浅谈低压电网中保护接地与保护接零的应用

摘要：该文通过叙述保护接地与保护接零的定义及工作原理，重点阐述两者在电网中应用的异同，根据工作实际需要正确选择合适的保护方式，具有建设性和针对性意义。

关键词：保护接地 保护接零 中性点 重复接地等

人体的触电方式有很多种，有直接触电，也有间接触电，比较典型的间接触电有跨步电压触电和接触电压触电。将电气设备正常运行情况下不带电的金属外壳或架构通过接地装置与大地连接，用来防护间接触电，称作保护接地；将电气设备正常运行情况下不带电的金属外壳或构架与电网的零线直接连接，用来防护间接触电，称作保护接零。保护接地、保护接零是间接触电防护措施中最基本的措施。所谓间接触电防护措施是指防止人体各个部位触及正常情况下不带电，而在故障情况下才变为带电的电器金属部分的技术措施。

1、保护接地

保护接地应用十分广泛，是防止间接触电的重要技术措施之一。

1.1 防止触电的原理

1.1.1电气设备外壳无保护接地时的危险

当电动机正常工作时，其外壳不带电，触及外壳的人并无危险。一旦电动机的绝缘损坏，其外壳将带电并长期存在着电压，该电压数值接近于相电压，当人体触及带电的电动机外壳时，就会发生单相触电，如图1（a）所示。

1.1.2保护接地的作用

当电动机装设了接地保护时，如图1（b）所示，如果电动机外壳带电，则接地短路电流将同时沿着接地体和人体与电网对地绝缘阻抗Z形成两条通路，流过每一条通路的电流值将与其电阻大小成反比，接地体的接地电阻Rd越小，流经人体的电流也就越小，只要控制接地电阻的阻值，就能使流过人体的电流小于安全电流，把人体的接触电压降低到安全电压以下，从而保证人身安全。

1.2 保护接地的局限性及适用范围

在中性点不接地的低压电网中，保护接地可以有效地防止或减轻间接触电的危险，但在中性点直接接地的电网中情况则有所不同。如果电动机外壳带电，则接地短路电流将同时沿着接地体和人体与电网中性线电阻Rg形成两条通路，而一般中性线的电阻要求要很小（小于4Ω），此时，通过人体的电流和加在人体上的电压，对人均是很危险的，在多数情况下，是不足以使电路中的过流保护装置动作的。因此在中性点直接接地的低压电网中，电气设备不采用保护接地是危险的。采用了保护接地，仅能减轻触电的危险程度，但不能完全保证人身安全。所以保护接地只适用于中性点不接地的低压电网中，如果在中性点直接接地系统中应用时，必须安装剩余电流动作保护装置，防止触电事故的发生。

2、保护接零

2.1 保护接零的适用范围

保护接零适用于三相四线制中性点直接接地的低压电力系统中。当采用保护接零时，除电源变压器的中性点必须采取工作接地外，零线要在规定的地点采取重复接地。

2.2 保护原理

2.2.1未采取接零措施

在电源中性点已接地的三相四线中，电气设备正常运行时，外壳不带电，不会发生事故。若设备发生绝缘损坏，外壳带电时，如图2（a）所示，尽管中性点接地良好，工作人员仍有触电危险。这是因为设备与地、零线之间没有金属连接，设备外壳上将带有电压。当人体触及设备外壳时，将发生触电，流过人体的电流仍然大大超过人体所能承受的最大电流。

2.2.2采用保护接零

如图2（b）所示，此时U相（d点）绝缘损坏，导致相线碰到外壳，接地短路电流Id将通过该相和零线构成回路。由于零线阻抗很小，所以单相短路电流很大，可大大超过低压断路器或继电保护装置的整定值，或超过熔断器额定电流的几倍至几十倍，从而使线路上的保护装置迅速动作，切断电源，使设备外壳不再带电，消除了人体触电的危险，起到保护作用（若在未切断前触及带电设备还是很危险的）。

2.3 保护接零的局限性及适用范围

根据保护接零的工作原理，要求零线必须畅通。否则，如果零线断线，则断线点后一台电机发生故障，断线点前面的电动机外壳上的电压接近于零。但是断线点后面的保护线对地电压接近于相电压，因此断线点后的所有电机外壳上的电压将带上相电压。为了解决这个问题，则需要将零线重复接地，即将零线的一处或多处通过接地体与大地再次连接。重复接地时，触电危险程度虽然得以降低。但仍对人有较大的威胁。为此，在接零装置的施工和运行中，应谨防保护线或保护零线断线事故的发生。

2.4 对接零装置的要求

2.4.1零线上不能装熔断器和断路器，以防止零线回路断开时，零线出现相电压而引起触电事故。

2.4.2在同一低压电网中（指同一台变压器或同一台发电机供电的低压电网），不允许将一部分电气设备采用保护接地，而另一部分电气设备采用保护接零，否则接地设备发生碰壳故障时，零线电位升高，接触电压可达到相电压的数值，增大了触电的危险性。

2.4.3在接三眼插座时，应注意：①不准将插座上接电源零线的孔同接地线的孔串接，否则零线松掉或折断，就会使设备金属外壳带电；②不能将零线和相线接反，否则也会使外壳带电；③正确的接法是接电源零线的孔同接地的孔分别用导线接到零线上。

保护接地与保护接零虽然在一定程度上可以防护间接触电，但是由于自身的局限性，并不能做到真正意义上的安全，还必须配合剩余电流动作保护装置、空气开关、熔断器及热继电器等配电设备。在具体工作时，一定要牢固树立“安全第一”思想，严格遵守《电力安全工作规程》，才能从根本上杜绝触电事故的发生。