電氣安全接地與接零原理分析

許悟生　蔡智強

摘 要 電氣系統安全成為關乎民生的重大課題，包括電能輸送線路的安全和電能設備終端的使用安全。而接地保護與接零保護是防止人體間接觸電危險的最基本最有效的措施。

關鍵詞 電氣安全 接地保護 接零保護

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A

0引言

電氣線路及設備往往會因絕緣配合材料的使用年限過久、相當大的過電壓以及人類操作的失誤等導致電氣系統中離人類較近、正常情況下不帶電的設備金屬外殼具備對地電壓，從而對人的生命安全造成威脅。

實驗表明，人體觸電危險主要與觸電電壓、觸電電流以及觸電時長等因素有關。高于36伏的電壓對人體將產生不同程度的危險；流經人體的電流達到50mA時就有生命危險；觸電時間越長危險系數更大。觸電事故的發生往往是因為相線、設備、人體大地以及工作零線間形成完整的電路回路，可知降低回路中人體觸電分壓以及流經人體電流是減少觸電風險的有效方法。

1安全接地

接地保護和接零保護均屬于安全接地范疇，是有效減少對地電壓和流經人體的對地電流或使電路中的斷路器等安全保護繼電設備迅速反應并工作的有效措施。接地保護是設備金屬外殼經接地電阻接地，通過較小的接地電阻降低漏電分壓達到保護目的。接零保護是金屬外殼經工作零線或保護線接地，發生故障是能夠促使電路中的電流保護裝置迅速切斷故障電流，消除觸電危險。

2接地保護

接地保護其實是針對電氣終端設備金屬外殼接地的措施，與電源端工作接地（零線接地）是有區別的。一般情況，電氣設備在接通電源后，電流是從電源到相線到設備再經過地線回到電源形成一個完整的電路回路，因此工作零線是電路系統形成回路必不可少的部分。在三相電路中，工作零線是從電源端三相線路中性點引出的一條線路，它的接地方式分為直接接地、不接地或經高阻抗接地，即小電流接地和大電流接地。通常情況下，高壓輸電線路均采用直接接地的方式，低壓輸電線路則根據電氣設備終端的接地或接零情況配合使用。

接地保護，是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構架和線路桿塔等帶電危及人身和設備安全而進行的接地。實際上接地保護的接地部位為正常情況下不帶電因故障發生導致可能帶電的電氣設備部件，如電器金屬外殼部分。

接地保護一般用于電源中性點不直接接地或高阻抗接地的供電系統中，故障時漏電電壓通過線路對地電空形成回路，由于對地電容阻抗與設備金屬外殼為串聯關系，且數值比較大；當人體接觸外殼時，人體阻抗與接地電阻并聯，電抗值將小于接地電阻阻抗值，即大大減少了漏電設備金屬外殼的分壓；此外所形成回路并非短路回路，回路電流較小，人體阻抗值比接地電阻阻抗值大得多，分得的電流更小。但是在中性點直接接地的情況下，工作零線接地電阻與接地保護電阻均為4 ，則回路電流將達到27.5A，則設備金屬外殼上的漏電分壓為110伏。當人體接觸設備金屬外殼時，此分壓值將更高，這種情形是非常危險的。因此接地保護只適用于小電流接地系統中，不適用于大電流接地系統。

3接零保護

接零保護是將電氣設備的金屬外殼和電網的工作零線進行可靠連接，以保護人身安全的一種用電安全措施。

在接零保護電路中均有斷路器等電流保護裝置，當某相帶電部分觸連設備金屬外殼時，通過設備金屬外殼形成該相對零線的單相短路，短路電流促使線路上過電流保護裝置迅速動作并切斷設備供電，消除觸電危險。

通常在采用接零保護措施時，一定要連接線一定要連接在保護干線上，并且需要進行重復接地。當沒有進行重復接地時，工作零線中間某段斷線，斷線處后面的設備發生漏電故障后，相應發生故障的電氣設備金屬外殼是具有帶電危險的。

總而言之，接地保護的實質是降低人身觸電電壓，而接零保護的實質是提高動作電流消除觸電危險。隨著電力工業的不斷發展，各類電力設備更先進，保護裝置靈敏度也更高。在設備終端加裝更加靈敏的電流保護裝置后，將使得接地保護在中性點直接接地的系統中也能夠發揮重要作用。

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