配电系统中接地与接零保护的探讨

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　　摘要: 在配电系统中，采取电气安全保护接地、接零技术、重复接地和共同接地的区别和选择, 显得极为重要，从而能确保施工中的安全和使用过程的安全，减少人身危害和财产损失的产生。
　　关键词:强电技术；接地保护；接零保护
　　
　　弱电的作用主要指的是对通信信息的使用，它包括信息的传输和控制，它和强电的区别在于是它的电压低、电流小、功率小、频率高，主要用途是通讯信息方面的作用可以使信息传送的速度快、内容多、可靠性强的特点。通常人们把强电的处理对象定义为是电力，其特点是电压高、电流大、功率大、频率低等特点。而强电的交流电电压都在24V 以上。如家庭中的电灯、台灯，照明设备。还有家用电气中我们经常使用的电热水器、电冰箱、空调、音响设备，还有医院中的手术设备，单位中的大的电力设备例如切割机等用电器均为被定义为强电电气设备。强电是危险的，在日常的使用中，我们大家一定要注意，
　　因为它高电压，高电流，所以强电我们一定要很好的了解使用它来给我们的生活带来方便。
　　据不完全统计, 每年因触电死亡人数占全部事故死亡人数的5%左右。由于电的特殊性, 给预防电气事故的发生带来一定的难度。对于预防电气事故的发生有效的措施之一, 就是对于电气设备的接地接零保护。传统的接零或接地保护具有设置简单,保护效果良好、可靠,保护范围大,耐用的优点, 因此它还是目前电气安全的首选主要保护措施。以下将重点开展讨论接地保护和接零保护和近年来大量采用的共同接地的优缺点,如何设计选用,以及施工中的若干问题。
　　一、接地、接零
　　（一）接地保护
　　低压配电系统的接地故障保护设置的要求, 是能防止人身间接触电事故以及电气火灾和线路损坏等事故的发生。接地故障是指低压配电系统中的用电设备的人体可触及的金属外壳通过接地线和接地体完成与大地的连接。当用电设备的电气绝缘因莫种原因被破坏而导致金属外壳带电时, 通过接地将大部分的漏电电流引入大地, 使流经人体的漏电流达到最小的一种保护方式。用电设备发生漏电或短路时漏电，电流是通过两个分支通过电流的, 一个通过接地线和接地体完成接地, 另一路则通过人体和人体所触及的地表完成接地的,两者的接地点大部分的情况下是不在同一位置上的。主要是通过人体的电流的大小与接地线电阻与接地电阻之和、人体电阻有关。当用电设备接地线与接地电阻之和变大时,人体的电阻变的小；人体的流经的电流就变大, 人触电致命的危险性就越大。由于人体的电阻随着人体表皮的潮湿程度等因素也是不断变化的, 因此尽可能的降低接地线和接地电阻是降低触电危险的最有效的方法。可以看出当用电设备的绝缘完全被破坏即相线与外壳发生短路时, 由于接地线和接地电阻不可能完全为零,短路电流较大,通过人体的电流就会超过30mA而使人致命。
　　（二）接零保护
　　接零保护指的是将用电设备的人体可触及的金属外壳通过接地线与用电设备电源的中性点(也称为供电系统的接零点)连接。当用电设备的电气绝缘被破坏而导致金属外壳带电时, 通过接另线将大部分的漏电电流引至接零点, 使流经人体的漏电流达到最小的一种保护方式。
　　通常人体电阻都在500欧以上,而接零线电阻大都小于1欧,从公式(2)中可以看出流经人体的电流取决于接零线的电阻,与人体电阻几乎无关。而且实施简单,成本低廉。但是应当指出的是:当作为接零保护的接零线的其中某一段断开时, 在断开点至接零线末端所有连接在接零保护线上的电气设备的外壳都可能带电。
　　（三） 重复接地
　　在中性点直接接地的系统中, 在零干线的一处或多处用金属导线连接接地装置一次接地,称之为重复接地。它是保护接零系统中经常使用的一种防止触电的技术措施。其主要的安全作用是,首先减轻PEN线断线时负载中性点漂移,其次减轻PEN线意外断线或接触不良时接零设备上电击的危险性,最后就是缩短漏电故障持续时间。当接零线完整时,它具有接零的一切优点,特别是当用电设备的绝缘完全被破坏即相线与外壳发生短路时,短路电流较大,能使保护自动开关跳闸,从而切断事故电源点。
　　二、共同接地
　　（一）共同接地的原理
　　低压配电系统中除了接地保护外, 还有诸如建筑物和重要设施的防雷接地、防静电接地等。通常很难将电气系统的接地和防雷、防静电接地完全隔离开,特别是在大型建筑或高层建筑中。尽量利用建筑物各类基础内的钢筋及地下的管线组成综合的接地。就是把防雷接地和电气设备的保护接地连接在一起,首先共同利用基础和管路作为接地装置,这种等电位方法接地可防止雷电的反击,并可获得比较低的接地电阻。如果电气系统的接地与防雷接地不在同一个接地网上, 则可能受到雷电的反击, 使电气系统绝缘击穿而发生严重损毁。将两个接地网连接在一起雷击时,地电位升高电气系统也处于等电位状态, 可以有效的避免系统反击造成的恶果, 同时也可以有效降低接地系统的造价,减少投资。
　　（二）共同接地的要求
　　共同接地由于必须同时满足电气安全、防雷、防静电等多个不同系统对接地的要求, 因此规定一类民用建筑物和二类民用公共建筑物的接地电阻不大于10Ω。当采用共同接地时, 应按电气设备的接地电阻值选取,不应大于4Ω。
　　三、接地保护的定义
　　（一）接地电阻的确定
　　保护接地电阻数值的变化, 直接影响着漏电设备外壳对地电压大小, 其危险性就会相应变化。保护接地电阻过小,会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。
　　（二）接地体的选择
　　在设计和装设接地装置时, 首先应充分利用自然接地体, 以节约投资, 节约钢材。如果实地测量所利用的自然接地体电阻已能满足要求, 同时其又满足热稳定条件时,就不装设人工接地装置,否则装设人工接地装置。可作为自然接地的可以采用大地可靠的建筑物钢结构和钢筋、行车的钢轨、非可燃可爆的金属管道及埋地敷设的不少于两根的电缆金属外皮等。人工接地体的一般采用镀锌角钢、镀锌钢管或镀锌扁钢作为接地体, 镀锌角钢和镀锌钢管有较强的强度适用垂直打入地下的接地体, 另外等表面积下镀锌角钢和镀锌钢管其接地电阻较小,接地效果较好,特别是镀锌钢管比镀锌角钢更适合于打击, 更适合于施工。
　　（三）土壤电阻的判断和处理
　　接地系统的好坏不仅和接地体的大小形状有关, 接地体埋设地带的土壤电阻的大小更直接影响到接地系统接地电阻的大小。一般情况下富含水分、富含矿物质或腐殖质含量高,密度大的土壤电阻较小,施工时应尽量将接地体埋设在这类区域。对于采用共同接地的建筑物或重要设施应采用环形接地网。
　　（四）接地电阻的测量
　　接地系统施工完后,是否达到设计要求的接地电阻值应使用接地电阻测试仪(接地摇表)测量,如达不到设计要求应增加接地体数量，或改变土壤电阻直至达到设计要求。对于使用环形接地网, 且接地阻值≤1Ω 的重要设施或大型建筑物, 其接地电阻的测量应采用电流、电压法测量,以排除地电流的影响,获得更为精准的测量数据。
　　四、采用保护接零注意事项
　　保护接零能有效地防止触电事故。但是在具体实施过程中,如果稍有疏忽大意,仍然会导致触电的危险。
　　（一）严防零线断线
　　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。
　　（二）严防电源中性点接地线断开
　　在保护接零系统中,若电源中性点接地线断开,当系统中任何一处发生接地或设备碰壳时,都会使所有接零设备外壳呈现接近于相电压的对地电压,这是十分危险的。因此,在日常工作中要认真做好巡视检查,发现中性点接地线断开或接触不良时,应及时进行处理。

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