如何理解電氣安全裝置之保護接地與保護接零?

2020-12-25 電子電工基礎知識分享

絕緣防護是從改善絕緣性能或絕緣結構的角度,採用封護或隔離帶電體的方法以杜絕電氣設備漏電來避免觸電事故的。但是,電氣設備在運行中因絕緣損壞而發生漏電甚至擊穿的情況是難以完全根除的。當電氣設備發生漏電或擊穿(俗稱「碰殼」)時,平時不帶電的金屬外殼以及與之相連的金屬結構便帶有電壓,人體觸及時就有觸電危險。減少或避免這類觸電事故的技術措施有保護接地、保護接零、重複接地、裝設漏電保護器等。

一、保護接地

接地就是利用接地裝置將電力系統中各種電氣設備的某一點與大地直接構成迴路,使電力系統在遭受雷擊或發生故障時形成對地電流和流洩雷電流,從而保證電力系統的安全運行和人身安全。接地分為工作接地和保護接地兩類。

工作接地與保護接地區別

採用保護接地後,可使人體觸及漏電設備外殼時的接觸電壓明顯降低,因而大大地減輕了觸電的危險。

電氣設備工作接地的範圍主要包括以下幾方面。

(1)電動機、變壓器、開關設備、照明燈具、移動式電氣設備、電動工具的金屬外殼或構架。

(2)電氣傳動裝置。

(3)電壓互感器和電流互感器的二次線圈(繼電保護另有要求除外)。

(4)室內外配電裝置、控制臺等金屬構件以及靠近帶電部位的金屬遮欄和金屬門。

(5)電纜終端盒外殼、電纜金屬外皮和金屬支架。

(6)安裝在配電線路杆塔上的電器設備,如避雷器、保護間隙、熔斷器、電容器等金屬外殼、鋼筋混凝土杆塔等。

二、保護接零

將電氣設備正常運行情況下不帶電的金屬外殼和構架等用導線與配電系統的零線進行電氣連接稱作保護接零(PEN)。在三相四線制中性點直接接地的電網中,廣泛採用保護接零。

當電氣設備絕緣損壞造成單相碰殼時,設備外殼對地電壓為相電壓,人體觸及將發生嚴重的觸電事故。採用保護接零後,碰殼相電流經零線形成單相閉合迴路,如圖6-7所示。由於零線電阻較小,短路電流較大,使該相熔絲熔斷或自動開關等短路保護裝置在短時間內可靠動作,切斷故障設備的電源,從而避免了觸電。必須注意的是,保護接零和保護接地的保護原理是不同的。保護接地是限制漏電設備外殼對地電壓,使其不超過允許的安全範圍;而保護接零是通過零線使漏電電流形成單相短路,引起保護裝置動作,從而切斷故障設備的電源。

在保護接零電網中,應特別注意以下事項:

(1)接零幹線、分支幹線、保護零線不得裝設開關和熔斷器。只作為單相用電使用的零線,在設備前端允許裝設開關和熔斷器。

(2)對於保護接零系統,應按規定在零線上多處加設重複接地。例如,架空線路每隔一千米、分支端、電源進戶處及重要的設備,均應重複接地。

(3)電氣設備外殼的保護零線不允許串聯,應分別直接接零線。

保護零線不允許串聯

(4)單相用電設備的工作零線和保護零線必須分開設置,不準共用一根零線

單相用電設備工作零線和保護零線必須分開接線

(5)在同一臺變壓器供電的系統中,保護接零和保護接地不能混用,不能一部分設備採用保護接零,而另一部分設備採用保護接地。電路,a設備採用保護接零,而b設備採用保護接地,當b設備發生短路接地時,變壓器接地極與b設備的接地極之間將有短路電流流過,而短路電流不足以使保護裝置動作,所以短路電流可能長期存在。

保護接零和保護接地不能混用

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