浅析电气设备的保护接地和保护接零

浅析电气设备的保护接地与保护接零

一、电气设备保护接地与保护接零的定义

1、保护接零:是指把电工设备的金属外壳和电网的零线可靠连接,以保护人身安全的一种用电安全措施。

2、保护接地:是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来,以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体伤害。

3、工作接地:是指将变压器的中性点接地,其主要作用是系统电位稳定,减少低压系统由于一相接地、高低压短路等原因所产生过电压危险,并能防止用电设备绝缘击穿。

二、保护接地与保护接零的主要区别:

(1)保护原理不同 保护接地是限制设备漏电后的对地电压,使之不超过安全范围。在高压系统中,保护接地除限制对地电压外,在某些情况下,还有促使电网保护装置动作的作用;保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路,促使线路上的保护装置动作,以及切断故障设备的电源。此外,在保护接零电网中,保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。

(2)适用范围不同 保护接地即适用于一般不接地的高低压电网,也适用于采取了单相或多相设置有接地保护装置的(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

(3)线路结构不同 如果采取保护接地措施,电网中可以无工作零线,只设保护接地线;如果采取了保护接零措施,则必须设工作零线,利

用工作零线作接零保护。保护接零线不应接开关、熔断器,当在工作零线上装设熔断器等开断电器时,还必须另装保护接地线或接零线。

三、保护接地与保护接零的优缺点。

保护接零的优点 防电器外壳带电,若采用保护接地,在接地电阻RG符合要求不大于4欧姆的条件下,如果电器外壳带上220V的电压,则保护接地回路,短路电流I=U/(R0+RG)=220/(4+4)=27.5(A),如图

其中R0是变压器中性点的接地电阻叫工作接地电阻。为了保证保护设备可靠的动作,接地短路电流不小于自动开关整定电流的1.25倍或为容丝熔断电流的3倍,因此,上式中的短路电流仅能保证断开整定电流不超过27.5/1.25、即22A的自动开关,或27.5/3、即9.2A的熔断器,如果保护设备的额定电流值大于上述值,保护设备就不能迅速、可靠的动作。此时,电器设备外壳上将长期存在对地电压,对操作电器的人员是非常危险的。而采用保护接零,电器外壳绝缘击穿时故障相基本形成无电阻的闭合回路,短路电流要远大于27.5(A),只要合理选择保护装置的动作电流,足以使保护装置迅速切断电源,消除触电的危险。可见在接地电网中,为防止用电设备外壳带电伤人,

采用保护接零比采用保护接地效果好的多。

保护接零的缺点 由低压公用电网或农村集体电网供电的电气设备应采用保护接地,不得采用保护接零。这是因为公用电网和农村集体电网,低压线路的维护水平较低,供电线路长,零线断线的可能性存在,若采用保护接零,万一零线断线,一台用电设备外壳带电,此低压系统的所有用电设备外壳都带电,非常危险。 单相负荷线路保护零线不得借用工作零线,否则,如果接零线路松落或折段,将会使设备金属外壳带电或当零线与火线接反时使外壳带电。 采用保护接零,只能消除电器的外壳与电源的火线连接的严重故障,不能排除电器外壳的漏电故障,所以电器外壳在采用保护接零的同时,还应采取其他保护措施消除电器外壳的漏电故障,目前常用的方法是安装电流型漏电保护器。 必须有可靠的短路保护或过电流保护装置相配合,各种保护装置必须按照安全要求选择和整定。

保护接地的优点 一是降低漏电设备的对地电压;二是减轻了零干线断线的危险;三是当线路、设备发生对地短路时,由于重复接地与工作接地并联,降低了接地电阻,增加短路电流,加速保护装置动作速度,缩短事故持续时间;四是因重复接地对雷电流的分流作用,改善了架空线路的防雷性能,有利于限制雷电过电压。

保护接地的缺点 1)现行的公用配电网络中,并没有采用统一专用的接地(或接零)线,用户不是都具备这方面的专业技术知识,再加上城镇居住条件的客观环境、房屋配电系统设计施工不规范、供电部门安全宣传管理不到位等因素的限制或影响,正确有效地实施保护接地

不是件容易的事。因此很多用户使用保护接地线也很难达要求的技术标准,存在不安全因素,反而埋下事故隐患。2)如果接地电阻偏大,故障的用电设备外壳可能长时间带电。

四、保护接地与保护接零注意事项

1、用电设备采用同一供电系统,电气设备的接地、接零保护应保持一致,即全部采用接地保护或全部设备采用接零保护。不得一部分采用接地保护,一部分采用接零保护。

2、保护零线必须可靠、安全,严禁断线。如果断线,就会造成部分同系统进行接零保护的电气设备外壳带电,直接威胁人身安全。

3、单相负荷供电线路工作零线与保护零线必须分开使用。

4、采用保护接零时,相线、工作零线必须接入漏电保护器,以保证设备外壳漏电时断开电源。

五、三相五线制接零保护系统的应用。

1、接线方式、

为了保证电气设备安全、可靠地运行,为了消除采用保护接零的缺点,一般对于低压用电设备供电系统、施工现场供电系统采用三相五线供电系统是安全、可靠和实用的。即变压器(T)、开关(DK)、漏电保护器(RCD)、三相电源线L1、L2、L3、工作零线(N线)及保护零线(PE线)。如下图:

2、优点:

1)消除了采用保护接零系统中,零线断线后如果一台用电设备外壳带电,造成其它用电设备外壳带电的可能性。

2)消除了采用保护接地系统中,如果用电设备外壳与相线短路后,故障的用电设备外壳长时间带电的可能性。

3、应用三相五线制供电系统进行接零保护时注意事项

1)工作零线(N线)必须通过线路零序电流互感器或线路总漏电保护器。保护零线(PE线)必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处引出。

2)、在保护接零系统中,通过总漏电保护器的工作零线与保护零线之间不得在做电气连接。

3)、保护零线(PE线)应单独敷设,重复接地线必须与保护零线连接。保护零线上严禁设置开关或熔断器。严禁通过工作电流,并将严禁断线。

4)、严禁用电设备直接利用大地做相线或零线。

5)、工作零线必须采用绝缘线,对于用电不平衡的供电系统,工作零

线载流截面必须大于约2陪的相线截面。

6)、相线、工作零线(N线)、保护接零线(PE线)的颜色标记必须符合规定,即A相(黄色)、B相(绿色)、C相(红色)、工作零线(N线)淡蓝色、保护接零线(PE线)绿/黄双色。任何情况下标记颜色严禁混用。

7)单台容量超过100KVA或使用同一接地装置并联运行且总容量超过100KVA的电力变压器或发电机的工作接地电阻值不得大于4欧姆。如果不满足上述条件的,接地电阻不得大于10欧姆。

8)每一接地装置的接地线应采用2根及以上接地线,在不同点与接地体可靠连接。

结束语:任何一种接地方式都存在着一定的局限性,具体采用何种方式进行接地保护,要根据现场实际情况选择合理的保护方式,并正确实施、定期检查和维护,确保用电设备保护装置动作可靠、正常、接地设施完好的情况下,才能保证用电设备和人身安全。从以上接地保护方式分析来看,一般采用三相五线制的系统保护方式,可以很好的起到安全保证作用。特别是对于建筑室内供电系统及施工现场临时电源系统,具有很好安全保护作用。

浅析电气设备的保护接地与保护接零

一、电气设备保护接地与保护接零的定义

1、保护接零:是指把电工设备的金属外壳和电网的零线可靠连接,以保护人身安全的一种用电安全措施。

2、保护接地:是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来,以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体伤害。

3、工作接地:是指将变压器的中性点接地,其主要作用是系统电位稳定,减少低压系统由于一相接地、高低压短路等原因所产生过电压危险,并能防止用电设备绝缘击穿。

二、保护接地与保护接零的主要区别:

(1)保护原理不同 保护接地是限制设备漏电后的对地电压,使之不超过安全范围。在高压系统中,保护接地除限制对地电压外,在某些情况下,还有促使电网保护装置动作的作用;保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路,促使线路上的保护装置动作,以及切断故障设备的电源。此外,在保护接零电网中,保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。

(2)适用范围不同 保护接地即适用于一般不接地的高低压电网,也适用于采取了单相或多相设置有接地保护装置的(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

(3)线路结构不同 如果采取保护接地措施,电网中可以无工作零线,只设保护接地线;如果采取了保护接零措施,则必须设工作零线,利

用工作零线作接零保护。保护接零线不应接开关、熔断器,当在工作零线上装设熔断器等开断电器时,还必须另装保护接地线或接零线。

三、保护接地与保护接零的优缺点。

保护接零的优点 防电器外壳带电,若采用保护接地,在接地电阻RG符合要求不大于4欧姆的条件下,如果电器外壳带上220V的电压,则保护接地回路,短路电流I=U/(R0+RG)=220/(4+4)=27.5(A),如图

其中R0是变压器中性点的接地电阻叫工作接地电阻。为了保证保护设备可靠的动作,接地短路电流不小于自动开关整定电流的1.25倍或为容丝熔断电流的3倍,因此,上式中的短路电流仅能保证断开整定电流不超过27.5/1.25、即22A的自动开关,或27.5/3、即9.2A的熔断器,如果保护设备的额定电流值大于上述值,保护设备就不能迅速、可靠的动作。此时,电器设备外壳上将长期存在对地电压,对操作电器的人员是非常危险的。而采用保护接零,电器外壳绝缘击穿时故障相基本形成无电阻的闭合回路,短路电流要远大于27.5(A),只要合理选择保护装置的动作电流,足以使保护装置迅速切断电源,消除触电的危险。可见在接地电网中,为防止用电设备外壳带电伤人,

采用保护接零比采用保护接地效果好的多。

保护接零的缺点 由低压公用电网或农村集体电网供电的电气设备应采用保护接地,不得采用保护接零。这是因为公用电网和农村集体电网,低压线路的维护水平较低,供电线路长,零线断线的可能性存在,若采用保护接零,万一零线断线,一台用电设备外壳带电,此低压系统的所有用电设备外壳都带电,非常危险。 单相负荷线路保护零线不得借用工作零线,否则,如果接零线路松落或折段,将会使设备金属外壳带电或当零线与火线接反时使外壳带电。 采用保护接零,只能消除电器的外壳与电源的火线连接的严重故障,不能排除电器外壳的漏电故障,所以电器外壳在采用保护接零的同时,还应采取其他保护措施消除电器外壳的漏电故障,目前常用的方法是安装电流型漏电保护器。 必须有可靠的短路保护或过电流保护装置相配合,各种保护装置必须按照安全要求选择和整定。

保护接地的优点 一是降低漏电设备的对地电压;二是减轻了零干线断线的危险;三是当线路、设备发生对地短路时,由于重复接地与工作接地并联,降低了接地电阻,增加短路电流,加速保护装置动作速度,缩短事故持续时间;四是因重复接地对雷电流的分流作用,改善了架空线路的防雷性能,有利于限制雷电过电压。

保护接地的缺点 1)现行的公用配电网络中,并没有采用统一专用的接地(或接零)线,用户不是都具备这方面的专业技术知识,再加上城镇居住条件的客观环境、房屋配电系统设计施工不规范、供电部门安全宣传管理不到位等因素的限制或影响,正确有效地实施保护接地

不是件容易的事。因此很多用户使用保护接地线也很难达要求的技术标准,存在不安全因素,反而埋下事故隐患。2)如果接地电阻偏大,故障的用电设备外壳可能长时间带电。

四、保护接地与保护接零注意事项

1、用电设备采用同一供电系统,电气设备的接地、接零保护应保持一致,即全部采用接地保护或全部设备采用接零保护。不得一部分采用接地保护,一部分采用接零保护。

2、保护零线必须可靠、安全,严禁断线。如果断线,就会造成部分同系统进行接零保护的电气设备外壳带电,直接威胁人身安全。

3、单相负荷供电线路工作零线与保护零线必须分开使用。

4、采用保护接零时,相线、工作零线必须接入漏电保护器,以保证设备外壳漏电时断开电源。

五、三相五线制接零保护系统的应用。

1、接线方式、

为了保证电气设备安全、可靠地运行,为了消除采用保护接零的缺点,一般对于低压用电设备供电系统、施工现场供电系统采用三相五线供电系统是安全、可靠和实用的。即变压器(T)、开关(DK)、漏电保护器(RCD)、三相电源线L1、L2、L3、工作零线(N线)及保护零线(PE线)。如下图:

2、优点:

1)消除了采用保护接零系统中,零线断线后如果一台用电设备外壳带电,造成其它用电设备外壳带电的可能性。

2)消除了采用保护接地系统中,如果用电设备外壳与相线短路后,故障的用电设备外壳长时间带电的可能性。

3、应用三相五线制供电系统进行接零保护时注意事项

1)工作零线(N线)必须通过线路零序电流互感器或线路总漏电保护器。保护零线(PE线)必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处引出。

2)、在保护接零系统中,通过总漏电保护器的工作零线与保护零线之间不得在做电气连接。

3)、保护零线(PE线)应单独敷设,重复接地线必须与保护零线连接。保护零线上严禁设置开关或熔断器。严禁通过工作电流,并将严禁断线。

4)、严禁用电设备直接利用大地做相线或零线。

5)、工作零线必须采用绝缘线,对于用电不平衡的供电系统,工作零

线载流截面必须大于约2陪的相线截面。

6)、相线、工作零线(N线)、保护接零线(PE线)的颜色标记必须符合规定,即A相(黄色)、B相(绿色)、C相(红色)、工作零线(N线)淡蓝色、保护接零线(PE线)绿/黄双色。任何情况下标记颜色严禁混用。

7)单台容量超过100KVA或使用同一接地装置并联运行且总容量超过100KVA的电力变压器或发电机的工作接地电阻值不得大于4欧姆。如果不满足上述条件的,接地电阻不得大于10欧姆。

8)每一接地装置的接地线应采用2根及以上接地线,在不同点与接地体可靠连接。

结束语:任何一种接地方式都存在着一定的局限性,具体采用何种方式进行接地保护,要根据现场实际情况选择合理的保护方式,并正确实施、定期检查和维护,确保用电设备保护装置动作可靠、正常、接地设施完好的情况下,才能保证用电设备和人身安全。从以上接地保护方式分析来看,一般采用三相五线制的系统保护方式,可以很好的起到安全保证作用。特别是对于建筑室内供电系统及施工现场临时电源系统,具有很好安全保护作用。


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