电气设备的接地与接零

　　接地和接零是电气防火、安全技术重要的研究内容。美国加利福尼亚州编辑的工业电气事故统计资料指出，可靠的接地设施能够消除人身事故；火灾保险公司在总结工业经验时也指出，工业设施中大约有15％的火灾起源于电气系统，而采用更可靠的接地装置便能有效地减少火灾危险。

    所谓接地，就是电气设备的任何部分与土壤间作良好的连接。在这里，接地系统按其设备和作用可分为保护接地、工作接地、保护接零和重复接地4种。在正常或事故状态下，为了保证电气设备可靠运行，而将电力系统中某一点进行接地，无论是直接接地或经特殊装置接地均称工作接地；当电气设备与带电部分相绝缘的金属外壳由于绝缘破坏可能带电，造成触电事故，为了防止这种触电的危险而将金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接，使设备外壳保持和大地同为零电位，称之为保护接地；如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接接地系统中的零线连接，称为保护接地；如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接地系统中的零线连接，称为保护接零；将零线的一点或几点再次与地作金属性连接，称为重复接地，总而言之，无论是接地和接零，其目的不外乎有两个：一是电气设备在任何范围内，它的金属外壳及其靠近它垢金属结构都始终保持低电位，以防触电危险，确保人身安全。二是提供可靠的电气通路。就是在接地短路电流通过时也不会有火花或其它明显的过热现象，以避免易燃物质或气体引燃，造成火灾危险。

    在这里，我们主要谈一下接于380伏／220伏三相四线制电线系统的电气设备在系统中性点接地时的安全保护问题。对于中性点接地的接零系统，设备外壳必须采取接零保护。这是因为当电器设备的外壳接到零线上时，若发生碰壳短路，电流将由设备外壳、零线、相线构成闭合回路。由于3种物质的合成电阻很小，从而使短路电流很大，常常大于3倍的熔丝额定电流，使保护设备迅速动作，故障设备从线路中切断，即使在故障期间，人体若触及设备外壳，由于人体与设备形成并联回路，而人体的电阻远大于三者的合成电阻，从而使通过人体的电流很小，也不会发生触电危险。在中性点接地的接零系统中，如果设备外壳未接地也未接零，当电气设备绝缘损坏，使外壳带电，此时漏电流较少，不足以使熔断器熔断，设备外壳上长期存在电压，而人体一旦触及外壳，就会有电流通过人体。由于人体电阻（800—1000Ω）大于接地电阻（一般为4Ω）对于220V的相电压。此时通过人体的电流为0．22A，远远超过人体允许的安全电流（50mA），因而有触电危险；如果仅有设备外壳接地，当电器设备发生单相接地短路时，所产生的短路电流不足以使过流继电器动作，从而使单相接地故障电流持续存在，线路也不会跳闸。设备在持续电流作用下发热，并且使设备外壳存在对地电压，其实两相也承受了过电压。这样系统在过电压下运行，不仅使绝缘程度下降，而且人体一旦触及外壳也会有触电危险。这样看来，仅有接零系统也是不够安全的。为了使保护接零系统处于最佳的安全状态，还必须对零线进行重复接地。这样当接零电气设备发生单相短路时，在保护动作的一段时间，短时电流将大都通过零线，小部分通过重复接地和工作接地，这一部分接地电阻上的电压就是设备对地电压。与纯零系统相比，设备对地电压减少，安全性提高了。因此，在架空线路和工厂电缆敷设时常采用重复接地的方式。

    这里还必须强调指出几点：

    保护接零只能用地中性点直接接地系统中。若在无中性点接地的系统采用接零保护，一旦电气设备发生单相接地短路时，故障电流会通过设备、人体回到零线构成回路。这时的故障电流线路保护不动作，电流可能长期存在，对人身和所有设备会造成伤亡和过热危险。

    在接零系统中，不能采用有的设备接地有的设备接零的不合理连接方式。众所震惊的美国内华达州的拉维斯加维市的米高梅大旅社火灾便是由于系统接地零混乱而酿成85人死亡、损失5千万美元的悲剧。

    非直接接地系统中设备不能单纯接地。

    对于380／220V系统中的零线和具有接零要求的单相设备不允许装设开关和熔断器，如果装设自动开关，只有当过流脱口器动作后能同时切断相线时，才允许在零线上装设过流脱口器。

    目前，家用电器的电源一般都是单相220V电源，插头采用三脚插头，其中一端头接地。如果仅采用两个插头，而认为另一个插头无用而废除，那么一旦电器带电绝缘外壳破损，势必会造成不应有的损失。因此，为避免发生危险，电气设备必须实行接地接零保护。