保护接地和保护接零

1、应用、区别及注意事项应用、区别及注意事项 张永俊张永俊n由于日常生活用电及工业用电中，单相接地短路故障所占比例非常大。分析解决此故障常常需要先将保护接地和保护接零了解透彻才有助于快速解决故障，在此具体讲述一下保护接地，保护接零。n以保护人身安全为目的，把电气设备不带电的金属外壳接地或接零，叫做保护接地及保护接零。系统接地的型式系统接地的型式n系统接地型式以拉丁字母作代号，其意义为： 第一个字母表示电源端与地的关系： T电源端有一点直接接地； I电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。 第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系： T电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上

2、独立于电源端的接地点； N电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。短横线（-）后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况： S中性导体和保护导体是分开的； C中性导体和保护导体是合一的；n1. TN系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。根据中性导体和保护导体的组合情况，TN系统的型式有以下三种：1）TN-S系统nTN-S 方式供电系统 它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统，称作 TN-S 供电系统， TN-S 供电系统的特点如下。 1 ）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。

3、 PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。 2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。 3 ）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。 4 ）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。 5 ） TN-S 方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。n2）TN-C系统nTN-C 方式供电系统 它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用 NPE 表示。这种供电系统的特点如下。 1 ）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平

4、衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。 2 ）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。 3 ）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。 4 ） TN-C 系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。 5 ） TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。 n3）TN-C-S系统nTN-C-S 方式供电系统 在建筑施工临时供电中，如果前部分是 TN-C 方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用

5、 TN-S 方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE 线。这种系统称为 TN-C-S 供电系统。 TN-C-S 系统的特点如下。 1 ）工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。 2 ） PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。 3 ）对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联， PE 线上不许安装开关和熔断器.n一般居民楼都是采用TN-C-S系统供电的，三相四线进入单元楼总箱时，工作零线重复接地，

6、然后在从接地点引出两根线，一根N线一根PE线。 n2. T T系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。n3. I T系统电源端的带电部分不接地或有一点通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。nIT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。 但是

7、，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。保护原理保护原理nTN系统漏电单相短路单相短路电流ISS单相短路保护元件动作迅速切断电源实现保护。n在保护接零系统中，零线起着十分重要的作用。一旦出现零线断线，接在断线处后面一段线路上的电气设备，相当于没作保护接零或保护接地。如果在零线断线处后面有的电气设备外壳漏电，则不能构成短路回路，使熔断器熔断，不但这台设备外壳长期带电，而且使接在断线处后面的所有作保护接零设备的外壳都存在接近于电

8、源相电压的对地电压，触电的危险性将被扩大，如图6-7-17(a)所示。n对于单相用电设备，即使外壳没漏电，在零线断开的情况下，相电压也会通过负载和断线处后面的一段零线，出现在用电设备的外壳上，如图6-7-17（）所示。n n因此，零线的连接应牢固可靠、接触良好。零线的连接线与设备的连接应用螺栓压接。所有电气设备的接零线，均应以并联方式接在零线上，不允许串联。在零线上禁止安装保险丝或单独的断流开关。在有腐蚀性物质的环境中，为了防止零线的腐蚀，应在其表面涂以必要的防腐涂料。nTT系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。一般情况下是不安全的。

9、n若采用保护接地，电源中性点接地电阻与电气设备的接地电阻均按考虑，而电源电压为，那么当电气设备的绝缘损坏使电气设备外壳带电时，在设备的外壳上长期存在着110V对地电压d。显然，这是很危险的。如果保护接地电阻大于电源中性点接地电阻，设备外壳的对地电压还要高，这时危险更大。nIT系统人体触及带电设备外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。结论结论n保护（直接）接地主要应用于中性点不接地或不直接接地的电网中（IT系统）。n保护（通过PE或PEN）接地，主要低压中性点直接接地的电网中（TN系统）。注意事项注意事项n1.电源中性点不接地的三相四线制配电系统中，不允许用保护接零，而只能用保护接地。n 在

10、电源中性点接地的配电系统中，当一根相线和大地接触时，通过接地的相线与电源中性点接地装置的短路电流，可以使熔断器熔断，立即切断发生故障的线路。但在中性点不接地的配电系统中，任一相发生接地，系统虽仍可照常运行，但这时大地与接地的相线是等电位，则接在零线上的用电设备外壳对地的电压将等于接地的相线从接地点到电源中性点的电压值，是十分危险的，如图6-7-18所示。n n2. 在同一配电系统中保护接地和保护接零不能混用。n在同一台变压器或同一段母线供电的低压配电系统中，只宜采取同一种保护方式，或者全部采用保护接地，或者全部采用保护接零而不应同时采取接地与接零两种不同的保护方式。n因为同时采用了接地与接零两

11、种不同保护方式时，则当实行保护接地的设备万一发生了碰壳故障，零线的对地电压将会升高到电源相电压的一半或更高(关键这句话，因为三相中有一相接地故障后，必定影响三相的平衡，使得零线上出现不平衡电压低、电流)。这时，实行保护接零(因直接与零线相接)的所有设备上，便会带有同样高的电位，使设备的外壳等金属部分将呈现较高的对地电压，从而危及操作人员的安全。所以，同一低压配电系统中，保护接零与保护接地这两种不同的方式一定不能混用。n n3. 在中性点接地的系统中，除将配电变压器中性点作工作接地外，沿零线走向的一处或多处还要再次将零线接地，叫重复接地。n重复接地的作用是当电气设备外壳漏电时可以降低零线的对地电

12、压；当零线断线时，也可减轻触电的危险。n当设备外壳漏电时，如前所述，经过相线、零线构成了短路回路，短路电流能迅速将熔断器熔断，切断电路，金属外壳亦随之无电，避免发生触电的危险性。但是从设备外壳漏电 到熔断器熔断要经过一个很短的时间，在这短时间内，设备外壳存在对地电压，其值为短路电流在零线上的电压降。在这很短的时间内，如果有人触及设备外壳，还是很危险的。若在接近该设备处，再加一接地装置，即实行重复接地，如图6-7-21所示，设备外壳的对地电压则可降低,重复接地电阻应不大于10欧。n n此外，如果没有重复接地，当零线某处发生断线时，在断线处后面的所有电气设备就处在既没有保护接零，又没有保护接地的状

13、态。一旦有一相电源碰壳，断线处后面的零线和与其相连的电器设备的外壳都将带上等于相电压的对地电压，是十分危险的，如图6-7-22所示。n n在有重复接地的情况下，当零线偶尔断线，发生电器设备外壳带电时，相电压经过漏电的设备外壳，与重复接地电阻、工作接地电阻构成回路，流过电流，如图6-7-23所示。漏电设备外壳的对地电压为相电压在重复接地电阻上的电压降，使事故的危险程度有所减轻，但对人还是危险的，（相当于TT系统）因此，零线断线事故应尽量避免。n n注意：n在TN-S（三相五线制）系统中，零线是不允许重复接地的。零线是旧称，此处已经不准确，三相五线的各线为3根相线、一根中性线、一根接地保护线（即PE线）。不允许重复接地是因为如果中性线重复接地，三相五线制漏电保护检测就不准确，无法起到准确的保护作用。故，零线不允许重复接地，实际上是漏电检测点后不能重复接地。重复接地的是保护线（即PE线）保护接零和保护接地的适用范围保护接零和保护接地