保护接地和保护接零

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2651页（1216字）

保护接地就是将电气设备的金属外壳通过接地装置与大地可靠地连接。保护接地适用于电源中性点不接地的低压电网。在这种电网中，凡由于绝缘破坏或其它原因而可能呈现危险电压的电气设备的金属外壳，都应采取保护接地措施。保护接地的原理如图8．1－31所示。图中I_d是相线碰壳时接地故障电流，I_r是流经人体的电流，R_b是保护接地电阻，R_r是人体电阻，Z是电网每相对地绝缘阻抗。由图中看出，R_b与R_r并联，且远小于R_r，所以有保护接地时，人体的接触电压为：

图8．1－31 保护接地原理

U_r=I_rR_r≈I_dR_b

当R_b较小时，安全性就较高，对于380V的低压电网，一般要求保护接地电阻R_b≤4Ω。

保护接零就是在电源中性点直接接地的三相四线制(380V／220V)低压电网中，把电气设备在正常情况下不带电的金属外壳与电网的零线可靠地连接。保护接零的原理如图8．1－32所示。图中I_d是相线碰壳时短路故障电流，R₀是工作接地电阻，R_C是重复接地电阻，FU是熔断器。当电气设备发生相线碰壳故障时，短路电流I_d的值较大，使熔断器FU(或自动开关)迅速动作，切断电源。应该说明，在保护接零系统中，必须设有良好的工作接地和重复接地。所谓工作接地，就是把电源中性点通过接地装置直接与大地相连接，其接地电阻R₀不得超过4Ω。而重复接地，就是在零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接。重复接地电阻R_C通常应在10Ω以下。低压架空线的终端、分支线长度超过200m的分支处、沿线每1km处以及进户点，零线均应重复接地。在较大的车间内部，零线应增加重复接地点。

图8．1－32 保护接零原理

接地装置由接地体和接地线(包括地线网)组成。接零装置由接地体和零线网(不包括工作零线)组成。凡埋设在地下与土壤有紧密接触的金属管道(流经可燃或爆炸性介质的管道除外)、建筑物的金属桩及直接埋设在地下的电缆金属外皮(铝外皮除外)等，均可作为自然接地体使用。人工接地体可采用钢管、圆钢、角钢及扁钢等制成。一般情况下，接地体宜垂直埋设，垂直接地体的深度以2．5m左右为宜。垂直的人工接地体通常不少于两根，相互间的距离以2．5m～3m为宜。多岩石地区，接地体可水平埋设，埋设深度通常不应小于0．6m。在地下的接地体不应涂漆。接地线和接零线截面的安全载流量以不低于相线的二分之一为宜。钢质接零线、接地线及接地体的最小尺寸见表8．1－33。

表8．1－33 钢质接零线、接地线及接地体的最小尺寸