保護(hù)接地和保護(hù)接零在避免人身傷害中的作用

保護(hù)接地和保護(hù)接零在避免人身傷害中的作用一、 保護(hù)接地及作用把電器設(shè)備的金屬外殼同接地裝置連接起來叫做保護(hù)接地，它對(duì)人身的保護(hù)作用如下：在三相四線制式中，變壓器的中性點(diǎn)直接接地，電器設(shè)備外殼不接地十分危險(xiǎn)，如圖所示：當(dāng)設(shè)備中有一相漏電碰殼時(shí)，人體接觸電器設(shè)備外殼，事故電流會(huì)經(jīng)過人體和變壓器的工作接地形成回路，其大小可由下式計(jì)算：IR=UX/+R0式中：Ir事故電流Vx故障相電壓220VR0工作接地電阻4QRr人體電阻1000Q則：Ir二Vx/Rr+R0=220/(1000+4)=0.22A使用保護(hù)接地后若有一相漏電碰殼，人體接觸電器設(shè)備外殼時(shí)，事故電流的大部分經(jīng)過保護(hù)接地和工作接地構(gòu)成回路，只有一少部分通過人體。如圖二所示：dxod由此可以近似地求出人體承受的電壓（即設(shè)備對(duì)地電壓）九珂*丁27.5*4=110（伏）我們按人體電阻1000取，則此時(shí)流過人體的電流為:I=U/r=110/1000=0.11（安）RRR由此可見：保護(hù)接地可有效地降低漏電設(shè)備的對(duì)地電壓，從而起到對(duì)人體的保護(hù)作用。二、保護(hù)接零及作用把電器設(shè)備的金屬外殼與三相四線制式電網(wǎng)的零線相連接稱為保護(hù)接零。它對(duì)人身的保護(hù)作用如下：在三相四線制式電網(wǎng)中，如果電器設(shè)備不采取任何安全措施，則設(shè)

備漏電時(shí)觸及設(shè)備的人體將承受近220V的相電壓。如圖（三）：此時(shí)通過人體的事故電流為：Ir=Ur/Rr=220/1000=0.22（安）采取保護(hù)接零后，如果發(fā)生設(shè)備漏電，可通過設(shè)備外殼形成該相線對(duì)零線的單相短路，短路電流足以促成線路的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，從而把故障部分切斷電源，消除觸電危險(xiǎn)。如圖（四）：可見，在三相四線制式中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中，保護(hù)接零比保護(hù)接地要好。三、保護(hù)接地和保護(hù)接零的分析鑒于上述說明我們可以看出保護(hù)接地和保護(hù)接零都是防止漏電造成觸電事故的技術(shù)措施。但其保護(hù)原理和使用范圍不同。JBJ:6—80《工廠電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)此做了規(guī)定：在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中，電力裝置宜采用低壓接零保護(hù)在中性點(diǎn)非直接接地的低壓電力網(wǎng)中，電力裝置應(yīng)采用低壓接地保護(hù)。同時(shí)還規(guī)定:由同一臺(tái)發(fā)電機(jī)，同一臺(tái)變壓器或同一段母線供電的低壓電力網(wǎng)，不宜同時(shí)采用上述兩種保護(hù)方式。然而對(duì)此規(guī)定本人提出異議。我認(rèn)為在中性點(diǎn)直接接地的三相四線制式電力網(wǎng)中，保護(hù)接地和保護(hù)接零是可以同時(shí)使用的，并且有較好的效果。下面就自己個(gè)人體會(huì)做一分析論述。第一、同時(shí)采用保護(hù)接地和保護(hù)接零可以降低漏電設(shè)備的對(duì)地電壓，更有效地防止人體觸電。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，雖可通過設(shè)備外殼形成該相對(duì)零線的單相短路，引起線路保護(hù)裝置的迅速動(dòng)作，切斷電源。但從發(fā)生碰殼短路起到保護(hù)裝置動(dòng)作完畢止仍有一段時(shí)間，這其間設(shè)備外殼是帶電的，其對(duì)地電壓也即短路電流在零線部分產(chǎn)生的電壓降為:Ud=UL=IdlZl=U/(Zx+Zl)*ZL式中:Idl單相短路電流dLdllxlLdlZx相線阻抗xZl零線阻抗 U電網(wǎng)相電壓一般情況下，零線的導(dǎo)電能力不應(yīng)低于相線的二分之一。據(jù)此，可取Z=1/2*Z代入得：U=UZ/(0.5Z+Z)q147(伏)xldlll可見，在單純接零的情況下還是會(huì)有觸電危險(xiǎn)的。如果加裝接地保護(hù)裝置，就可以大大地減少這種危險(xiǎn)了。如圖五(圖五)短路電流大部分通過零線構(gòu)成回路，小部分通過接地電阻。其設(shè)備的對(duì)地電壓：U=I+R=UR/(R+R)dddlddo式中：Id接地電流Id=Ul/Rd+Rod d ld oR接地電阻取4QdR工作接地電阻取4Q0假定零線電壓U1仍為147伏(實(shí)際上由于Rd和R與零線并聯(lián)零線上ldo的電壓還會(huì)低一些)則：Ud=147*4/(4+4)=73.5(伏)若線路上2處保護(hù)接地且每處地阻均在4Q時(shí)貝則Ud=[147*(4/2)]/(4/2+4)=49(伏)若4處時(shí)則：Ud=[147*（4/4）]/（4/4+4）=29.4（伏）顯然，觸電危險(xiǎn)又小了一些。第二、保護(hù)接地和保護(hù)接零的共同使用可以減輕零線斷線時(shí)造成的觸電危險(xiǎn)。（如圖六）在只有保護(hù)接零時(shí)，當(dāng)零線斷線又有一相漏電碰殼，人體觸及到電器設(shè)備上，事故電流會(huì)通過人體和工作接地構(gòu)成回路。因?yàn)槿梭w電阻比工作接地電阻大的多，所以當(dāng)零線斷線后，人體幾乎承受全部的相電壓（分析同圖一）。另外，既便設(shè)備沒有漏電，當(dāng)零線斷線時(shí)也會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡，零線也可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓。加裝了保護(hù)接地后，情況就不同了。如圖（七）此時(shí)，較大的事故電流通過r和r構(gòu)成回路，漏電設(shè)備的對(duì)地電壓大do大降低。從而，也減少了由此所造成的觸電危險(xiǎn)。第三、保護(hù)接地與保護(hù)接零的同時(shí)使用可以縮短故障時(shí)間。因?yàn)樵O(shè)備保護(hù)接地與零線相連通，與工作接地構(gòu)成零線的并聯(lián)分支，所以當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)（設(shè)備漏電亦同），能增加短路電流，這樣就加速了斷路器的動(dòng)作，從而起到切斷電源的作用。第四、在同一變壓器供電的系統(tǒng)中，應(yīng)將所有設(shè)備同零線連接起來，構(gòu)成一個(gè)零線網(wǎng)，假如個(gè)別設(shè)備離開零線網(wǎng)，而且采取保護(hù)接地措施，會(huì)出現(xiàn)如下情況。（如圖八）設(shè)備D使用保護(hù)接地，而未接零。當(dāng)D設(shè)備漏電碰殼時(shí)，電流通過rd和r構(gòu)成回路，人體觸及此設(shè)備就會(huì)有如下的電壓：doU=rU/(r+r)=4*220/(4+4)=110(伏)ddod同時(shí)零線也會(huì)出現(xiàn)對(duì)地電壓。U=rU/(r+r)=4*220/(4+4)=110(伏)oood無疑Ud和U都是危險(xiǎn)電壓，即該設(shè)備及其他所有接零設(shè)備都可能帶do有危險(xiǎn)電壓。因此，在同一變壓器供電的系統(tǒng)中應(yīng)同時(shí)進(jìn)行接地保護(hù)和接零保護(hù)。由以上分析得出結(jié)論：在三相四線制式中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中保護(hù)接地和保護(hù)接零可以同時(shí)使用，并能夠很好地防止人身觸電傷亡事故的發(fā)生。四、如何共同使用保護(hù)接地和保護(hù)接零(圖九)D □'口（一） 、兩種保護(hù)的共同使用如圖所示。將設(shè)備外殼進(jìn)行保護(hù)接地并將此處與保護(hù)接零連接在一起。（二） 、應(yīng)注意的幾點(diǎn)：1、 其接零和接地線均應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電能力和熱穩(wěn)定性。原則上不應(yīng)少于相線截面的二分之一。2、 必須連接可靠。接地裝置之間應(yīng)采用焊接，并有足夠的焊接面積；用螺栓連接的應(yīng)有防松動(dòng)措施。為了保證其導(dǎo)電的連續(xù)性接零或接地線上不應(yīng)有接頭或脫節(jié)現(xiàn)象。3、 防止機(jī)械損傷。兩種保護(hù)線應(yīng)盡量安裝在人們不易觸及到的地方，以免意外損壞，同時(shí)又必須設(shè)在明顯位置