（已结贴）工控求职面试题擂台第五十一期—保护接地和保护接零问题？ 点击：863 | 回复：19
（1）什么是保护接地？怎么做更好？
（2）什么是保护接零？怎么做更好？
保护接零与保护接地可以同时用在一台变压器的二次侧吗？
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保护接地：变压器中性点（或一相）不直接接地的电网内，一切电气设备正常情况下不带电的金属外壳以及和它连接的金属部分与大地作可靠联接。
如图（1）所示，在变压器中性点不直接接地的低压供电系统中，与一相碰壳时，接地电流Id 通过人体和电网的对地绝缘阻抗形成回路，如果各相对地绝缘阻抗相等，则漏电流Id和设备对地电压Ud (即人体触及电压）为：Id=U/(R d +Z/3) Ud=Id*Rd=3URd/(3Rd+Z)
式中 U－－-电源相电压(V)
Rd－－-人体电阻(Ω)
Z－－－－电网每相对地绝缘复数阻抗(Ω)
当电网对地绝缘正常时，漏电设备对地电压很低，但长期存在；一旦电网绝缘性能显著下降，则对地电压Ud可能上升到危险程度。
为解决上述可能出现的危险性，可采用图（2）所示的保护接地措施。由于Rb和Rd是并联，而且
Ud=3URb/(∣3Rb+Z∣)
式中Rb——接地保护电阻（Ω)。
只要能控制Rb很小，就可以把漏电设备的对地电压控制在安全范围之内，而且Id被Rb分流，流入人体Rd的电流很小，保证了操作人员的人身安全。
应用范围：保护接地适用于中性点不直接接地电网，在这种电网中，凡是由于绝缘破坏或其它原因，可能呈现危险电压的金属部分，除有特殊规定之外，均应采取保护接地措施。包括：(1)电机、变压器、照明灯具、携带式移动式用电器具的金属外壳和底座。
(2)配电屏、箱、柜、盘，控制屏、箱、柜、盘的金属构架。
（3）穿电线的金属管，电缆的金属外皮，电缆终端盒、接线盒的金属部分。
（4）互感器的铁芯及二次线圈的一端。
（5）装有避雷器的电力线杆、塔。高频设备的屏护。
保护接零：保护接零就是在1kV以下变压器中性点直接接地的系统中，一切电气设备正常情况不带电的金属部分与电网零干线可靠连接。
在变压器中性点接地的低压配电系统中，如图（1）所示，当某相出现事故碰壳时，形成相线和零线的单相短路，短路电流Id能迅速使保护装置（如熔断器）动作，切断电源，从而把事故点与电源断开，防止触电危险。
应当指出，在变压器中性点接地系统中，如果电气设备采用接地保护，则不能起到保护作用。如图（2）所示。
设RO=Rd且相电压为220V时，设备对地漏电电压有110V,这时若有人触及设备则是危险的。
如果RO=Rd=4Ω时（变压器中性点接地电阻不大于4Ω），短路电流：
Id=U/( RO+Rd)=220/(4+4)=27.5(A)
这一电流一般不会使短路保护装置动作，漏电设备会长期带电，而且UO的存在，使零线对地电压也为110V,人若触及零线也会发生触电危险。所以中性点接地的供电系统严禁采用接地保护。
如图（3）所示，在变压器中性点接地系统，如果接零保护和接地保护混用，则当采用接地保护的设备发生碰壳事故时，
∵RO=Rd
∴Id=U/( RO+Rd)=U/(2RO); Ud= 【U/(2RO)】*Rd=U/2 UO=U-Ud=U-（U/2）=U/2
式中 U－－－－－－ 相电压(V)；
Id－－－－－－故障电流(A)；
RO－－－－－－变压器中性点接地电阻(Ω)；
Rd－－－－－－设备接地电阻(Ω)；
Ud－－－－－－故障电压(V)
此时在全部接零保护的金属外壳均带1/2相电压，故采取混接是危险的。
所以保护接零与保护接地不可以同时用在一台变压器的二次侧。
应用范围：中性点直接接地的供电系统中，凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应采用保护接零作为安全措施。
保护零线的线路上，不准装设开关或熔断器。在三相四线制供电系统中，零干线兼作工作零线和保护零线时，其截面不能按工作电流选择。
怎么做更好：应在保护接零系统中重复接地。
重复接地是将零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接。它是保护接零系统中不可缺少的安全技术措施，其安全作用是：
1）降低漏电设备对地电压。当接零保护的设备发生碰壳时，保护电器要有0.3S－－3S的动作时间，在此期间内仍有触电的危险性。此时设备外壳电压
Ud= Id*ZL=【U/( ZL+Zx)】*ZL
式中 Ud－－－－－－外壳漏电后对地电压（V);
Id－－－－－－漏电流（单相短路电流）(A)；
ZL，Zx－－－－－－零线阻抗和相线阻抗(Ω)；
U－－－－－－相电压（V)。
如果选零线截面为相线截面的1/2,则
Zx/ZL=1/2 ∴Ud={220V/【(3/2)ZL】}*ZL=147V
若接了重复接地，如图（4）所示，漏电设备对地电压不再是147V,而是
【147V/(4+10)】*10=105V（重复接地电阻不大于10Ω）。
可见电压降低了一些。
2）减轻了零干线断线的危险。如果接零保护的设备零线断了，此时又发生碰壳事故，则由于人身电阻比接地电阻RO大很多，则相电压几乎全部加在人体上这是很危险的，如图（5）所示。若接了重复接地（电阻为RC),则设备各相电压被RC和工作接地电阻RO共同分担，此时的电压就小多了。
3）由于工作接地和重复接地构成零线并联分支，当发生短路时能增加短路电流，加速保护装置的动作速度，缩短事故持续时间。
4）改善了架空线路的防雷性能。架空线上的重复接地对雷电流有分流作用，有利于限制雷电过电压。
在接地装置中有两个重要参数：1、接地电阻‘>接地电阻值；2、接地网结构。现在看来，虽然接地网的结构和系统等电位很重要，但是低阻的接地装置，是设备正常、安全运行的基础。特别是在防雷接地，要在瞬间将几十KA的雷电流泄流到大地，接地电阻‘>接地电阻越小散流越快，雷击后高电位保持的时间就短，危险性就小。总之接地电阻‘>接地电阻越小，效果越好，被保护的对象就越安全。
保护接零（protective connect toneutral） 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。
。接零保护一般与熔断器、保护装置等配合用于变压器中性点直接接地的系统中。我们日常生活中常用的就是这种三相四线制中性点直接接地的供电方式。电器设备采用“接零保护”后，当电器设备绝缘损坏或发生相线碰壳时，因为电器设备的金属外壳己直接接到低压电网中的零线上，所以故障电流经过接零导线与配电变压器零线构成闭合回路，碰壳故障变成了单相短路，因金属导线阻抗小，这一短路电流在瞬间增大，足以使保护装置或熔断器迅速动作(熔断)而切断漏电设备电源，即使人体触及了电器设备的外壳(构架)也不会触电。
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