保护接地与保护接零的基本原理和不能混用的原因
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为什么要分保护接地和保护接零我们知道保护接地和保护接零都是为了保护人身安全和设备安全,它们所设置的目的都是一样的。
在这两种安全保护方面,以保护人生命安全是最重要的。
既然都是为了保护人的安全,那么为什么还要分为保护接地和保护接零呢。
什么是保护接地我们所说的保护接地就是将用电设备不带电的金属外壳部分与大地作电气连接,这样做的目的主要是为了防止触电事故的发生。
例如当我们去触摸带电的设备外壳的时候,由于保护接地的电阻非常的小,在一般情况下要小于4欧姆的,我们人体电阻一般在一千欧姆左右,这样一个较大的人体电阻和一个比较小的接地电阻进行并联的话,大部分的电流都要经过接地电阻的,流过人体的电流就会非常的小,一般是小于安全电流的,这样就达到了保护人身安全的目的。
由此可见这个接地保护就是通过并联电路知识,将大电阻与小电阻并联后会有强分流作用,它可以将漏电设备的外壳的对地电压限制在安全的范围内,这样就保障了人身的安全。
保护接地主要用在电源中性点不接地的220V/380V的电路中。
这个接地电阻一般是由要求的,一般在4欧姆以下,如果我们所用的变压器容量在100KVA以下的时候,那么接地电阻可以在10欧姆以下也是可以的。
什么是保护接零保护接零顾名思义也是把用电设备平时不带电的金属外壳与电源零线N连接起来的一种方法。
它一般用在电源中性点直接接地的380V/220V的三相四线制电路中。
保护接零的工作过程与保护接地是不一样的,我们在中性点直接接地的电路中使用了保护接零后,当用电设备正常运行时,这些用电设备的外壳对地是没有电压的,我们用手触摸也不会出现触电的危险。
当用电设备外壳漏电时,这时用电设备的金属外壳的火线和零线就直接连起来了,就形成了单相短路的故障,这个电流是非常大的,由于我刚才讲过,接地的电阻非常的小,这样的话,这个电路中的短路电流就会促使线路中的空气开关、漏电保护器等保护电器跳闸,这样就切断了线路,从而避免了人们触电的危险。
保护接地与保护接零的主要区别:(1)保护原理不同保护接地是限制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,以及切断故障设备的电源。
此外,在保护接零电网中,保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。
(2)适用范围不同保护接地即适用于一般不接地的高低压电网,也适用于采取了其他安全措施(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。
(3)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;如果采取了保护接零措施,则必须设工作零线,利用工作零线作接零保护。
保护接零线不应接开关、熔断器,当在工作零线上装设熔断器等开断电器时,还必须另装保护接地线或接零线。
保护接零的优点防电器外壳带电,若采用保护接地,在接地电阻RG符合要求不大于4欧姆的条件下,如果电器外壳带上220V的电压,则保护接地回路,短路电流I=U/(R0+RG)=220/(4+4)=27.5(A),其中R0是变压器中性点的接地电阻叫工作接地电阻。
为了保证保护设备可靠的动作,接地短路电流不小于自动开关整定电流的1.25倍或为容丝熔断电流的3倍,因此,上式中的短路电流仅能保证断开整定电流不超过27.5/1.25、即22A的自动开关,或27.5/3、即9.2A 的熔断器,如果保护设备的额定电流值大于上述值,保护设备就不能迅速、可靠的动作。
此时,电器设备外壳上将长期存在对地电压,对操作电器的人员是非常危险的。
而采用保护接零,电器外壳绝缘击穿时的短路电流远大于27.5(A),只要合理选择保护装置的动作电流,当绝缘击穿造成单相短路,短路电流通常很大,足以使保护装置迅速切断电源,消除触电的危险。
可见在接地电网中,为防止用电设备外壳带电伤人,采用保护接零比采用保护接地效果好的多。
三相四线制中为什么不能同时存在爱护接零与爱护接地? - 电工基础在中性点不接地的系统中应当接受爱护接地。
假如接受爱护接零,当系统发生一相碰地时,系统可照常运行,这时大地与碰地的端等电位,会使全部接在零线上的电气设备外壳呈现对地电压,相当于相电压,格外危急,也就是说此时大地为一相线,零线对地的电压不再是0V,而是220V 。
中性点接地的供电系统中不宜接受爱护接地而接受爱护接零。
由于假如接受爱护接地,则万一某相碰壳,电流为220/(4+4)=27.5A (4分别为系统接地装置和爱护接地的接地电阻),这样大的故障电流可使额定电流在10A以下的熔体快速熔断,从而使故障点脱离电源,但很多电气设备的熔体额定电流比较大,故障电流不足以把熔体熔断。
这样电气设备的外壳就长期有电流流过,外壳对地电压为27.5×4=110V,此电压对人体是担忧全的。
假如爱护接地的接地电阻较大,则故障电流更小,熔体更不简洁熔断,而外壳的对地电压则更高,也就更危急所以同一用电设备只能接受爱护接零或爱护接地。
1、假如中性点不接地,零线有电,不能接零爱护;2、假如中性点接地,设备外壳接地爱护,爱护不了,漏电时外壳有大于110V危急电压;3、所以中性点不接地,设备外壳接地,漏电时外壳没有危急电压;4、假如中性点接地,外壳接零爱护,漏电就短路跳闸起到爱护作用;5、“为什么不能同时存在爱护接零与爱护接地”,应当是只能用条件允许的爱护方式;6、混用就有危急,或者无爱护作用,更重要的是一种爱护漏电时,另一种爱护消灭危急,所以不得混用;7、在爱护接零的系统中,设备接零爱护后要求重复接地,不是混用!!!另外:由同一台变压器供电的低压设备中不行同时接受爱护接零和爱护接地。
由于:当接受爱护接地的设备绝缘损坏碰壳,而故障电流又不足以把熔体熔断时,会使零线上消灭对地电压,使有爱护接零的设备上都带有危急电压。
浅谈电力系统的保护接地和保护接零作者:蔡秀梅来源:《中国科技博览》2013年第26期[摘要]在电力系统中,由于电气装置绝缘老化、磨损或被过电压击穿等原因,都会使原来不带电的部分(如金属外壳、底座,框架等)意外的带电,或者使原来带低压的部分带上高压电,这些意外的不正常带电将会引起电气设备损坏或人身触电伤亡事故。
为防止人体触电,保护人身安全,避免这类事故的发生,通常采取保护接地和保护接零的安全防护措施,使人可能接触到的设备外露导电部分的电位基本降低到接近地电位。
保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。
[关键词]保护接地保护接零重复接地中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-176-02电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接称为接地。
与土壤直接接触的金属体或金属体组称为接地体。
连接于接地体与电气设备之间的金属导线称为接地线。
接地线和接地体合成为接地装置。
接地分为正常接地和故障接地。
正常接地:即人为接地。
故障接地:即电气设备或电气线路正常情况下不带电的金属外壳意外的带电。
大地是导体,任何一点的电位近似为零。
电力系统和电气设备的中性点,电气设备的外露导电部分通过导体与大地做良好的电气连接为接地。
接地的目的:一是保证人身安全,使人可能接触到的设备外露导电部分的电位基本降低到接近地电位,当人触及这些部位时,即使这些部位带电,因其电位与地电位基本接近,可以减少电击危险。
二是保证电力系统正常、稳定运行。
由变压器和发电机中性点引出并接了地的中性线称零线。
电器设备的某部分直接与零线相连接叫作接零。
接零也能起到与接地相似的安全保护作用。
接地保护与接零保护统称保护接地,都是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一种行之有效的安全技术措施。
1. 保护接地保护接地是为了防止接触电压和跨步电压的危险,将电气设备正常情况下不带电的金属外壳用导线和接地体可靠连接起来的一种保护接线方式,以防止设备外壳在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。
团队的补充2011-04-14 22:24以下内容也许对你有帮助一、保护接地的基本原理和适用范围在中性点不接地的三相三线制供电系统中,当电气设备的绝缘损坏使外壳带电时,接地短路电流经接地体和人体同时流过。
由于人体的电阻RR(1700Ω)要比接地电阻RD(4Ω)大数百倍,流经人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。
当接地电阻极小(小于4Ω)时,流过人体电流几乎等于零。
另外,由于接地电阻很小,接地短路电流流过时,所产生的压降也很小,故外壳对大地的电压是很低,人站在大地上去碰触外壳时,人体所承受的电压很低,不会有危险。
显然,在中性点不接地的系统中,采用保护接地可以有效地防止或减轻间接触电的危险。
在中性点直接接地系统中采用保护接地措施后,一旦电气设备发生碰壳故障,此时故障电流的流经路径为:电源(如U相)——故障设备的外壳——保护接地体RR——大地——中性点接地体RR——回到电源中性点。
若此时恰好有人触及故障设备的外壳,就相当于人体电阻RR并联在保护接地电阻RD两端,此时,可求得接地故障电流IG为:应注意的是,在大多数情况下,27.5A的故障电流是不足以使电路的过流保护装置(如熔断器、自动开关的脱扣器等)动作的,这将使得用电设备外壳上长期存在110V的对地电压,对人体是很不安全的。
二、保护接零的基本原理和适用范围在广泛使用的三相四线制系统中采用保护接地是不安全的。
如上述在大型超市的冷藏柜中采用保护接地,一旦发生漏电事故,冷藏柜上就会长期带有110V的对地电压,形成事故隐患,危及顾客的安全。
那么,这种情况下应该采用哪种保护措施才是正确的呢?实际上,我国的低压配电网大多采用中性点直接接地的三相四线制380/220V系统。
在这种系统中,应该采用保护接零作为防止间接触电的安全技术措施。
所谓的保护接零,就是把电气设备平时不带电的外露可导电部分与电源中性线N连接起来。
保护接零的基本原理如下:电机正常工作时,零线不带电压,由于电机外壳是与电源零线连接的,人体触摸设备外壳等于触摸零线,并无触电危险。
浅谈电气设备的保护接地与保护接零摘要:简要介绍了IT、TT系统中保护接地的作用原理和TN-C、TN-S、TN-C-S系统中保护接零的作用原理及TN-C系统中保护接零的局限性;还说明了同一供电系统中,不得一部分设备做保护接零,另一部分设备做保护接地的原因。
关键词:电气设备;保护接地;保护接零;作用原理1保护接地1.1 IT系统中保护接地的作用原理当电气设备带电部分绝缘损坏而又发生单相碰壳故障时,电气设备金属外壳或构架就会带电,其电位与电气设备带电部分电位相同。
因为电气设备带电部分与大地形成电容器的关系,电气设备金属外壳或构架对地就存在相电压,而人站在地上触碰电气设备已带电的金属外壳或构架就必然会发生触电事故。
当电气设备金属外壳或构架采取接地保护措施后,碰壳电流将同时由接地装置和人体两个导体流向大地。
因为人体电阻比接地装置电阻大的多,根据欧姆定律公式I=U/R,所以流经人体的电流就很小,绝大部分电流从接地装置流向大地,从而可以避免或减轻触电对人体造成的伤害。
1.2 TT系统中保护接地的作用原理当已做接地保护的电气设备带电部分绝缘损坏而又发生单相碰壳故障时,故障电流由绝缘损坏的电气设备带电部分→电气设备金属外壳或构架→电气设备保护接地装置→大地→电源中性点接地装置回到电源中性点,形成了短路。
由于电气设备保护接地装置、大地和电源中性点接地装置的电阻作用,短路电流可能不会太大,继电保护装置可能不会动作,那么短路电气设备的金属外壳或构架就会长期带电,这就容易发生人体触电事故。
所以在TT系统中不可采用保护接地。
2保护接零2.1 TN-C系统中的保护接零1.1 TN-C系统中保护接零的作用原理图1 TN-C接零保护系统示意1—工作接地;2—电气设备金属外壳或构架;L1、L2、L3—相线;NPE—保护中性线;DK—总电源隔离开关;RCD—总漏电保护器(兼有短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器);T—变压器当电气设备的带电部分绝缘损坏而又发生单相碰壳故障时,故障电流由绝缘损坏的电气设备带电部分→电气设备金属外壳或构架→电气设备保护接零连接线→NPE线回到电源中性点,形成了短路。
保护接地与保护接零一、保护接地的作用及其局限性为了保障人身安全,避免发生触电事故,将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地装置作良好的电气连接,称为保护接地,简称接地。
1、保护接地的作用1)降低人体接触电压当电气设备绝缘损坏产生漏电或带电导线碰触机壳时,原本不带电的金属外壳等将具有相当高或等于电源的电压。
实行了保护接地,金属外壳与大地有了良好的电气连接,便能让绝大部分电流通过接地体流散到地下,人体碰触带电机壳时流过人体的电流很微小,从而降低人体接触电压,避免碰触时发生触电。
2)迅速切断故障在中性点接地的低压配电网中,电气设备若发生单相碰壳故障,故障电流将使熔断器熔断或自动开关跳闸切断电源,保障了人身安全。
2、保护接地的局限性一般规定故障电流大于熔丝额定电流2.5倍时,熔丝熔断;故障电流大于额定电流1.25倍时,自动开关跳闸。
因此,220V单相碰壳时,故障电流27.5A(工作接地和保护接地电阻都为4Ω计算)只能保证额定电流为11A的熔丝熔断或22A的开关动作,当电气设备容量较大,选用的熔丝与开关额定电流超过了上述数值,便不能保证切断电源,从而无法保证人身安全。
二、保护接零的优点及要求将电气设备在正常情况下不带电的金属部分用导线直接与低压配电系统的零线相连接,称为保护接零,简称接零。
1、保护接零的优点在保护接零的低压系统中,当电气设备发生单相碰壳故障时,单相短路回路中不含工作接地电阻和保护接地电阻,整个回路的阻抗很小,因此故障电流很大,足以保证在最短时间内熔丝熔断或自动开关跳闸,从而切断电源,保障人身安全。
2、保护接零的要求1)三相四线制低压电源的中性点必须良好接地,工作接地阻值不大于4Ω;2)在采用接零保护方式的同时,还应装设足够的重复接地装置;3)同一低压电网中,选择保护接零方式后,不允许再对任何设备采用保护接地方式;4)零线上不准装设开关和熔断器,并且敷设要求与相线一样,以免出现零线断线故障;5)零线截面积应能保证低压电网内任一处短路时,能够承受大于熔断器额定电流2.5~4倍及自动开关额定电流1.5~2.5倍的短路电流,且不小于相线载流量的一半;6)所有电气设备的保护接零线不许串联,应以并联的方式连接到零干线上。
如何正确选择保护接地接地保护与接零保护规范如何正确选择保护接地与接零方式,这里介绍了接地保护与接零保护规范设计、工艺标准,接地保护与接零保护的适用范围,以及不同供配电系统中接地保护与接零保护的区分。
接地保护与接零保护规范采纳保护接地是当前我国低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施。
由于保护接地又分为接地保护和接零保护,两种不同的保护方式使用的客观环境又不同,因此假如选择使用不当,不仅会影响客户使用的保护性能,还会影响电网的供电牢靠性。
作为公用配电网络中的电力客户,如何才能正确合理地选择和使用保护接地?一、接地保护与接零保护要认得和了解接地保护与接零保护,把握这两种保护方式的不同点和使用范围。
接地保护与接零保护统称保护接地,是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所实行的一项紧要技术措施。
这两种保护的不同点重要表现在三个方面:一是保护原理不同。
接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范围,一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源;接零保护的原理是借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,利用短路电流促使线路上的保护装置快速动作。
二是适用范围不同。
依据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素,《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。
TT系统通常适用于农村公用低压电力网,该系统属于保护接地中的接地保护方式;TN系统(TN系统又可分为TNC、TNCS、TNS三种)重要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网,该系统属于保护接地中的接零保护方式。
当前我国现行的低压公用配电网络,通常采纳的是TT或TNC系统,实行单相、三相混合供电方式。
即三相四线制380/220V配电,同时向照明负载和动力负载供电。
三是线路结构不同。
接地保护系统只有相线和中性线,三相动力负荷可以不需要中性线,只要确保设备良好接地就行了,系统中的中性线除电源中性点接地外,不得再有接地连接;接零保护系统要求无论什么情况,都必需确保保护中性线的存在,必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设,同时系统中的保护中性线必需具有多处重复接地。
零线:变压器的中性点引出的线,也是中性线。
目前大多变压器的中性线直接引入大地,也就是接地点与中性点的电位理论上一样。
零线:是构成一个工作回路,回到电网地线:地线是大地与设备外壳的连线地线:起保护作用,且回到大地,工作接地:在工作中产生的余电,为不让余电击伤人,让它能够让余电排入到大地体中,所称工作接地;工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N线)接地。
N线必须用铜芯绝缘线。
注:有些变压器中性线不是直接引入大地,此时接地线不起任何保护作用,一定要接零线,注意接零保护一定要专线,不能与生产或生活零线共一根,单相不触电?工作接零线中---是不平衡电流通过,保护接零线中---是短路时流过的短路漏电电流保护接地与保护接零的主要区别:(1)保护原理不同保护接地:是限制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,保护接地除限制对地电压外,还有促使电网保护装置动作的作用;保护接地用于不接地电网;保护接零:是借助接零线短路使设备漏电形成单相金属性短路,电流过大烧掉保险,以及切断故障设备的电源。
在保护接零电网中,保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。
保护接零用于接地电网(2)适用范围不同保护接地:适用一般不接地的高低压电网,也适用于采取了其他安全措施(如装设漏电保护器)的低压电网;用于配电变压器中性点不直接接地(三相三线制)的供电系统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。
保护接零:只适用于中性点直接接地的低压电网。
(3)线路结构不同保护接地:电网中可以无工作零线,只设保护接地线;接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范围,一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源系统中的中性线除电源中性点接地外,不得再有接地连接。
保护接零:必须设工作零线,利用工作零线作接零保护。
保护接零线不允许接开关熔断器,需保持线畅通。
借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作切断。
浅谈保护接地与保护接零摘要:本文主要介绍了保护接地和保护接零这两种保护措施,并通过实际的计算对比了它们在不同场合下应用的优缺点,以及对在应用这两种保护措施时需要注意的一些问题作了简单的介绍。
关键字:保护接地保护接零中心点接地系统不接地系统重复接地在现代社会,安全用电越来越成为我们所关注的方向,我们常常说防患于未然,于是在一些可能存在用电安全隐患的地方,我们就需要去考虑万一出现故障怎么通过我们所采取的保护措施将危害降到最低,本文主要就是论述了两种保护措施:保护接地和保护接零的不同应用范围和以及对在应用的时候需注意的一些问题做一个简单的介绍。
1.接地与接零的概念保护接地,就是用导体把电气设备中所有正常不带电、当绝缘损坏时可能带电的外露金属部分(电动机、变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒与金属外壳等),和埋在地下的接地极连接起来。
在380/220V的低压三相四线制供电系统中,由于该供电系统使用广泛,并带有生活、照明等负荷,发生人身触电的几率较高。
在这种供电系统中,常采用变压器中性点直接接地的运行方式,当中性点接地之后则被称作零点,由零点引出的线或接地的中性线叫零线。
保护接零,就是把电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网的零线作电气连接的保护措施。
2.采用保护接地和保护接零的意义2.1采用保护接地的意义当我们没有装设保护接地时,电气设备内部额绝缘损坏使得一相带电体碰壳时,若人接触此外壳,则电流会经过人体流入地下,再经过其他两相对地绝缘阻抗回到电源,形成回路(如图一所示)。
在此回路中,当电网分布很广,或者电网绝缘强度显著下降时,则通过人体的电流将远远超过安全值,同时碰壳处出现的漏电流还可能引起沼气煤尘爆炸。
图一在保护接地中,电气设备的外壳已通过导线和大地有良好的接触,则当人体触及带电的外壳时,人体就相当于接地电阻的另一条并联支路,如图二所示。
此时人体的电阻远远大于接地体的电阻,相当于被短路,就算有电流通过人体也是很小的,从而避免了触电事故。
为什么同一配电系统中保护接地和保护接
零不能混用?
在同一台丽电变压器或同一段母线供电的低压配电系统中,只宜采取同一种保护方式,或者全部采用保护接地,或者全部采用保护接零.而不应同时采取接地与接零两种不同的保护方式。
因为同时采用了接地与接零两种不同保护方式时,则当实行保护接地的设备万一发生了碰壳故障,零线的对地电压将会升高到电源相电压的一半或更高。
这时,实行保护接零(因直接与零线相接)的所有设备上,便会带有同样高的电位,使设备的外壳等金属部分将呈现较高的对地电压,从而危及操作人员的安全。
所以,同一低压配电系统中,保护接零与保护接地这两种不同的方式一定不能混用。
什么是保护接零、保护接地?两者可以混用吗?看完终于知道了!保护接地和保护接零都是保证人身安全的一种措施。
即将带电的设备外壳可靠接地或接零,故障时,迅速启动保护设备切断电源,保证人身安全。
但是,在同一变压器系统中,两者绝对不能同时用(在同一个设备上可以),是什么原理呢?文末会详细说明,电气设计在线教学狄老师。
(1)保护接地的原理和作用对电源中性点不接地的系统中,如果电气设备金属外壳不接地,当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时,外壳就带电,其电位与设备带电部分的电位相同,显然这是十分危险的。
采取保护接地后,接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。
因为人体电阻比保护接地电阻大得多,所以流过人体的电流就很小,绝大部分电流从接地体流过(分流作用),从而可以避免或减轻触电的伤害。
保护接地的实质和关键:实质:通过接地电阻与人身电阻的并联,使整体电阻下降。
当发生漏电时,降低人体触电电流。
关键:接地电阻越小越好。
保护接地局限性:在电源中性点直接接地的系统中,保护接地有一定的局限性。
这是因为在该系统中,当设备发生碰壳故障时,便形成单相接地短路,短路电流流经相线和保护接地线、电源中性点接地装置。
如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时,漏电设备金属外壳上就会长期带电,也是很危险的。
(2)保护接零的原理和作用电气设备正常工作时,零线不带电(或者电压很小),由于电气设备外壳与电源零线连接,人体触摸设备外壳并没有危险。
当电动机等用电设备发生“碰壳”故障时,相线与零线短接,短路电流足以使安装在电源线路上的熔断器或者断路器发挥短路保护功能,从而切断电源。
注意:当设备发生“碰壳”故障到熔断器或断路器切断电源的时间间隔内,此时流过人体的电流如图所示:不考虑电缆电阻时,很显然此时电气设备外壳对地电压为220V,若人体触及外壳时非常危险;若考虑电缆电阻,其中RΦ为相线电阻,RN为零线电阻,假设相线电缆截面为零线电缆截面的2倍,设备外壳电压:此时人体触及外壳时将承受147V的电压,同样很危险。
浅谈保护接地和保护接零作者:张连军陈香平来源:《职业·下旬》2012年第11期摘要:电气设备在运行中因绝缘损坏而发生漏电甚至击穿的情况是难以完全消除的,减少这类事故的有效措施主要有保护接地和保护接零。
关键词:漏电接地触电接零电气设备的绝缘防护可以防止因设备漏电造成的触电事故。
但是,设备在运行中因绝缘损坏而发生漏电甚至击穿的情况是难以完全消除的。
当电气设备发生漏电或击穿(俗称“碰壳”)时,平时不带电的金属外壳及与之相连的金属结构便带有电压,人体触及时就有触电危险。
减少这类事故的有效措施主要有保护接地和保护接零。
一、保护接地保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一部位经接地线和接地体与大地作良好的电气连接。
如将电气设备的金属外壳接地、互感器二次线圈接地等。
1.保护接地的原理在电源中性点不接地或不直接接地的电网中,当电气设备的绝缘损坏使外壳带电时,接地短路电流经接地体和人体同时流通。
由于人体的电阻(1700Ω)要比接地电阻(4Ω)大数百倍,流经人体的电流也比流经接地体的电流小数百倍。
当接地电阻极小(小于4Ω)时,流过人体的电流几乎等于零。
另外,由于接地电阻很小,故外壳对大地的电压也很低,人站在大地上去触碰外壳时,人体所承受的电压很低,不会有危险。
这就是保护接地的原理。
在中性点直接接地的电力系统中,电气设备的绝缘损坏使外壳带电时,接地短路电流经接地体和人体回到电源,此时的等效电阻值等于人体电阻和接地电阻并联再和电源的接地电阻串联值。
经计算,此时接地短路电流约为27.5A,流过人体的电流值为65mA,设备外壳对地电压110V。
但是,在大多数情况下,27.5A的短路电流时不足以让过流保护装置(熔断器、断路器)动作的,这样就使设备外壳长期存在110V的对地电压,对人体是非常危险的。
若降低保护接地电阻,设备的对地电压也会相应下降,同时还能增大短路电流,促使过流保护装置动作,但这势必会增加接地装置的费用和工程难度。
保护接地与保护接零的主要区别是:(1)保护原理不同保护接地是限制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,以及切断故障设备的电源。
此外,在保护接零电网中,保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。
(2)适用范围不同保护接地即适用于一般不接地的高低压电网,也适用于采取了其他安全措施(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。
(3)线路结构不同:保护接地措施,电网中可以无工作零线,只设保护接地线;保护接零措施,则必须设工作零线,利用工作零线作接零保护。
保护接零线不应接开关、熔断器,当在工作零线上装设熔断器等开断电器时,还必须另装保护接地线或接零线。
三相五线制中五线指的是:3根相线加一根地线一根零线。
一般用途最广的低压输电方式是三相四线制,采用三根相线加零线供电,零线由变压器中性点引出并接地,电压为380/220V,取任意一根相线加零线构成220V供电线路供一般家庭用,三根相线间电压为380V,一般供电机使用。
三相五线制比三相四线制多一根地线,用于安全要求较高,设备要求统一接地的场所。
三相五线制的学问就在于这两跟"零线"上,在比较精密电子仪器的电网中使用时,如果零线和接地线共用一根线的话,对于电路中的工作零点会有影响的,虽然理论上它们都是0电位点,如果偶尔有一个电涌脉冲冲击到工作零线,而零线和地线却没有分开,比如这种脉冲却是因为相线漏电引起的,再如有些电子电路中如果零点飘移现象严重的话那么电器外壳就可能会带电,可能会损坏电气元件的,甚至损坏电器,造成人身安全的危险.零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路,一个起保护作用叫做保护接地,一个回电网,一个回大地,在电子电路中这两个概念是要区别开来的,在正规公司里,这两根线规定要分开接.现在实际中还有一种三相六线的接法,除工作零线,保护接地外,还专门另配一路接地线,这根线跟设备地线分开来接,不与其他任何线相接,用做对仪器设备的保护,因为电气件的损坏往往只几微秒的时间,所以要将误动作电流更快的引回大地,需要仪器直接接地.家用一般是保护接地。
什么是保护接地与保护接零?
保护接地多用在三相电源中性点不接地的供电系统中,将三相用电设备的外壳与接地导线和接地电阻相连就是保护接地。
当人碰到一相因绝缘损坏已与金属外壳短路的电机,则此电流将分两路入地由于接地电阻远小于人体电阻,所以,大部分电流通过接地电阻入地,流人人体电流微小,人身安全才得以保证。
在动力和照明共用的低压三相四线制供电制系统中电源中性点接地,这时应采用保护接零即把设备的外壳用导线和中线相连。
假如出现漏电故障时由于设备外壳与中性线相连,形成短路。
致使该相熔丝熔断免除危险。
必须指出的是,同一配电线路中不允许一部分设备接地。
另一部分设备接中线。
因为当接地设备的外壳碰到火线时,该设备的外壳与相邻接零设备的外壳之间具有相电压的电位差因而非常危险。
1。
接零保护接地原理
保护接零:当某带电部分碰连设备外壳时,通过设备外壳形成该相对零线的单相短路,短路电流促使线路上过电流保护装置迅速动作,从而把故障部分电源断开,消除触电危险。
(用于三相四线制中性点直接接地的系统)
保护接地:是把故障情况下可能呈现危险的对地电压的导电部分(电气设备的外壳)与大地紧密地连接起来的接地。
只要适当地控制保护接地电阻的大小,即可以限制漏电设备对地电压在安全范围内。
(用于三相三线制中性点不接地的系统)。
团队的补充2011-04-14 22:24
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一、保护接地的基本原理和适用范围
在中性点不接地的三相三线制供电系统中,当电气设备的绝缘损坏使外壳带电时,接地短路电流经接地体和人体同时流过。
由于人体的电阻RR(1700Ω)要比接地电阻RD(4Ω)大数百倍,流经人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。
当接地电阻极小(小于4Ω)时,流过人体电流几乎等于零。
另外,由于接地电阻很小,接地短路电流流过时,所产生的压降也很小,故外壳对大地的电压是很低,人站在大地上去碰触外壳时,人体所承受的电压很低,不会有危险。
显然,在中性点不接地的系统中,采用保护接地可以有效地防止或减轻间接触电的危险。
在中性点直接接地系统中采用保护接地措施后,一旦电气设备发生碰壳故障,此时故障电流的流经路径为:电源(如U相)——故障设备的外壳——保护接地体RR——大地——中性点接地体RR——回到电源中性点。
若此时恰好有人触及故障设备的外壳,就相当于人体电阻RR并联在保护接地电阻RD两端,此时,可求得接地故障电流IG为:
应注意的是,在大多数情况下,27.5A的故障电流是不足以使电路的过流保护装置(如熔断器、自动开关的脱扣器等)动作的,这将使得用电设备外壳上长期存在110V的对地电压,对人体是很不安全的。
二、保护接零的基本原理和适用范围
在广泛使用的三相四线制系统中采用保护接地是不安全的。
如上述在大型超市的冷藏柜中采用保护接地,一旦发生漏电事故,冷藏柜上就会长期带有110V的对地电压,形成事故隐患,危及顾客的安全。
那么,这种情况下应该采用哪种保护措施才是正确的呢?实际上,我国的低压配电网大多采用中性点直接接地的三相四线制380/220V系统。
在这种系统中,应该采
用保护接零作为防止间接触电的安全技术措施。
所谓的保护接零,就是把电气设备平时不带电的外露可导电部分与电源中性线N连接起来。
保护接零的基本原理如下:电机正常工作时,零线不带电压,由于电机外壳是与电源零线连接的,人体触摸设备外壳等于触摸零线,并无触电危险。
当电机发生“碰壳”故障时,其金属外壳将相线与零线直接接通,单相接地故障遂成为单相短路,因为零线阻抗很小(如截面为6mm2的绝缘铝导线,每百米阻抗不大于0.6Ω),短路电流可达电机额定电流的几倍甚至几十倍,在大多数情况下足以使安装在线路上的熔断器或其他过流保护装置动作,从而切断电源。
另外,人们还在努力探讨如何在保护接地的基础上加以改进,使之能够在三相四线制线路上使用。
首先,若设法降低保护接地电阻,设备的对地电压也会相应下降,同时还能增大短路电流,促使过流保护装置动作。
但是,进一步减小接地电阻值,势必增加接地装置的费用和工程难度,实际上也很难实现(要求降到0.78Ω以下)。
所以,在电气安全技术的发展史上,人们曾对保护接地在中性点直接接地电网中的应用持否定态度。
近年来,随着高灵敏度电流型漏电保护器的推广使用,大大放宽了对接地电阻值的要求(如目前漏电保护器的动作电流通常为30mA,RD≤UD/ID=36V/0.03A=1200Ω,一般取
RD=100Ω,这是很容易满足的)。
换句话说,保护接地作为安全保护措施已被应用于中性点直接接地的三相四线制电网中,并被称为“TT系统”,其保护原理是:一旦有电机发生“碰壳”故障,且漏电电流超过30mA,则漏电保护器能在0.1s内切断电源,从而保证人身的安全。
综上所述,保护接地和保护接零这两种保护方式,从保护原理到适用范围,都有着根本区别。
因此,实际使用中要特别注意选择恰当的保护方式,否则极易造成事故隐患。
在中性点不接地的电网中,应采用保护接地措施;在中性点直接接地的低压电网中,应采用保护接零作为
安全措施。
而加装漏电保护器之后,电气设备也可采用保护接地,同样可以起到很好的安全保护作用,而且是当前的一种发展趋势。