电网保护注意事项机电工程师评审论文Word文件下载.docx

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这些做法有些起不到保护作用，有些虽能起点作用但不可靠，还有些则会导致相反作用，使事故范围扩大。

本文对这些错误做法及错误原因作一些分析，并提出保护“接地”和保护“接零”施工中应注意的一些问题，希望能对有关人员提供一些参考。

一、保护“接地”和保护“接零”应注意各自的使用场合。

我们知道，保护“接地”就是将电气设备的金属外壳用一根具有一定强度的低阻导线和大地接地体可靠联接。

为保证接地效果，接地电阻应小于2欧。

这种安全措施适用于系统中性点不接地的低压电网（例如船舶、地下矿井等380/220V电网）。

而保护“接零”则是将电气设备的金属外壳用一低阻导线和系统零线可靠连接。

这种保护措施适用于系统中性点直接接地的低压电网（例如城市、农村、生产厂矿及民用陆上设施380/220V电网）。

这些电网一般均采用系统中性点直接接地的运行方式。

二者是不能发生颠倒的，否则，若在系统中性点直接接地电网采用保护“接地”，则不能起到完全可靠的保护作用。

而若在系统中点不接地电网采用保护“接零”，则中点不接地电网的供电可靠性和安全性降低。

下面我们对此作一些分析。

图1所示是在系统中性点直接接地电网中采用保护“接地”的错误做法。

现假设：

图1中设备的C相绝缘损坏，使设备外壳带电，于是接地电流Id由C相→设备外壳→设备接地电阻Rd→大地→系统中点接地电阻R0→电源构成回路，其接地电流：

Id=

式中：

Ux---电源相电压。

如果该设备的工作电流较大，而接地电阻Rd和R0又不可能做得很小（按国家标准，接地电阻不大于4欧，但对一般简易接地体来讲，接地电阻远大于此值）。

这样，接地电流Id=

就不足以使该设备的保护电器动作（例如使熔断器RD断开等）。

于是，设备外壳带电，此时设备外壳的对地电压为：

Ud=Id·

Rd=·

·

Ux

通常，设备接地电阻Rd大于系统接地电阻R0，所以从上式可以看出，此时设备外壳的对地电压将大于二分之一电源相电压，即：

Ud＞

同样，在系统中性点不接地的电网中，采用了保护“接零”的做法，也是错误的，不切合实际的。

例如，煤矿电网采用三相三线系统中性点不接地的供电方式，其目的是为了提高煤矿电网供电的可靠性和安全性。

由于煤矿作业坏境的特殊性，采用系统中性点不接地电网供电，一旦发生某相绝缘损坏对地短路时，因不会产生很大的相，地间短路电流不会导致短路点产生电弧引起火灾和破坏原三相电网的平衡，并且可维持系统在短期内的正常供电，煤矿电网中检漏继电保护器的使用，更加提高了供电可靠和安全性，这就是“三相三线”对地绝缘电网的优点。

但如果在这种系统中采用了保护“接零”，则电网的这种优点将丧失。

因为零线电阻很小，一旦出现设备外壳漏电，通过零线迅速构成回路，产生巨大的短路电流，这种大电流将有可能在短路点产生火花，引起火灾，同时某一相的大电流也会破坏三相系统的平衡，促使系统的保护装置迅速动作，从而中断了正常供电，一旦人体接触到漏电体，将会造成不可估量的后果，使煤矿中性点不接地电网的供电可靠性和安全性下降。

综上所述，保护“接地”和“接零”的安全措施，适用场合是有一定的针对性，随意颠倒使用都是错误的，这里顺便提一下，在某些家用电器中，有人喜欢将电器的金属外壳用导线和自来水管联接，以为这是一种保护措施。

事实上这种做法是不可靠的，有时甚至是危险的。

因为陆地电网采用的是系统中性点接地的供电方式，况且自来水管的接地电阻远不能达到国家规定要求，尤其是采用屋顶水箱供水的自来水管，其接地电阻更大。

所以这种做法是错误的，正确的做法是将电气设备的金属外壳和系统保护零线可靠联接。

二、同一系统不允许存在两种不同的保护方式

由同一发电机，同一变压器或同一段母线供电的线路中，不允许有一部分设备采用保护“接地”，而另一部分设备采用保护“接零”。

否则，一旦当某一接地设备金属外壳漏电时，将导致零线电位上升，从而使外壳和零线相接的所有处于保护“接零”状态下的设备外壳全部带电。

这不但起不到保护作用，相反使故障的范围扩大，其原因说明如下。

现假设图2中接地设备A的外壳漏电，漏电电流Id由电源相线→A设备外壳→A设备接地电阻Rd→大地→电源中性点接地电阻R0→电源中性点构成回路。

其接地电流大小为：

Id=

如果该接地电流Id不足以使设备A的保护电器动作，则零线电位将上升。

此时，零线的对地电压为：

U0=Id·

R0=

当Rd=R0时，U0=

Ux。

也就是说，此时零线对地呈现二分之一的电源相电压。

于是处于保护接零状态下的设备B和C的外壳全部带电，其对地电压为

这样，原先是一个设备漏电，结果却引起来一大批设备外壳带电，使故障范围扩大，这显然是不可取的。

三、采用保护“接地”时，应尽可能做到“共点”接地

对于系统重点不接地的低压电网，在采用保护“接地”工作方式时，应尽量使相邻近的设备外壳用同一低阻、坚固的导线联接起来，然后选择在某一点接地，这样可避免某些非常情况下的触电事故，如图3所示。

现假设设备A的A相绝缘损坏碰壳，而设备B是B相绝缘损坏碰壳，则漏电电流Id由A设备外壳→A设备接地电阻RdA→大地→B设备接地电阻RdB→B设备外壳构成回路，其漏电流大小为：

UL----电源线电压。

当漏电流Id不足以使A、B设备的保护电器动作时，A、B两设备的外壳均带电，其对地电压为：

UdA=Id·

RdA=

UL

UdB=Id·

RdB=

当RdA=RdB时，UdA=UdB=

UL。

也就是说，设备A和B的外壳对地皆有二分之一的电源线电压，这显然也是十分危险的。

最简单的改进方法就是将设备A、B外壳用一公共线联起来，再任选一点接地，如图4所示。

这样，把原来两相分别对地短路变成电源A、B两相的相间短路，势必引起巨大短路电流，足以使线路保护电器动作，从而切断电源达到保护目的。

另外，即使保护电器不动作，因为漏电短路电流Id不通过大地，所以设备A、B外壳都不会出现对地电压，这样人碰到设备A、B外壳也不会触电。

四、采用保护“接零”工作方式时，应注意零线“重复接地”。

对于系统中点接地的低压电网，应注意零线“重复接地”。

这样，在零线正常情况下，可使零线各处的对地电位更趋平衡（尤其是零线较长且零线电流较大的情况下，作用更明显）。

而在零线发生断裂等非常情况下，也可降低零线的对地电压，减少“接零”设备外壳带电的危害程度，如图5所示。

现假设图5中无重复接地电阻R01，在零线断开的非常情况下，一旦有某个设备外壳漏电，则整条零线对地电压升高并使处于保护接零状态下的所有设备外壳带电（如图5中假定A设备漏电的情况），其所带电的对地电压就是电源相电压，这显然是危险的。

若有了重复接地的接地电阻R01，则可使断点后面的零线对地电压下降，重复接地电阻R01越小，重复接地的点越多，则断点后零线的对地也越低。

这样，触电的危险程度也随之减小。

但是，这里要强调一点，不管是否采用了“重复接地”，发生零线断裂情况，总是一种严重事故。

“重复接地”能降低断点后零线的对地电压，但不能保证该电压下降到安全电压的范围内。

另外，零线断开，即使在线路绝缘安全正常情况下，因三相负荷的不平衡产生中性点位移，也可能使断点后的零线对地电压上升到危险程度，使处于保护“接零”的设备外壳带电。

所以，保证零线完好是安全用电的一个重要环节，必须在任何情况下都要给予充分重视，绝对不允许发生零线断裂，更不允许在零线上安装熔断器。

五、保护“零线”和工作“零线”应分别敷设

对于采用一相线、一零线工作的单相负荷，若采用保护“接零”的工作方式，应注意保护零线和工作零线要分别敷设，不能借用工作零线作保护“接零”，参见图6。

这是因为绝大多数单相线路在进户前，一般皆在相线和零线上装有保险丝，在这种情况下，万一发生零线保险丝熔断，则火线通过负载和设备外壳接通，这样不但起不到保护作用，相反使触电的危险更大。

所以，安全用电的有关规范规定：

保护零线应从干线零线上不经保险丝直接引入（如图7所示）。

以上我们讨论了保护“接地”和“接零”应用中的五个注意问题并分析了其错误的原因，希望能引起人们的重视。

安全用电不怕一万，就怕万一，有时一点很小的疏忽，也会造成终生遗憾，这种教训是屡见不鲜的。