[科普中国]-保护接地

简介

保护接地是防止人身触电事故、保证电气设备正常运行的重要技术措施。1使电工设备的金属外壳接地的措施。可防止在绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体，以保证人身安全。

背景在供电系统里, 若由于电气设备绝缘出了各种故障现象，都会造成电气设备正常情况下不应该携带电荷的部分突然带电，或使电气设备正常情况下应该加载上低压电的部分突然变为加载上高压电，都会造成人身触电事故。为了杜绝出现该现象，要采取一定的保护措施， 一般情况下采取电气设备保护接地的防护措施。2

应用原理举例如果家用电器未采用接地保护，当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时，家用电器的外壳将带电，人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳（构架）时，就会有触电的危险。

相反，若将电器设备做了接地保护，则出现单相接地短路或漏电故障时会在线路中产生较大的短路电流或漏电电流，从而使上级保护器件（断路器或漏电断路器）动作脱扣，自动切断故障线路电源，以便及时进行检查维修。这样就避免了电器设备漏电状态运行对人身（或设备）构成的威胁。

分类实践证明，采用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，因此如果选择使用不当，不仅会影响客户使用的保护性能，还会影响电网的供电可靠性。那么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呢？一是要认识和了解接地保护与接零保护，掌握这两种保护方式的不同点和使用范围。

保护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采取的一项重要技术措施。这两种保护的不同点主要表现在三个方面：

原理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迅速动作。

本质是在正常和事故以及电缆系统内部过电压、雷电过电压情况下,利用大地作为电流回路,将电缆接地处电位固定在允许的接地电位上。接地电位不仅与入地电流的波形和幅值有关,而且与接地体的几何尺寸、大地电阻率等参数有关。3

适用范围根据负荷分布、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TN-C、TN-C-S、TN-S三种）主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，通常采用的是TT或TN-C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。

线路结构三是线路结构不同。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，都必须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须具有多处重复接地。

适用情况当保护导体对它所保护的电路具备多种保护功能中的最高要求时， 它可以具有不止一种功能。 例如， 回路 PE 线可以兼有保护接地导体和保护等电位联结导体的功能， 在传导电流的同时传递电位， 因此， 装置的外露导电部分没有必要另设置一个等电位联结导体。4保护接地适用于不接地电网。这种电网中，凡由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，均应接地!把正常情况下不带电，而在故障情况下可能带电的电气设备外壳、构架、支架通过接地和大地接连起来叫保护接地。保护接地的作用就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，由于接地装置与人体构成并联电路，降低接点的对地电压，避免人体触电危险。

正确保护电力客户究竟应该采取何种保护方式，首先必须取决于其所在的供电系统采取的是是何种配电系统。如果客户所在的公用配电网络是TT系统，客户应该统一采取接地保护；如果客户所在的公用配电网络是TN-C系统，则应统一采取接零保护。

施工标准规范客户受电端建筑物内的配电线路设计、施工工艺标准和要求，通过对新建或改造的客户建筑物的室内配电部分，实施以局部三相五线制或单相三线制，取代TT或TN-C系统中的三相四线制或单相二线制配电模式，可以有效实现客户端的保护接地。所谓“局部三相五线制或单相三线制”就是在低压线路接入客户后，客户要改变原来的传统配线模式，在原来的三相四线制和单相二线制配线的基础上，分别各增加一条保护线接入到客户每一个需要实施接地保护电器插座的接地线端子上。为了便于维护和管理，这条保护线的室内引出和室外引入端的交汇处应装设在电源引入的配电盘上，然后再根据客户所在的配电系统，分别设置保护线的接入方法。

TT系统接地保护线（PEE）的设置要求

当客户所在的配电系统是TT系统时，由于该系统要求客户必须采取接地保护方式。因此，为了达到接地保护的接地电阻值的要求，客户要按照《农村低压电力技术规程》的要求，在室外埋设人工接地装置，其接地电阻应满足下式要求：

Re≤Ulom/Iop

式中：Re 接地电阻（Ω）

Ulom 通称电压极限（V），正常情况下可按交流有效值50V考虑

Iop 相邻上一级剩余电流（漏电）保护器的动作电流（A）

对于一般客户来讲，只要采用40×40×4×2500毫米的角钢，用机械打入的方式垂直打入地下0.6米，就能满足接地电阻的阻值要求。然后用直径≥φ8的圆钢焊接后引出地面0.6米，再用同引入的电源相线同等材质和型号的导线连接到配电盘的保护线（PEE）上。

TN-C系统接零保护线（PE）的设置要求

由于该系统要求客户必须采取接零保护方式，因此需要在原三相四线制或单相两线制的基础上，另增加一条专用保护线（PE），该条保护线是由客户受电端配电盘的保护中性线（PEN）上引出，与原来的三相四线制或单相二线制一同进行配线连接。为了保证整个系统工作的安全可靠，在使用中应特别注意，保护线（PE）自从保护中性线（PEN）上引出后，在客户端就形成了中性线N和保护线（PE），使用中不能将两线再进行合并为（PEN）线。为了确保保护中性线（PEN）的重复接地的可靠性，TN-C系统主干线的首、末端，所有分支T接线杆、分支末端杆，等处均应装设重复接地线，同时三相四线制用户也应在接户线的入户支架处，（PEN）线在分为中性线（N）和保护线（PE）处，进行重复接地。无论是保护中性线（PEN）、中性线（N）还是保护线（PE）的导线截面一律按照相线的导线型号和截面标准来选择。

特立系统TT系统和TN-C系统是两个具有各自独立特性的系统，虽然两个系统都可以为客户提供220/380V的单、三相混合电源，但它们之间不仅不能相互替代，同时在保护措施上的要求又是截然的不同。这是因为，同一配电系统里，如果两种保护方式同时存在的话，采取接地保护的设备一旦发生相线碰壳故障，零线的对地电压将会升高到相电压的一半或更高，这时接零保护（因设备的金属外壳与零线直接连接）的所有设备上便会带上同样高的电位，使的设备外壳等金属部分呈现较高的对地电压，从而危及使用人员的安全。因此，同一配电系统只能采用同一种保护方式，两种保护方式不得混用。其次是客户必须懂得什么叫保护接地，正确区分接地与接零保护的不同点。保护接地是指家用电器、电力设备等由于绝缘的损坏可能使得其金属外壳带电，为了防止这种电压危及人身安全而设置的接地称为保护接地。将金属外壳用保护接地线（PEE）与接地极直接连接的叫接地保护；当将金属外壳用保护线（PE）与保护中性线（PEN）相连接的则称之为接零保护。