保护接地与保护接零的概念_保护接地与接零的适用范围

有关保护接地与保护接零的概念，保护接地把电气设备的金属外壳用金属导线与大地可靠地连接起来，保护接零（又称接零保护）在中性点接地的系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好的金属连接。

以保护人身安全为目的，把电气设备不带电的金属外壳接地或接零，叫做保护接地及保护接零。

一、保护接地

在中性点不接地的三相电源系统中，当接到这个系统上的某电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时，如果人站在地上用手触及外壳，由于输电线与地之间有分布电容存在，将有电流通过人体及分布电容回到电源，使人触电，如图1所示。在一般情况下这个电流是不大的。

但是，如果电网分布很广，或者电网绝缘强度显著下降，这个电流可能达到危险程度 ，这就必须采取安全措施。

图1 没有保护接地的电动机一相碰壳情况

保护接地就是把电气设备的金属外壳用足够粗的金属导线与大地可靠地连接起来。

电气设备采用保护接地措施后，设备外壳已通过导线与大地有良好的接触，则当人体触及带电的外壳时，人体相当于接地电阻的一条并联支路，如图2所示。

由于人体电阻远远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，避免了触电事故。

图2 装有保护接地的电动机一相碰壳情况

保护接地应用于中性点不接地的配电系统中。

二、保护接零

1、保护接零的概念

所谓保护接零（又称接零保护）就是在中性点接地的系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好的金属连接。

图3是采用保护接零情况下故障电流的 示意图。当某一相绝缘损坏使相线碰壳，外壳带电时，由于外壳采用了保护接零措施，因此该相线和零线构成回路，单相短路电流很大，足以使线路上的保护装置（如熔断器）迅速熔断，从而将漏电设备与电源断开，从而避免人身触电的可能性。

图3 保护接零

保护接零用于380/220V、三相四线制、电源的中性点直接接地的配电系统。

在电源的中性点接地的配电系统中，只能采用保护接零，如果采用保护接地则不能有效地防止人身触电事故。

如图4所示，若采用保护接地，电源中性点接地电阻与电气设备的接地电阻均按4Ω考虑，而电源电压为220V，那么当电气设备的绝缘损坏使电气设备外壳带电时，则两接地电阻间的电流将为：

图4 中性点接地系统采用保护接地的后果

熔断器熔体的额定电流是根据被保护设备的要求选定的，如果设备的容易较大，为了保证设备在正常情况下工作，所选用熔体的额定电流也会较大，在27.5A接地短路电流的作用下，将不断熔断，外壳带电的电气设备不能立即脱离电源，所以在设备的外壳上长期存在对地电压Ud，其值为

Ud=27.5 × 4 = 110V

显然，这是很危险的。

如果保护接地电阻大于电源中性点接地电阻，设备外壳的对地电压还要高，这时危险更大。

2、系统采用保护接零时需要注意的问题

1）、在保护接零系统中，零线起着十分重要的作用。

一旦出现零线断线，接在断线处后面一段线路上的电气设备，相当于没作保护接零或保护接地。如果在零线断线处后面有的电气设备外壳漏电，则不能构成短路回路，使熔断器熔断，不但这台设备外壳长期带电，而且使接在断线处后面的所有作保护接零设备的外壳都存在接近于电源相电压的对地电压，触电的危险性将被扩大，如图5(a)所示。

对于单相用电设备，即使外壳没漏电，在零线断开的情况下，相电压也会通过负载和断线处后面的一段零线，出现在用电设备的外壳上，如图5（b）所示。

图5 采用保护接零时零线断开的后果

零线的连接应牢固可靠、接触良好。零线的连接线与设备的连接应用螺栓压接。所有电气设备的接零线，均应以并联方式接在零线上，不允许串联。在零线上禁止安装保险丝或单独的断流开关。在有腐蚀性物质的环境中，为了防止零线的腐蚀，应在其表面涂以必要的防腐涂料。

2）、电源电性点不接地的三相四线制配电系统中，不允许用保护接零，而只能用保护接地。

在电源中性点接地的配电系统中，当一根相线和大地接触时，通过接地的相线与电源中性点接地装置的短路电流，可以使熔断器熔断，立即切断发生故障的线路。