电力系统中的接地和接零介绍

(华能呼伦贝尔能源开发有限公司 计划发展部,内蒙古 呼伦贝尔 021008) 
摘 要：文章介绍了电力系统中保护接地和保护 接零的适用范围及有关注意事项。
关键词：电力系统；接地；接零；电气装置
中图分类号：TM86  文献标识码：B  文章编号：1007—6921(2009)20—0109—01

电力系统中，由于电气装置绝缘老化、磨损或被过电压击穿等原因，都会使原来不带电的部 分(如金属底座、金属外壳、金属框架等)带电，或者使原来带低压电的部分带上高压电，这 些意外的不正常带电将会引起电气设备损坏和人身触电伤亡事故。为了避免这类事故的发生 ，通常采取保护接地和保护接零的防护措施。下面谈了有关保护接地和保护接零的问题。
1 保护接地

保护接地就是将电气设备的金属外壳（正常情况下是不带电的）接地，宜用于中性点不接地 的低压系统中，是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止 该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。
1.1 保护接地应用范围

保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。对于电源中性点直接接地的农村低 压电网和由城市公用配电变压器供电的低压用户由于不便于统一与严格管理，为避免保护接 地与保护接零混用而引起事故，所以也应采用保护接地方式。在采用保护接地的系统中，凡 是正常情况下不带电，当由于绝缘损坏或热血传奇私服其他原因可能带电的金属部分，除另有规定外， 均应接地。如变压器、电机、电器、照明器具的外壳与底座，配电装置的金属框架，电力设 备传动装置，电力配线钢管，交、直流电力电缆的金属外皮等。在干燥场所，交流额定电压 127V以下，直流额定电压110V以下的电气设备外壳；以及在木质、沥青等不良导电地面的场 所，交流额定电压380V以下，直流额定电压440V以下的电气设备外壳，除另有规定外，可不 接地。
1.2 保护接地电阻

保护接地电阻过大，漏电设备外壳对地电压就较高，触电危险性相应增加。保护接地电阻过 小，又要增加钢材的消耗和工程费用，因此，其阻值必须全面考虑。在电源中性点不接地或 经阻抗接地的低压系统中，保护接地电阻不宜超过4Ω。当配电变压器的容量不超过100kVA 时，由于系统布线较短，保护接地电阻可放宽到10Ω。土壤电阻率高的地区(沙土、多石土 壤)，保护接地电阻可允许不大于30Ω。在电源中性点直接接地低压系统中，保护接地电阻 必须计算确定。
1.3 保护接地时应注意的问题 

同一变压器（中性点不接地）供电系统中各电气设备不应分别接地，而应形成一个保护接地 系统。这样做不仅降低了接地电阻，而且也防止了不同电气设备的不同相，同时碰壳（接地 ）所带来的危险。形成保护接地系统后，这时两相短路电流主要通过接地网流通，因而提高 了两相短路电流的数值，保证过流保护装置可靠动作。
2 保护接零

保护接零就是将电气设备的金属外壳接到零线上，宜用于中性点接地的低压系统中。
2.1 保护接零的应用范围

保护接地有一定的局限性，所以就采用保护接零。即将电气设备正常情况下不带电的金属部 分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳 时，就形成单相金属性短路 ，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路 电 流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。其保安效果比保 护接地好。保护接零适用于电源中性点直接接地的三相四线制低压系统。在该系统中，凡由 于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外都应接零。应接零和 不必接零的设备或部位与保护接地相同。凡是由单独配电变压器供电的厂矿企业，应采用保 护接零方式。
2.2 重复接地

运行经验表明，在接零系统中，零线仅在电源处接地是不够安全的。为此，零线还需要在低 压架空线路的干线和分支线的终端进行接地；在电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处， 也要进行接地(距接地点不超过50m者除外)；或在屋内将零线与配电屏、控制屏的接地装置 相连接，这种接地叫做重复接地。如果短路点距离电源较远，相线——零线回路阻抗较大， 短 路电流较小时，则过流保护装置不能迅速动作，故障段的电源不能即时切除，就会使设备外 壳长期带 电。此外，由于零线截面一般都比相线截面小，也就是说零线阻抗要比相线阻抗 大，所以零线上的电压降要比相线上的电压降大，一般都要大于110V(当相电压为220V时) ，对人体来说仍然是很危险的。采取重复接地后，重复接地和电源中性点工作接地构成零线 的并联支路，从而使相线——零线回路的阻抗减小，短路电流增大，使过流保护装置迅速动 作 。由于 短路电流的增大，变压器低压绕组相线上的电压相应增加，从而使零线上的压降减 小，设备外壳对地电压进一步减小，触电危险程度大为减小。在无重复接地的情况下，当零 线断线且在断线处后面任一电气设备发生碰壳短路时，会使断线处后面所有接零设备外壳对 地电压均接近于相电压(断线处前面接零设备外壳对地电压近似于零)，这是很危险的。在接 零系统中，即使没有设备漏电，而是当三相负载不平衡时，零线上就有电流，从而零线上就 有电压降，它与零线电流和零线阻抗成正比。而零线上的电压降就是接零设备外壳的对地 电压。在无重复接地时，当低压线路过长，零线阻抗较大，三相负载严重不平衡时，即使零 线没有断线，设备也没有漏电的情况下，人体触及设备外壳时，常会有麻木的感觉。采取 重复接地后，麻木现象将会减轻或消除。

从以上分析可知，在接零系统中，必须采取重复接地。重复接地电阻不应大于10Ω，当配电 变压器容量不大于100kVA，重复接地不小于3处时，其接地电阻可不大于30Ω。零线的重复 接地应充分利用自然接地体(直流系统除外)。
2.3 保护接零应注意问题
2.3.1 由同一台发电机或同一台变压器供电的线路，不允许有的设备保护接地，有的设备 保护接零。 
2.3.2 沿零线上把一点或多点再行接地，即重复接地。以确保护接地装置的可靠。但重复 接地只能起到平衡电位的作用，因此，中性线尽量避免断裂，对中性线要求精心施工，注意 维护。 
2.3.3 在接零系统中,当零线断开后时,接零设备外壳就会呈现危险的对地电压。采取重复 接 地后,设备外壳对地电压虽然有所降低,但仍然是危险的。所以一定要保护零线的施工及检修 质量,零线的连接必须牢靠,零线的截面应符合规程要求。为了严防零线断开,零线上不允许 单独装设开关或熔断器。若采用自动开关,只有当过流脱扣器动作后能同时切断相线时,才允 许在零线上装设过流脱扣器。在同一台配电变压器供电的低压电网中,不允许保护接零与保 护接地混合使用。必须把系统内所有电气设备的外壳都与零线连接起来,构成一个零线网络, 才能确保人身安全。
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［6］ 何金良，曾嵘电力系统接地技术［M］北京：科学出版社，2007.

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