细说电器设备的保护接地与保护接零

摘 要：本文讲述了在电器设备的使用中，保护接地与保护接零的基本概念以及工作原理，辨析了它们在实践应用中的区别，提出了电器设备在采取保安措施时需要注意的事项。

关键词：保护接地；保护接零；主要区别；注意事项

在人们的日常生活和生产实践中，电器设备可以说与我们有着密不可分的关系。在这些电器设备的使用中，正常情况下，它们的金属外壳、底座、支架是不带电的，但是由于导体的绝缘层破损、设备严重受潮或其它原因，这些部位都可能带电，并出现危险的对地电压，人体一旦触及，就会发生触电事故。为了保障人身安全，供电系统和用电设备必须采取可靠的保安措施。实践中应用较为普遍的就是保护接地与保护接零。

在此我们先介绍一下在供电系统中常用的几个概念。当电源侧（变压器或发电机）和负载侧都为星形接法时，三相线圈的首端或尾端连接在一起的共同点，我们把它称做中性点，简称中点。中性点分为电源中性点和负载中性点。由中性点引出的导线称为中心线，简称中线。如果中性点与接地装置直接连接，从而取得大地的参考零电位，则该中性点就称为零点，从零点引出的导线称为零线。通常在220伏单相回路的两根线中，一根被称作相线或火线，而另一根被称作零线或地线。火线与地线的称法，只是实用中的一种俗称，特别是地线的称法是不确切的。严格地说，应该是：如果该系统回路的电源侧中心点接地，则这里所谓的“地线”应该称为零线；如果不接地，则应该称为中线，而真正的地线是接地装置中的一个概念。

1 保护接地

如图1所示，它是一个三相电源中性点不接地的供电系统示意图。虽然供电线路与大地没有直接相连，但输电导线与大地之间却存在着电容效应，这个等效电容叫分布电容。供电线路越长，分布电容越大，对工频（50HZ）产生的容抗就越小。由图可见，当用电设备因为某种原因漏电，就会使它的外壳、底座、支架等金属体带电。当人身触及到它们时，其上的漏电就会通过人体、大地、分布电容与其它相线构成回路，造成人身的触电事故。

若将用电设备的外壳、底座、支架等金属体人体可能接触的部位用导线通过接地体与大地进行可靠连接，如图2所示。其上的漏电将同时沿接地体和人体两条通路到地。人的电阻Rt将与接地电阻Rd并联，人体电阻在较低时约为1000欧，而对于合格的低压电器设备的接地装置，接地电阻低于4欧，显然，Rt.远大于Rd，漏电电流的绝大部分，将从接地电阻上分流而过，通过人体的电流会远远小于安全电流值，从而保障了人身安全。这就是所谓的保护接地。

2 保护接零

目前，在大多数的三相四线制供电系统中，三相电源（发电机、配电变压器）的中性点都是用导线通过接地体与大地连接，如图3所示。同样输电导线中的相线与大地之间也存在着电容效应。如果用电设备的外壳、底座、支架等金属体没有接到零线上，当用电设备因为某种原因漏电时，其上就会带电，当人身触及到它们时，漏电电流也会通过人体、大地、分布电容，与其它相线构成回路，造成人身的触电事故。

若把用电设备的外壳、底座、支架等金属体，这些人体可能接触的部位用导线E与零线N连接，如图3所示，当用电设备因为某种原因漏电，相线C便经过这些部位与零线相通，构成回路。由于这一回路的电阻非常小，所以漏电电流很大，会使接在相应的相线上的保险丝FU烧断或脱扣开关自动跳闸，及时切断故障设备的电源，消除危险；退一步说，即使电源没有切断，因为零线回路的电阻Ro比人体电阻Rt小得多，流过零线回路的电流占漏电电流的绝大部分，流过人体的电流非常小，远远低于人体的安全电流值。这样就保护了人身安全。这就是所谓的保护接零。

保护接地与保护接零主要区别如下：

⑴保护原理不同，保护接地是限制用电设备漏电后的对地电压，使之不超过安全范围。在高压系统中，保护接地除了限制对地电压外，在某些情况下，还有促使电网保护装置动作的作用；保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，从而切断用电设备的电源。此外在保护接零电网中，保护零线和重复接地还可以限制设备漏电时的对地电压。

⑵适用范围不同，保护接地既适用于一般中性点不接地的高、低压电网，也适用于采取了其它安全措施（如装设了漏电保护器）的低压电网；而保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

⑶线路结构不同，如果采取保护接地措施，电网中可以无工作零线，只设保护接地线；如果采取保护接零措施，则必须设置工作零线，利用工作零线作接零保护。

电器设备在采取保安措施时需要注意以下几点：

⑴在保护接零的系统中，一般相线上要配置适当的保险丝或脱扣开关。

⑵在保护接零的系统中，零线上不允许装设保险丝和脱扣开关，如图4所示。一旦因为某原因造成保险丝烧毁或脱扣开关断开，零线就会断开，那么在负载侧的零线上，进行保护接零的设备就会失去保护作用；另外在三相负载不平衡时，还会引起各相电压的不相等，有的低于220V，使负载不能正常工作，有的高于220V，会把这一相所接的电器都烧毁，造成“群爆”事故

⑶在保护接零的低压配电系统中，为了确保线路运行的安全可靠，防止零线断线所造成的危害，系统中除了工作接地外，还必须在引出零线的其它地点（比如负载端）进行必要的重复接地，如图4中的Rc，在正常的情况下，重复接地电阻Rc与中性点接地电阻Ro并联，使保护接零系统的电阻减小，进一步提高了保护能力，在零线断开时，重复接地处又为供电系统提供了工作回路，

⑷在同一低压配电系统中，保护接零与保护接地不能混用，一般只能采用一种保护方式，如果同时采用两种保护方式，则采取保护接地的设备一旦发生碰壳漏电，零线的对地电压将升高到不能允许的程度，这就会导致保护接零的设备外壳上出现高电位，从而对接触这些设备的人员造成触电危险。

⑸在低压电器设备中，接装单相三孔插座时，应按图6a所示进行接线，即面对插座，左边应接工作零线N，右边接相线L，上边是保护零线E，保护零线必须单独接在零线干线上，决不允许在插座内将保护零线E与工作零线N短接。

⑹在低压电器设备中，安装电器的单相三极插头时，必须使用三芯软线，如图6b所示，将电器的金属外壳接在插头的上部E端，相线接L，工作零线接在N端，。

[参考文献]

[1]中华人民共和国能源部编写.《进网作业电工培训教材》.

[2]毛建业.山西人民出版社《广播电视发射台应用技术》.