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摘要：文章結(jié)合電器安裝工程和施工安全用電管理實踐經(jīng)驗,對如何選用保護接地和保護接零進行分析，以達到安全用電的目的。

關(guān)鍵詞：正確選用；保護接地；保護接零

在低壓380V/220V供電網(wǎng)絡(luò)中，大家都知道，接地與接零的作用是為了保護用電設(shè)備安裝，避免人體發(fā)生觸電危險的技術(shù)措施。故又稱為保護接地和保護接零。兩種方式，只有使用在各自的系統(tǒng)中，才會發(fā)揮其保護作用。由于接零是接地的一種方式，故在建筑施工和電氣設(shè)備安裝中，容易被忽視和混淆，造成不應(yīng)有的事故和傷亡。因此，筆者認(rèn)為，在建筑施工和安裝各種電氣設(shè)備時，應(yīng)引起大家的重視。

1電流對人體的影響

近幾年來，國內(nèi)外電氣專家在電流通過人體的影響方面作了不少的研究。經(jīng)過大量的試驗和分析，一致認(rèn)為，高電壓只能使觸電者的觸電部位產(chǎn)生嚴(yán)重皮膚組織破壞，而不致命；觸電致死的主要原因是，由于觸電電流通過人體時，引起心室顫動，造成心臟失去供血機能而停止跳動。從避免引起心室顫動出發(fā)，目前各國都采用了德意志聯(lián)邦共和國坎愛本提出的50毫安秒（引起心室顫動的電流值與觸電時間的乘積），再乘以0.6的安全系數(shù)即30毫安秒，作為實用的安全電流臨界值。

根據(jù)上述的安全電流范圍和人體電阻曲線（人體電阻是隨著接觸電壓而變的，而且與靴和地面有關(guān)）可計算出安全電壓范圍。從觸電保護的觀點出發(fā)，采用人體電阻的下限值，對應(yīng)于30毫安的安全電壓就是50伏。我國規(guī)定在沒有高度危險情況下的安全電壓為65伏，有高度危險的環(huán)境下為36伏。

同時，國際電工委員會（IEC）組織，根據(jù)大量研究和試驗結(jié)果，提出了安全電壓和允許通電的時間關(guān)系，

上述的研究結(jié)論，為避免因觸電引起傷亡事故和采取各種保護措施，提供了理論基礎(chǔ)。保護接地和保護接零，就是從不同的角度限制流過人體的電流，避免發(fā)生觸電危險的安全措施。

2保護接地的原理及適用范圍

保護接地就是將電氣設(shè)備在正常情況下將不帶電的金屬外殼與大地作為可靠連接由接地體和引下線兩部分組成。根據(jù)IEC的分類，圖1屬于JT系統(tǒng)，即中慪點非直接接地系統(tǒng)。

當(dāng)某一帶電相線與外殼相碰時，接地電流將通過接觸外殼的人體和電網(wǎng)與大地之間的電容構(gòu)成回路，如圖2示。使人體產(chǎn)生觸電。為了消除這種危險，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，把電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬外殼與地面作可靠連接，使通過人體的電流只占全部接地電流Id的一小部分，而達到避免人體觸電的危險。顯而易見，保護接地電阻及與人體電阻Rb是并聯(lián)的，則流經(jīng)人體的電流與流經(jīng)接地裝置的電流比為：

Id、Rd——沿接地體流過的電流及其電阻；

Ib、Rb——沿人體流過的電流及其電阻。

從上式可知，只要Rd<<Rb；（Rb一般取1500歐）就能使渡過人體的電流Id達到安全值30mA以下。在中性點非直接接地系統(tǒng)中，由于存在線路對地電容，流經(jīng)接地裝置的電流Id，僅為接地電容電流。因而通常在1000伏以下中性點非直接接地系統(tǒng)中，不會產(chǎn)生較大的接地短路電流（在實際設(shè)計中采用10安作為計算值）故把接地電阻規(guī)定為4歐，是容易做到的。同時，也能滿足IEC對IT系統(tǒng)提出的：對于這類低壓電力網(wǎng)中的電力設(shè)備的金屬外殼必須個別地或成組地或共同地接地，并滿足：RdId≤UL，UL－安全電壓的臨界值，對于交流為50伏（有效值），即：40×10＝40伏<50伏的要求。通過上述分析可知，保護接地只適用于中性點非直接接地系統(tǒng)中；而且用電設(shè)備的安置位置必須是固定的。

3保護接零的原理及適用范圍

在建筑施工和電氣設(shè)備安裝中，絕大多數(shù)供電是采用變壓器二次側(cè)中性點直接接地的低壓三相四線制。中性點則稱零點，中性線則稱為零線。電氣設(shè)備在正常情況下，不帶電的金屬部分與零線作緊密聯(lián)接，就稱為保護接零。由IEC的分類可知，該系統(tǒng)稱為TN－C系統(tǒng)。

在該系統(tǒng)中，不論其接線形式怎樣，如果某一相帶電部分與外殼相碰，則相線通過設(shè)備外殼與零線形成短路。由于零線阻抗小，能產(chǎn)生超出正常工作電流許多倍的短路電流，使設(shè)備或線路上的保護裝置迅速動作，在很短的時間內(nèi)，切除故障部分電源，保障設(shè)備和人身安全。

那么，在該系統(tǒng)中，采用保護接地是否同樣能防止人體遭受觸電呢？筆者認(rèn)為不能，我們知道變壓器二次側(cè)中性點接地電阻Ro，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是4歐以下。假設(shè)Ro≤Rd或Ro略大于Rd時，在設(shè)備外殼上的事故電壓Ud＝IdRd。由于建筑施工具有高空作業(yè)和潮濕環(huán)境下作業(yè)的特點，因此，事故電壓Ud必須控制在36伏以下。根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理設(shè)Ro＝4歐，則Rd＝0.78歐

要使接地電阻Rd做到這樣小是非常困難的，不經(jīng)濟的。特別是在土壤電阻系數(shù)高的地方，是無法達到的。而且，這時其它兩相的對地電壓為Ux＝；變壓器二次側(cè)中性點的對地電壓為Uo＝220－36＝184伏，零點偏移，顯然是不安全的。如果把電氣設(shè)備獨立的接地電阻Rd提高到4歐，即使在最不利的情況下，人體的接觸電壓都在Ud=遠遠超過了規(guī)定的安全電壓。若忽略線路阻抗，則接地電流為：

這一電流值對于RCIA－10A熔絲也要10秒鐘才能熔斷，超過5秒鐘的規(guī)定，顯然是不能保護人身安全的，對于額定電流值較大的熔絲就更不可能了。由此可見，在三相四線制中性點接地系統(tǒng)，必須采用保護接零。

4使用保護接零時應(yīng)注意的問題

在中性點直接接地系統(tǒng)中，不能一些設(shè)備采用保護接零，另一些設(shè)備采用保護接地。這可從圖5看出，當(dāng)乙設(shè)備發(fā)生帶電相線碰殼時，接地電流Id將通過Rd和Ro形成回路。由前面可知，Id不會太大，線路保護裝置可能不會動作，而使故障電壓長期存在。這時，除了接觸該設(shè)備的有觸電的危險外，還會由于零線對地電壓升高，

使保護接零的設(shè)備帶電，發(fā)生觸電的危險。因此，不允許在同一臺變壓器，同一發(fā)電機或同一段母線供電的線路上，同時使用保護接地和保護接零兩種方式。

如果把乙設(shè)備的外殼再同電網(wǎng)的零線聯(lián)接起來，就能滿足安全要求了。這時，乙設(shè)備的接地裝置便成了系統(tǒng)的重復(fù)接地，這對安全只有益無害的。同時，重復(fù)接地還能使設(shè)備碰殼時，短路電流增大，加速線路保護裝置動作和降低零線中的電壓損失，更主要的是重復(fù)接地在當(dāng)零線斷裂時，能減輕觸電的危險。由于建筑施工現(xiàn)場人員多，比較混亂。加強零線保護，防止零線斷裂將顯得更為重要。首先應(yīng)根據(jù)施工用電負(fù)荷，正確合理地選擇零線截面，架空零線和進戶引入線的截面應(yīng)按IEC規(guī)定來選擇，銅芯不小于10mm2，鋁線不小于16mm2，并利用施工現(xiàn)場基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋或埋設(shè)在地下的金屬管道，認(rèn)真作好零線重復(fù)接地，接地電阻應(yīng)控制在10歐以內(nèi)，以保證故障情況下零線電位盡可能接近零電位。同時還應(yīng)加強用電安全管理，杜絕人為的相（線）零（線）錯調(diào)事故發(fā)生。由于建筑施工現(xiàn)場使用的移動型，可搬型設(shè)備較多，如水磨石機、振動棒、手電鉆等，固定接地很困難。因此，筆者認(rèn)為，只要我們在施工安裝中，認(rèn)真作好了以上工作，同時采用保護接零和漏電器是一種比較切實可行的安全用電措施。

參考文獻：

[1]蘇文成.工廠供電[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999

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