为什么接地是防止电击的要求

为什么接地是防止电击的要求

保护接地是把故障情况下可能出现接触电压的电气装置外露可导电部分与独立的接地装置相连保护。接地是防止接触电压触电的一种技术措施。其原理是利用接地装置足够小的接地电阻值，降低故障设备外露可导电部分对地电压，使其不超过安全电压极限值，达到防止接触电压触电的目的。

1、中性点接地系统采用保护接地（TT 系统）：就是将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地极之间作良好的金属连接，以保护人体的安全。

从图看出，在中性点接地系统，设备采用保护接地时，如果电气设备某处的绝缘损坏导致外壳带电，当人触及设备外壳时就会有电流流过人体。设系统中性点接地电阻为R 0、设备接地电阻为R

b 、人体电阻为R r ，因为R r »R b ，此时设备外壳上的电压约等于：

b b g

R R R U U +=0，保护接地电阻越小，人

接触电压越低。

例如：380/220V 中性点接地系统，如

果R 0=4Ω、R b =4Ω、R r =1000Ω，当设备外壳带有相电压时，人接触带电外壳，作用在人体上的电压为11044

4220=⨯+=U （V ）。 从例子能够看出，采用保护接地后，作用在人体上的电压由220V 降为110V ，有了大幅度下降，但110V 仍大于安全电压上限，并未消除间接触电的危险，仅仅是降低了伤害程度。为了保证最大接触电压在允许的持续时间内不超过预期接触电压值，保护接地必须满足的条件是：

j b j U R I ≤

式中：I j ——系统中可能出现的接地电流（A ）；

U j ——预期接触电压（V ）。

在380/220V 中性点接地系统，如果中性点接地电阻仍然是4Ω，要保证接触电压不超过50V ，理论上保护接地应低于1.176Ω，但考虑到在实际中，降低接地电阻不是无限制的，要取得较小的接地电阻，必然要提高接地装置的造价；并且由于土壤电阻率的差异很大，在高土壤电阻率的地方将接地电阻降到1Ω几乎是不可能的。

2、中性点接地系统接零保护（TN 系统）：就是将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电源零线相接，以保护人体的安全。保护接零是低压系统防止间接触电的措施之一。其原理是采用保护接零的设备发生单相接地故障时，故障电流经电源相线和零线成回路，由于相线阻抗和零线阻抗很小，使接地故障转变为单相短路故障，使保护装置动作，迅速切断故障设备供电，缩短了接触电压持续时间，从而避免接触电压触电事故。

保护接零的实质是借助相零回路低阻抗形成大的短路电流而迫使保护装置动作切断供电，因此保护设备的动作可靠性是保护接零保护能否发挥保护作用的关键条件。

当设备采用熔断器保护时，因为熔丝是靠电流的热效应熔断来切断供电的，电流越大动作越快，即熔丝的安秒特性呈反时限特征。因此为了保证迅速切断故障，一般要求灵敏度应不小于4。

当采用自动开关保护是，动作特性是定时限的，只要短路电流达到瞬时脱扣电流的1.1倍，

就能可靠动作，考虑短路电流计算误差和开关脱扣电流整定的偏差，要求灵敏度不应低于1.5倍。

低压系统采用TN 系统接线，如果继电保护灵敏度不够，或开关拒动，不能切除供电时，保护接零无效。此时故障设备外壳上将出现危险电压，如某380/220VTN —C 系统，线路上有一设备采用熔丝保护，已知线路相电阻为0.5Ω，零线电阻1.0Ω，忽略变压器阻抗不计，则发生单相金属性碰壳故障时外壳对地电压是单相短路电流在零线阻抗上的压降147V ，该危险电压将持续存在，并可能造成人身伤害事故。

3、中性点不接地系统接地保护（IT 系统）：

在IT 系统中，设备外露可导电部分接地。当设

备绝缘损坏，发生单相接地故障并有人触及设备外

壳时，接地电流通过人体和电网对地阻抗形成回路，

因为接地电阻R b 与人体电阻R r 并联，并有R r »R b ，所以

设备外壳对地电压近似等于：

b j b g

R Z R U U +=33

式中：Z j —电对地阻抗。

因为Z j »R b ，所以只要将R b 控制在适当的范围内，就可以保证对地电压不大于安全电压值。在IT 系统中，保护接地的效果是明显的。