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电气百科:电路的接地与接零介绍

文章来源:中国电气百科网 作者:谭亦文 点击:次 时间:2016/1/26 8:34:25

  电气设备的金属外壳与内部带电部分都是绝缘的,只有当这种绝缘结构损坏时,设备的外壳才有可能带电.为了防止这种由于绝缘结构损坏而引起的触电事故,必须采取接地或接零的安全保护措施。
  1.保护接地
  所谓接地,就是把设备的金属外壳通过接地装置使其与大地作电气上的连接。当发生漏电、电气设备碰壳、接地短路时,带电体的电流经接地装置流入地下,以此来防止触电事故的发生,这种保护人身安全的接地叫做保护接地。保护接地的工作原理如下:
  不接地的电气设备。当设备绝缘结构受到损坏时,外壳便带电,且由于线路与地形成电容或线路上某处绝缘性能不好,此时人体如触及此绝缘结构损坏的电气设备外壳,便形成一个电流电路,电流通过人体而触电。
  而装有接地装置的电气设备。当其绝缘结构受到损坏时,外壳便带电,此时有两个电流电路:其一是经过接地体到电气设备;另一个是经过人体到电气设备。可以看出,这是一个并联电路,通过每一个电路的电流与其电路电阻成反比,人体的电阻一般为800-1000Ω,如果接地体的电阻很小(一般应为几欧),这样,通过人体的电流就很小,而绝大部分电流都通过接地体,从而保证了人身安全。
  2.工作接地
  在电力系统中,凡是为了设备运行和安全上的需要而将电路中的某一点直接或经过特殊的设备接地,这种接地称为工作接地。如三相变压器中性点接地,其作用如下:
  中性点不接地的线路。当其一相发生接地故障时,由于电容电流小,通过地的电流也小,因此不能反映给熔断器和继电保护,不能及时地将故障排除。
  中性点接地的线路。当其一相接地时,便通过接地体形成一个电路,且由于电流很大,因而能迅速地通过继电保护或保险装置将故障排除。
  在中性点不接地的系统里,当一相接地时,其他两相对地的电压为线电压,因此电气装置导电部分与地间的绝缘必须按相电压的几倍来设计。而在中性点接地的系统里,当一相接地后,其他两相对地电压接近相电压,因此采用中性点接地可以降低载流部分与地的绝缘等级,从而降低制造成本,节省投资。
  3.保护接零
  在中性点接地的输电系统中,如仍采用保护接地,其保护作用实际上是很不完善的。当人体触及到漏电的电气设备外壳时,仍有触电的危险。因此,在电源中性点接地的配电系统中,最完善的方法是将电气设备的外壳与中线连接,即采取保护接零。当一相发生事故而造成电气设备外壳带电时,该相线与零线之间将会有极大的短路电流,足以迅速地烧断该相的熔丝,带电的电气设备外壳也就脱离电源,从而消除了因电气设备外壳带电而引起触电事故发生的危险。
  保护接零和保护接地的保护原理是不同的。保护接地是限制漏电设备外壳对地电压,使其不超过允许的安全范围;保护接零是通过零线使漏电电流形成单相短路,引起保护装置动作,从而切断故障设备的电源。注意,在同一台变压器供电系统中,保护接零和保护接地不能混用,不允许一部分设备采用保护接零,而另一部分设备采用保护接地。当采取保护接地设备中的一相与外壳接触时,会使电源中性线出现对地电压,使接零的设备产生对地电压,从而造成更多的触电事故。
  4.重复接地
  在采用保护接零的情况下,系统中除在中性点工作接地外,还必须每隔一定距离将零线再次接地,零线的这种多点接地称为重复接地。重复接地是保护接零系统中不可缺少的安全措施。
  重复接地的作用是当系统发生碰壳或接地短路时,可以降低零线对地的电压,当零线意外断裂时,可减轻故障的程度。在照明线路中也可避免因零线折断,三相负载不平衡而使灯泡烧毁。同时也可确保其他保护接零的电气设备外壳不会因为某设备的带电而使它也带有一定的电压。在三相四线制供电系统中,多采用这种保护接法。这是因为中性线干线的截面积不可能选得很大,因而中性线的对地电阻不可能为零。当三相负载不平衡时,在中性线中就会有电流并产生电压降,特别是在供电线路较长的情况下,中性线的对地电压可能较高。采用重复接地能够有效地降低中性线的对地电压,进户线的辅助接地即为重复接地。

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