低压配电系统中接地与接零保护

低压配电系统中接地与接零保护

作者：刘勇

来源：《科技创新导报》2011年第08期

摘要: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,确定施工注意事项。

关键词:电力技术强电技术接地保护接零保护

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0135-02

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。

1 接地、接零和重复接地

1.1 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。如图1 所示,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。这样流经人体的电流大致可以通过公式(1)决定:

i为通过人体的电流

I为设备泄漏电流

R为接地线电阻与接地电阻之和

r为人体电阻

从公式(1)可以看出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。

1.2 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(如图2所示)。

从图2可以看出接零保护发生故障时流经人体的电流为:

i=I*R0/r+R0 (2)

式中:

i为通过人体的电流

I为设备泄漏电流

R0为接地线电阻

r为人体电阻

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。

1.3 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。