電力系統(tǒng)中的接地和接零

　　在電力系統(tǒng)中，由于電氣裝置絕緣老化、磨損或被過電壓擊穿等原因，都會(huì)使原來不帶電的部分(如金屬底座、金屬外殼、金屬框架等)帶電，或者使原來帶低壓電的部分帶上高壓電，這些意外的不正常帶電將會(huì)引起電氣設(shè)備損壞和人身觸電傷亡事故。為了避免這類事故的發(fā)生，通常采取保護(hù)接地和保護(hù)接零的防護(hù)措施。下面就談?wù)動(dòng)嘘P(guān)保護(hù)接地和保護(hù)接零的問題。

　　1　保護(hù)接地

　　保護(hù)接地是指將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對(duì)人體的傷害。

　　1.1 保護(hù)接地的作用及其局限性

　　在電源中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備金屬外殼不接地，當(dāng)設(shè)備帶電部分某處絕緣損壞碰殼時(shí)，外殼就帶電，其電位與設(shè)備帶電部分的電位相同。由于線路與大地之間存在電容，或者線路某處絕緣不好，當(dāng)人體觸及帶電的設(shè)備外殼時(shí)，接地電流將全部流經(jīng)人體，顯然這是十分危險(xiǎn)的。

　　采取保護(hù)接地后，接地電流將同時(shí)沿著接地體與人體兩條途徑流過。因?yàn)槿梭w電阻比保護(hù)接地電阻大得多，所以流過人體的電流就很小，絕大部分電流從接地體流過(分流作用)，從而可以避免或減輕觸電的傷害。

　　從電壓角度來說，采取保護(hù)接地后，故障情況下帶電金屬外殼的對(duì)地電壓等于接地電流與接地電阻的乘積，其數(shù)值比相電壓要小得多。接地電阻越小，外殼對(duì)地電壓越低。當(dāng)人體觸及帶電外殼時(shí)，人體承受的電壓(即接觸電壓)最大為外殼對(duì)地電壓(人體離接地體20m以外)，一般均小于外殼對(duì)地電壓。

　　從以上分析得知，保護(hù)接地是通過限制帶電外殼對(duì)地電壓(控制接地電阻的大小)或減小通過人體的電流來達(dá)到保障人身安全的目的。

　　在電源中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，保護(hù)接地有一定的局限性。這是因?yàn)樵谠撓到y(tǒng)中，當(dāng)設(shè)備發(fā)生碰殼故障時(shí)，便形成單相接地短路，短路電流流經(jīng)相線和保護(hù)接地、電源中性點(diǎn)接地裝置。如果接地短路電流不能使熔絲可靠熔斷或自動(dòng)開關(guān)可靠跳閘時(shí)，漏電設(shè)備金屬外殼上就會(huì)長期帶電，也是很危險(xiǎn)的。

　　1.2　保護(hù)接地應(yīng)用范圍

　　保護(hù)接地適用于電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地的系統(tǒng)。對(duì)于電源中性點(diǎn)直接接地的農(nóng)村低壓電網(wǎng)和由城市公用配電變壓器供電的低壓用戶由于不便于統(tǒng)一與嚴(yán)格管理，為避免保護(hù)接地與保護(hù)接零混用而引起事故，所以也應(yīng)采用保護(hù)接地方式。在采用保護(hù)接地的系統(tǒng)中，凡是正常情況下不帶電，當(dāng)由于絕緣損壞或其它原因可能帶電的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地。如變壓器、電機(jī)、電器、照明器具的外殼與底座，配電裝置的金屬框架，電力設(shè)備傳動(dòng)裝置，電力配線鋼管，交、直流電力電纜的金屬外皮等。

　　在干燥場(chǎng)所，交流額定電壓127V以下，直流額定電壓110V以下的電氣設(shè)備外殼；以及在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的場(chǎng)所，交流額定電壓380V以下，直流額定電壓440V以下的電氣設(shè)備外殼，除另有規(guī)定外，可不接地。

　　1.3　保護(hù)接地電阻

　　保護(hù)接地電阻過大，漏電設(shè)備外殼對(duì)地電壓就較高，觸電危險(xiǎn)性相應(yīng)增加。保護(hù)接地電阻過小，又要增加鋼材的消耗和工程費(fèi)用，因此，其阻值必須全面考慮。

　　在電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地的低壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地電阻不宜超過4Ω。當(dāng)配電變壓器的容量不超過100kVA時(shí)，由于系統(tǒng)布線較短，保護(hù)接地電阻可放寬到10Ω。土壤電阻率高的地區(qū)(沙土、多石土壤)，保護(hù)接地電阻可允許不大于30Ω。

　　在電源中性點(diǎn)直接接地低壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地電阻必須計(jì)算確定。

　　2　保護(hù)接零

　　2.1　保護(hù)接零的作用及應(yīng)用范圍

　　由于保護(hù)接地有一定的局限性，所以就采用保護(hù)接零。即將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分用金屬導(dǎo)體與系統(tǒng)中的零線連接起來，當(dāng)設(shè)備絕緣損壞碰殼時(shí)，就形成單相金屬性短路，短路電流流經(jīng)相線——零線回路，而不經(jīng)過電源中性點(diǎn)接地裝置，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使過流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷漏電設(shè)備的電源，以保障人身安全。其保安效果比保護(hù)接地好。

　　保護(hù)接零適用于電源中性點(diǎn)直接接地的三相四線制低壓系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，凡由于絕緣損壞或其它原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外都應(yīng)接零。應(yīng)接零和不必接零的設(shè)備或部位與保護(hù)接地相同。凡是由單獨(dú)配電變壓器供電的廠礦企業(yè)，應(yīng)采用保護(hù)接零方式。

　　2.2　重復(fù)接地

　　運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在接零系統(tǒng)中，零線僅在電源處接地是不夠安全的。為此，零線還需要在低壓架空線路的干線和分支線的終端進(jìn)行接地；在電纜或架空線路引入車間或大型建筑物處，也要進(jìn)行接地(距接地點(diǎn)不超過50m者除外)；或在屋內(nèi)將零線與配電屏、控制屏的接地裝置相連接，這種接地叫做重復(fù)接地。

　　如果短路點(diǎn)距離電源較遠(yuǎn)