截面不得小于相应线路相线截面的1／2，并必须具有足够的机械强度和热稳定性。

6）为了保证漏电时能产生足够大的单相短路电流，使保护装置动作，线路阻抗不宜太大。

因此，要求单相短路电流不得小于线路熔断器熔体额定电流的4倍，或者不得小于线路中低压断路器瞬时或短延时动作电流的1.5倍。

7）保护接零系统中，不允许有些电气设备采用保护接地。

3、重复接地
在保护接零中，工作零线必须设置保护，这个保护就是设置重复接地。

在保护接零电网中，重复接地起着降低漏电设备对地电压，减弱零线断线触电的危险，缩短切除故障时间和
改善防雷性能等方面的作用。

它是三相四线供电系统安全用电的后备保护。

重复接地的设置与保护接地的设置基本相同，由接地体和接地线组成。

重复接地可以从零线上重复接地，也可从接零的金属外壳上重复接地。

根据规定，重复接地的接地电阻值一般不得大于10Ω，如在电力变压器低压侧工作接地的接地电阻值不大于10Ω的条件下，每一重复接地的接地电阻值不得大于30Ω，且不得少于3处。

四、保护接零和保护接地不得混用
低压380／220V系统，中性点采用直接接地，设备采用直接接保护零线，工作零线和保护零线同时采用重复接地。

系统中如有个别设备采用了保护接地，而没有采用保护接零装置，将会给这个系统带来什么样的后果呢?如图所示。

接零系统中，个别设备接地的危险性图例
当图中接地设备M2因绝缘损坏而发生漏电短路时，接地短路电流通过R
P 和R
D
形成回路，
电流不会太大，线路也不会掉闸，故障可较长时间存在。

这时该设备外壳带电，具有发生触电的危险。

这时工作零线的电压将会升高到110V，从而会导致所有接零电气设备的外壳均有110的电压，这是非常危险的，是绝对不允许的。

如果把接地设备的外壳与零线或保护零线连接起来，系统就安全了，这样原来设备的接地等于保护接零的重复接地，这是很合理很安全的。

因此，在同一个供电系统中，不允许有的设备接零，有的设备接地而不接零，因为这是危险的。

必须核查系统电气设备的接地、接零情况，使之统一。

五、接地和接零保护一般规定
1．在低压电网中，电气装置和设施的下列部位，除特殊规定要求外，均采取保护接地或接零，以防其漏电时对人体及设备构成危害。

接地或接零处应有明显标志的专用接地或接零端子：
（1)电动机、电焊变压器、变压器、电加热设备和电力电容器等的金属底座及外壳；
（2）电气设备的传动装置；
（3)电流互感器的二次绕组；
（4）配电、控制、保护用的柜、屏、台、箱、盘等的金属框架、开启门和基础型钢；
（5)钢质电缆终端箱和钢质计费电能表箱的箱体；
（6)电缆和金属铠装层、电缆接线盒及终端盒的外壳、穿线的钢导管、母线槽外壳、金属线槽和电缆桥架及电缆桥架及金属支架等；
（7）日用电器的金属外壳；
(8)电梯桥厢、起重机轨道；
(9)靠近带电部分的金属围栏和金属门等。

2．电气装置和设施的下列金属部分可不接地或接零；
(1)安装在已接地或接零的机床、金属构架上的有可靠接触的电气设备；
(2)在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，装在大于2．4m高度的不导电建筑面上人体不可能同时触及接地部分的电气设备；
(3)安装在配电柜、屏台、箱、盘上的电气测量仪表、继电器的外壳；
(4)总(分总)熔断器盒和计费电能表；
(5)使用特低电压各种限值供电的电气设备外壳。

六、TN-S系统中单相三孔插座的正确和错误接法
单相三孔插座的接线是否正确，对于安全用电至关重要。

这是因为工矿企业及家庭中均大量使用，且多为非专业人员所接触。

因此不正确的接线而造成的触电事故时有发生，所以必须引起足够的重视。

在三相四线制中性点直接接地的电力系统中，三相应采用四孔插座，单相应采用三孔插座。

根据习惯做法，通常三孔插座下面的两个较细的插孔是按照左中性线右相线接线的。

那么，上面的保护线插孔怎样接线才是正确的呢?这是一个看似简单，实际上则多有混淆的问题。

现分析如下。

1．单相三孔插座的几种错误接法
(1)第一种错误接法：将中性线插孔与保护线插孔在插座内部连接，如图所示。

因为单相线路的检修、更新改造或延伸时，中性线与相线存在对调的可能，见图b。

这样与其连接的保护线插孔自然也就带电了。

单相三孔插座的错误接线
a)内部连接错误b)中线线与相线接反
(2)第二种错误接法：将保护线插孔直接接在中性线上，很显然，这种做法也是错误的。

因其与上述问题属于同一性质。

如要将三孔插座的保护线插孑L连接到中性线的干线上，对于原有用户将是十分困难甚至是办不到的。

(3)第三种错误接法：将保护线插孔连接到接地体上。

这种接法应分清单相三相孔座所在系统的保护方式：如所在系统为低压公用电网供电的用户，那么这种做法是正确的，因为这种系统就是应该采用保护接地的；如果所在系统为有独立变压器的用户或配电小区，那么这种做法就是错误的，因为在这种系统中应采用保护接零，否则就会出现在同一系统中两种保护方式混用的错误。

由上述分析可见，如上几种做法都是错误的。

实际上造成上述问题的根本原因是早期市政建设的问题。

同时也反映了三相四线制供电系统的缺陷。

解决上述问题的根本途径是大力推广和应用TN-S或TN-C—S供电系统。

2．单相三孔插座的正确接法如图所示。

单相三孔插座的正确接线
七、接地极
接地极在满足热稳定条件下，可充分利用以下自然接地体：
1、埋设在地下的金属管道（供暖及输送可燃或爆炸物质的管道除外）；
2、金属井管；
3、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构；
4、构筑物的金属管、桩；
在利用自然接地体时，应保证接地装置的可靠性，并因某些自然体的变动（如自来水管系统）而受影响。

利用自然接地体时，应采用不少于两根导体在不同地点连接接地干线。

人工接地极可采用水平敷设的圆钢、扁钢、垂直敷设的角钢、钢管、圆钢。

垂直敷设时，接地极的长度不应小于2.5m，两根接地极之间的间距不应小于5m，接地极顶面埋深当无设计要求时，深度不应小于0.6m。

引出地面的接地线可采用圆钢、扁钢。

接地极应采用热镀锌等防腐措施。

在腐蚀性较强的场所，应加大截面。

人工接地极的最小规格应符合下表上的规定。

八、接地线及连接要求
（一）接地线
1、接地线应保证有连续的电气通道。

接地线应采用铜芯绝缘导线或裸导线（包括扁钢、圆钢），所用的接地导线不得有损伤折断现象。

2、手握式及移动式日用电器、移动电具引线用的三芯、四芯橡套软电缆或塑料护套软线的绿/黄双色芯线作保护地线专用。

3、接地线的截面，应符合热稳定要求。

但当接地线按表上的规定选择截面撕，则不必再对其进行热稳定校核。

注：表中数值适用于接地线与相线材质相同时。

若材质不同，接地线截面的确定，应按其相当的允许载流量选择。

4
5、
纹。

当使用胶带时，应使用绿／黄双色相间胶带。

6、接地线应妥善支持，防止损伤，并应敷设在便于检查的地方，不妨碍设备的拆卸和检修：
（1）接地线为扁钢、圆钢、角钢时：
1)接地线支持间的间隔，在水平直线部分为500—1500 mm；垂直部分为1.5—3.0m；转弯部分为0.3—1.5m。

2)接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面间距宜为0.25—0.30m；与建筑物墙壁间的间隙宜为10—15mm；
（2）接地线与相线和中性线同时架空、穿管时，必须与相线和中性线有明显的标色区别；（3）接地线穿过楼板、墙壁、基础或与其他管线交叉时应加装坚固的保护管；
（4）接地线跨越建筑物变形缝时，应将接地线弯成孤状补偿。

7、竖井内有多回路配线时，接地线可共用。

其截面不应小于最大一相导线截面的二分之一。

（二）连接要求
1、接地线与接地极的连接应用搭接焊或压接等可靠方法，连接处应便于检查
（1）搭接焊的搭接长度应符合下列规定：
1)扁钢与扁钢：扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊；
2)圆钢与圆钢：圆钢直径的6倍，双面施焊；
3)圆钢与扁钢：圆钢直径的6倍，双面施焊；
4)扁钢与钢管、扁钢与角钢：接触部位两侧、两面，并应由钢带弯成弧形(或直角形)
卡子与钢管焊接；
（2）采用压接时，应在接地线端加专用接地线卡与接地极夹牢。

接地线卡与接地极连接的一面应搪锡，接地极连接线卡的地方应擦干净，或在接地极上焊接接地螺栓，采用镀锌垫圈、螺帽使接地线与接地极可靠连接。

2、接地线与电气设备、接地干线或总(局部)等电位连接端子板间的连接，应保证有可靠的电气接触。

当采用螺栓连接时，应设防松螺帽或防松垫圈，接触面、螺栓、螺母和垫圈均应热镀锌或搪锡。

接地线应接在专用接地端子上，不得接在电机、台扇的风叶罩壳上。

3、配电、控制、保护用的柜、屏、台、箱、盒可开启的门应用软裸编织铜带可靠连接。

4、配电、控制、保护用的柜、屏、台、箱、盒的金属框架和基础型钢应与接地干线间焊接足够截面的跨接接地线。

5、凡需进行保护接地的用电设备，必须用单独的接地线与保护接地干线相连接或用单独的接地线与接地干线或接地极相连。

不得把几个应予保护接地的部分互相串联后，再用一根接地线与接地干线或接地极相连。

6、钢导管的接地连接应符合下列规定：
（1）当黑色钢导管采用螺纹连接时，连接处的两端应焊接跨接地线；
（2）丝口连接的镀锌钢导管的跨接接地线应采用专用接地线卡跨接，不应采用熔焊连接。

7、明、暗管线的金属导管、封闭式母线槽及电缆桥架单元间所有连接点必须紧密可靠。

钢导管螺纹或套管连接处、封闭式母线槽单元连接处应采用有足够截面的导体跨接，使管路在电气上连接一体，当有不导电的灰尘沉积或其他原因造成不可靠的电气通路时(如起重机轨道等)，应采用足够截面的导线跨接。

跨接接地线采用园钢时，直径不应小于6mm，或采用截面不小于4mm2的铜芯软线。