电气系统接地和接零保护

接地和接零的作用

   大地是导体，任何一点的电位近似为零。电力系统和电气装置的中性点，电气设备的外露导电部分通过导体与大地相连称为接地。接地的目的：一是保证人身安全，使人可能接触到的设备外露导电部分的电位基本降低到接近地电位，当人触及这些部位时，即使这些部位带电，因其电位与地电位基本接近，可以减少电击危险。二是保证电力系统正常、稳定运行。由变压器和发电机中性点引出并接了地的中性线称零线。电器设备的某部分直接与零线相连接叫作接零。接零也能起到与接地相似的安全保护作用。

   当电气设备接地时，接地短路电流通过接地体向大地作半球形扩散。电流在大地中扩散时所形成的电压降，距接地体越远越小。一般在距接地体20m以外的地方，电位接近于零，如图1所示
图1 入地电流扩散图

    人的手触及发生接地故障的设备外壳时，人的手和脚之间会形成电位差，称为接触电压。人在靠近接地短路点附近行走时，两脚之间也会形成电位差，称为跨步电压。当接触电压或跨步电压达到一定数值时会对人体造成伤害。

   2 接地的类型

   根据接地与接零的作用不同，可分为以下几种类型：

   2．1 功能性接地

    为保证电力系统与电气设备的正常运行，实现其可靠性及固有功能的接地称为功能性接地。如三相变压器或电动机的中性点接地。

   2．2 保护性接地

    为保证人身安全，防止触电事故发生而进行的接地。如电动机或其它电气设备的金属外壳接地。

   2．3 保护性接零

   在低压三相四线制系统的电气设备中，不带电的金属外壳，用导线与零线连接即为保护性接零，如图2。
图2 零线和接零

   2．4 重复接地

    在中性点直接接地的低压系统中，为确保接零可靠，除在电源中性点进行工作接地外，还在零线的其它地方进行必要的多点接地，如图2。

   3 应采取接地接零的设备

   对下列设备或部件应采取接地或接零措施：

   3．1 电机、变压器。

   3．2 室内外配电装置的金属构架及靠近带电部分的金属遮拦、金属门。

   3．3 室内外配线的金属管。

   3．4 电气设备的传动装置，如开关等操作机构等。

   3．5 电缆接头盒的外壳及电缆的金属外皮。

   3．6 架空线路的金属杆塔。

   3．7 家用电器，如冰箱、风扇、洗衣机等的金属外壳。

   4 需要注意的几个问题

   4．1 三相四线制380/220V电源中性点必须有良好的接地外，还必须将零线重复接地。否则如果零线断线，在零线上接零的设备中，只要有一台设备外壳带电，则全部设备的金属外壳都会呈现大约等于相电压的对地电压，这是十分危险的。

   4．2 在同一台变压器供电电网中，不允许将一部分电气设备用保护接地，而另一部分电气设备用电保护接零，否则当某台接地设备发生碰壳故障时，会使零线线电位升高而增大触电危险。

   4．3 在接三眼插座时，不允许将插座上接电源中性线的孔与接地线的孔串接，如图3（a）所示，否则如果接零孔的线路松落或折断，就会使设备金属外壳带电。正确接法，是将插座上接电源中性线的孔同接地线的孔分别用导线并联接到零线上，如图3（b）所示。 图3 三相插座接法
接地系统设计和安装过程中，一定要保证接地极和大地紧密接触，各连接部位要牢固可靠，各连接导线要有足够的横截面积，使接地电阻符合相关规范的要求。在系统运行过程中，还要注意经常检查和维护，以确保安全。