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接零接地保护系统安全讲座

		点击数：	更新时间： 2021年07月18日
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接零、接地保护系统安全讲座
建 华 管 桩 集 团
主讲单位：   江苏建华
主  讲 人：   查  嘉
电      话：
一、安全电压、距离、屏护及标志
一、安全电压
根据不同的环境，正确选用相应额定值的安全电压作为供电电压，是一项防止触电伤亡事故的重要技术措施。
安全电压把可能加在人身上的电压限制在某一范围之内，使得在这种电压下，通过人体的电流不超过允许的范围，这一电压就叫做安全电压。
(一)安全电压值—是通过人体的电流(30mA)与人体电阻(1700 Ω)的乘积。
1、安全电压额定值为五个等级，即：
42伏、36伏、24伏、12伏、6伏
2、我国规定工频(交流)安全电压上限值，即在任何情况下，两导线间或任一导线与地之间均不得超过工频电压有效值上限为50伏。国际电工委员会还规定了直流安全电压的上限值为120伏。

一、安全电压、距离、屏护及标志
安全电压(交流有效值)	安全电压(交流有效值)	应用场所
额定值	空载上限值	应用场所
42	50	在有触电危险场所使用的手持电动工具
36	43	在矿井、多导电粉尘等场所的使用的行灯
24	29	供某些具有人体可能偶然触及的带电体的电器设备选用
12	15	在特别潮湿的场所或金属容器内工作
6	8	人体大部分浸在水中工作
一、安全电压、距离、屏护及标志
(三)安全电压的取得
1、安全电压必须由双绕组变压器降压获得，而不可由自来变压器或电阻分压器获得。

一、安全电压、距离、屏护及标志
2、工作在安全电压下的电路，必须与其他电气系统和任何无关的可导电部分实行电气上的隔离。
3、当电气设备采用24伏以上安全电压时，必须采取防止直接接触带电体的保护措施。
4、安全变压器的铁芯和外壳内应接地，以防一、二次绕组间绝缘击穿时，高压窜入低压回路引起触电危险；此外，还应在高、低压回路中装设熔断器作短路保护。
一、安全电压、距离、屏护及标志
二、安全距离(间距)
安全距离(间距)—为了防止发生人身触电事故和设备短路或接地故障，在带电体与地面、带电体与带电体之间、带电体与其他设施和设备之间，均需保持一定的安全距离，这种距离称为安全距离(间距)。
如检修间距规定：在低压操作中，人体及所携带的工具等到与带电体的距离不就小于0.1米。
一、安全电压、距离、屏护及标志
(三)屏护
A、屏护的作用
1、防止工作人员意外碰触或过分接近带电体。
2、作为检修部位与带电体距离小于安全距离时的隔离措施。
3、保护电气设备不受机械损伤。
一、安全电压、距离、屏护及标志
B、常用屏护的种类
1、遮栏
2、栅栏
3、围墙
4、保护网
一、安全电压、距离、屏护及标志
(四)安全标志
安全标志的作用：
在有触电危险的处所或容易产生误判断、误操作的地方， 以及存在不安全因素的现场，设置醒目的文字或图形标志，提示人们识别、警惕危险因素，对防止人们偶然触及或过分接近带电体而触电。
一、安全电压、距离、屏护及标志
安全色标的意义
色标	含义	举例
红色	禁止、停止、消防	停止按钮、灭火器、仪表运行极限
黄色	注意、警告	“当心触电”、“注意安全”
绿色	安全、通过、允许、工作	如“在此工作”“已接地”
黑色	警告	多用于文字、图形、符号
蓝色	强制执行	“必须带安全帽”
二、绝缘防护
(一)绝缘的作用—是用绝缘物把带电体封闭起来，使电气设备和线路正常运行、防止人身触及带电体。
(二)常用绝缘材料
1、绝缘材料有：气体、液体和固体三种；
2、气体绝缘材料有：空气、氮气、二氧化碳、六氟化硫等。
3、液体绝缘材料有：变压器油、硅油、篦麻油、十二烷基苯、二芳基乙烷等。
4、固体绝缘材料有：电瓷、玻璃、云母、石棉、大理石、硫磺等。
二、绝缘防护
三、绝缘性能的恶化或破坏—绝缘事故
1、绝缘性能包括：电气性能、机械性能、热性能(耐热性、耐寒性、耐冲击稳定性、耐弧性、软化点、粘度)、吸潮性能、化学稳定性(抗氧化性、抗腐蚀性、抗溶剂性)以及抗生物性(霉菌、昆虫的危害)。
2、电气性能—是绝缘材料的主要性能，有极化、电导、损耗和击穿。绝缘材料的电气性能是很有可能在运行中逐渐恶化甚至被击穿而发生短路或漏电事故的。
二、绝缘防护
三、保护接地
一、接地与保护接地的概念
接地—将电气装置中某一部位经接地线和接地体与地做良好的电气连接。
保护接地—是把故障情况下可能呈现危险的对地电压的金属部分同大地紧密地连接起来，把设备上的故障电压限制在安全范围内的安全措施。
保护接地的作用原理分析
(一)在中性点不接地电网中，电气设备不接的危险性分析
三、保护接地
如图所示，在中性点不接地的电网中，电动机的外壳不接地，当电动机的绝缘击穿时，其外壳便带有电压。这时若有人触及电动机外壳，将有电流经人体电阻Rb、电网非故障相对地电容C和绝缘电阻R构成回路。根据所示的等值电路图，可算得流经人体的电流Ib为：
                                   3×相电压(U)
1)流过人体   =
  的电流(Ib)             各相对地绝缘电阻(R)+3×人体电阻(Rb)
三、保护接地
2)人体承受的电压(Ub)=渡过人体的电流(Ib)×人体电阻(Rb)
即：Ub=Ib×Rb
1、中性点不接地的低压电网无防护措施的危险
供电系统的电压可分为超高压电网(500千伏以上)，高压电网(220、110、35、10、6千伏等)和1000伏及以下的低压电网(0.4千伏等)。
三、保护接地
供电电源的相数可分为单相电网、两相电网和三相电网。单相电网是采用一条相线和一条中性线(N)供给照明及小型设备用电的电网；两相电网是采用两条相线供给电焊机等设备用的电网；三相电网是采用三条相线供给一般电动机等设备用电的电网。
按电网的中性点运行方式，电网可分为中性点接地电网和不接地电网。电网的中性点系指所有发电机及变压器三相绕组的中性点。
三、保护接地
按供电电流的性质可分为直流电网和交流电网。电力输送的主要方式是交流送电，但在一些特殊的场合，如较长线路的海底电缆送电，电动机车等要采用直流送电。
1)在电网线路绝缘良好的情况下(R=0.5M Ω =0.5×106 Ω)，若取人体电阻Rb=1700Ω ，则：
三、保护接地
A、流经人体的电流(I)为
                           3×220
      Ib≈                                    =1.31(mA)
                  0.5×106+3×1700

B、人体承受的电压UB为
     Ub=IbRb=1.31×10-3×1700=2.23(V)

三、保护接地
由上述计算可知，在电网线路绝缘良好的情况下，流经人体的电流远小于安全电流30mA；人体所承受的电压也远小于安全电压额定值50伏，可见在线路绝缘良好的情况下，是不会有触电危险的。
2)如果电网线路绝缘不良(设绝缘电阻降至5000 Ω)，此时，流过人体的电流(Ib)为：

三、保护接地
A、
                     3×220
          Ib=                       =65(mA)＞30(mA)
                 5000+3×1700

B、加于人体的电压(Ub)为

Ub=IbRb=65×10-3×1700=111(伏)
三、保护接地
   由上述计算可知，如果电网绝缘不良，由于流过人体的电流65mA大于致命电流30mA；加于人体的电压111伏大于安全电压额定值50伏，所以对于触电者是相当危险的。
三、保护接地
2、中性点不接地的高压电网无防护措施的危险
3-60千伏(1千伏以上属高压电网)，电网的中性点是不接地运行的。这类电网电压较高，绝缘电阻一般都在数百兆欧以上，但由于电网分布广、线路长，对地电容较大(尤其是电缆线路)，这时，流过人体的电流又是多大呢？现以一个6千伏电缆网络为例，进行说明：
三、保护接地
该线路总长为1500米，全部采用16mm2的铜芯电缆敷设，供电给高压电动机，每千米(km)电缆的对地电容C0=0.22微法(UF)。
(二)采用保护接地防止人身触电的有效性分析
1、保护接地在IT系统中的应用
所谓IT系统是指电源中性点不接地或经阻抗(1000 Ω)接地，电气设备的外露可导电部分(如设备的金属外壳)经各自的保护线(PE)分别直接接地的三相三线制低压配电系统，如图所示：

三、保护接地
在这种系统中，有人触及“碰壳”设备外壳时，流过人体的电流可按所示的等值电路求得为
                         RE
           Ib=                        IE
                      RE+RB     
式中地中电流
                U                       3U
IE=                         =                     
          Z     RERb          Z    3RERb
          3     RE+Rb               RE+Rb

三、保护接地
当RE≤Rb时
                      3U
         IE≈
                  1Z+3Rb1

RE                     3URE
          Ib=                  ≈
                     Rb                 1Z+3RE1Rb

三、保护接地
    比较式(2-3)和式(2-9)，当RE≤Rb时，虽然地中电流IE有所增大，但是，流过人体的电流只是IE的一小部分，只要将接地电阻限制在足够小的范围，就能使流过人体的电流小于安全电流，或者说可把人体接触电压降低至安全电压以下，从而保证人身安全，这就是保护接地的工作原理。
   以380/220伏中性点不接地电网为例说明保护的有效性：
三、保护接地
假设电网的绝缘电阻R=5000 Ω ，忽略对地电容的影响，人体电阻Rb=1700 Ω ，当保护接地电阻R0=4 Ω时，由式            可算得流过人体的电流只有0.3mA，人体的接触电压仅0.53伏。
由此可见，在IT系统中采用保护接地是很有效的保安技术措施。
同理可以论证，对于3-60千伏(KV)中性点不接地或经消弧线圈接地的高压电网(属小接地短路电流系统)，保护接地也是减轻触电的有效措施。
三、保护接地
2、IT系统中、保护接地的有效性分析
在中性点不接地的电网中，采用保护接地可以有效地防止或减轻间接触电的危险。但是，在中性点直接接地的电网中，采用保护接地的效时如何呢？
(1)无保护接地的中性点直接接地电网

三、保护接地
如图所示的中性点直接接地电网中，电动机的金属外壳不接地。当人触及“碰壳”的电动机外壳时，接地电流IE经人体和变压器的工作接地电阻RO构成回路。这时，流经人体的电流Ib为
流经人体电流( Ib)=相电压U/人体电阻（Rb）+变压器中性点工作接地电阻RO即Ib=U/ Rb+ RO
 通常RO≤4Ω，若取Rb=1700Ω，对于380/220伏三相四线制电网，则人体所承受的电压等于相电压220伏，通过人体的电流
Ib=220/1700+4=12g（mA）
些值远大于安全电流，触电都是很危险的。

三、保护接地
(2)TT系统中保护接地的功能
所谓TT系统是指电源中性点直接接地，而设备的外露可导电部分经各自的PE线（保护线）分别直接接地的三相四线低压供电系统。

配图2-7（P38）
三、保护接地
如图所示，电动机外壳是接地的，当电动机发生碰壳短路时，按所示的等值电路，可以求得故障电流（Ix）为
Ix=U/Rn+RERb/RE+Rb
人体所承受的电压
UB=UE=RERb÷RE+Rb×Ix
一般情况下，RO和RE都不超过4Ω，如取人体电阻Rb=1700Ω，在380/220伏电网中，故障电流和加于人体的电压分别为

三、保护接地
Ix=220÷〔4+（4×1700）÷（4+1700）〕=27.5（安）
Ub=〔（4×1700）÷（4+1700）×27.5〕=110（伏）
流过人体的电流
Ib=Ub÷Rb=110÷1700=65（毫安）
由上述分析可知，电源中性点直接接地的供电系统，设备金属外壳接地后人体触电电流明显减小（上例由129毫安减小至65毫安），因此对减小触电危险是有一定的作用的。

三、保护接地
但是，这个电流值仍然大于安全电流，且故障电流只有27.5安，在大多数情况下，是不足以使电路的过电流保护装置（如熔断器、自动开关的脱扣器等）动作的，电动机外壳长时间带电，这对人仍是很危险的，虽然，在理论上是不难找到解决问题的办法，如将接地电阻RE降至0.78Ω以下，就可将加于人体上的电压降至安全电压36伏以下。但这样做将增大接地装置的费用和工程难度。从技术经济的角度来看，这样做是

三、保护接地
不合理的，所以，在电气安全技术的发展史上，人们曾对保护接地在中性点直接接地电网中的应用持否定态度。
近年来，随着高灵敏漏电保护器的推广应用，大大地放宽了对接地电阻值的要求（如漏电保护器的动作电流为30mA，通过公式计算，可救得RE＜1200Ω，一般取RE＜100Ω，这是很容易满足的），保护接地作为保安措施已被应用于中性点直接接地的三相四线制电网中，并被称为TT系统。民用电和公用变压器供电系统应用这种保护方式。
三、保护接地
TT系统与前述IT系统一样，由于其所有设备的外露可导电部分都是经各自的PE线（保护线）分别直接接地的，各台设备的PE线之间无电气联系，也适于对数据处理，精密检测等装置的供电。
三、保护接地
三、保护接地电阻的确定
   保护接地的工作原理也可以认为是并联电路中的小电阻（保护接地电阻RE）对大电阻（人体电阻Rb）的强分流作用。因此，接地电阻的数值对于保护的效果是至关重要的。该数值可以根据电网可能的接地故障电流和允许的设备外露可导电部分的最大对地电压来确定。

三、保护接地
(一)中性点接地的380/220伏系统的接地电阻值
这种系统，电网对地电容不大，单相接地故障电流一般不超过10安，由于人体接触低压电气设备的机会较多，允许的设备外壳对地电压可取为安全电压36伏，则接地电阻

三、保护接地
所以规程要求RE＜4 Ω。当变压器容量在100千伏安以下，RE可放宽至不大于10 Ω。
(二)中性点不接地或经消弧线圈接地的高压系统的接地电阻值
在这类的额定电压在3-60千伏之间，接地电流一般不超过500安，称为小接地短路电流系统。由于高压系统的接地电流已经比较大，要把设备外露导电部分的允许最大对地电压限制在36伏以下，
三、保护接地
   势必要求接地电阻降至很低，前面已指出此举在技术经济上是不全理的，在多数情况下甚至是不可能做到的。因此，对这类系统，允许设备外露导电部分对地电压可放宽至120伏或250伏，视高、低压设备的接地装置是共用还是分开敷设而定。
三、保护接地
1、高低压设备共用一套接地装置时，要求
                           120
           RE≤                    (欧)
                            IE
2、高、低压设备各有独立的接地装置时，要求
                           250
           RE≤                    (欧)
                            IE

三、保护接地
(三)中性点直接接地的高压系统的接地电阻值
   我国规定电压在110千伏及以上的电网几乎都是采用中性点直接接地方式运行的，其接地短路电流在500安以上，称之为大接地短路电流系统。在这种系统中，由于接地短路电流值已经很大，事实上已无法用保护接地的方法来限制碰壳设备的对地电压不超过某一安全范围，而是靠继电保护装置迅速切断电源来保障安全。
三、保护接地
   在这类系统中的设备外壳虽然也接地，并要求接地电阻不大于0.5欧，但接地的意义与中性点不接地系统中的保护接地有所不同，后者在于限制碰壳设备的对地电压，而前者在于促使继电保护装置可靠地动作，以切断电源的办法去消除电弧接地过电压。
三、保护接地
四、其他保护接地形式
   上述保护接地都是指将电气设备的金属外壳或金属结构与地作连接，旨在防止或减小由于电气设备对地绝缘损坏而引起的触电危险。但是，对于低压侧不接地电网，配电变压器高、低绕组之间因绝缘击穿而使低压侧电网电压升高，即所谓高压窜入低压的问题，亦应引起足够的重视。
三、保护接地
(一)减轻变压器高压窜入低压所造成的危险的方法是把变压器低压侧经击穿保险器JB接地。
配图
三、保护接地
   击穿保险器是由两片铜制电极夹以带孔的云母片制成的。正常情况下，云母片把低压电网与大地隔离，电网按中性点不接地方式运行。当高压窜入低压时，保险器被高压击穿(保险器的击穿电压仅数百伏)，使高压电网形成单相接地电流，这时保护装置将切断高压侧电源或发出信号。只要接地电阻不大于4欧，一般就可把低侧对地电压限制在120伏以下，从而减轻高压窜入低压时的危险。
三、保护接地
(二)电流互感器、电压互感器等也有高压窜入低压的危险。防止和减轻危险的办法是将低压侧(二次侧)绕组接地。
三、保护接地
三、保护接零
保护接零—是把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的保护零线(中性线N)紧密地连接起来。
一、保护接零的原理—当某相带电部分碰连设备外壳(即外露可导电部分)时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路(即碰壳短路)，短路电流能促使线路上的过电流保护装置迅速动作，从而把故障部分断开电源，消除触电危险。
二、中性线N、保护线PE及保护零线PEN
在三相四线电网中，应当区别工作零线和保护零线。
工作零线即中性线，通常用N表示；
保护零线即保护导体，通常用PE表示；
如果同一根线既是工作零线又是保护零线，则是用PEN表示。
1、中性线N，其功能有：
1)用来通过单相负荷的工作电流；
三、保护接零
2)用来通过三相电路中的不平衡电流以及三次谐波电流；
3)使不平衡负荷上的电压均等；
4)当设备的金属外壳与之相连之后，还能防止人体间接触电。
2、保护线PE
以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外壳、接地母线、接地端子、接地极、接地金属部件等作电气连接的导线 或导体，称之为保护线。
三、保护接零
保护线以PE表示，如IT系统和TT系统中的设备金属外壳与地之间的连接便是。
3、保护零线PEN
当零线N与保护线PE共为一体，同时具有零线与保护线两种功能的导线称之为保护零线或保护中性线，以符号PEN表示。
三、TN系统及其三种保护接零形式
TN系统—电源系统有一点(通常是中性点)接地，负载设备的外露部分(如金属外壳)通过保护线连接到此接地点的低压配电系统，统称为TN系统。
三、保护接零
根据零线N和保护线PE的不同安排方式，TN系统可分为三种形式：
1、TN-C系统
这种系统的零线N和保护零线PEN，所有设备的外露可导电部分均与保护零线PEN相连。
在这种系统中，当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时，保护零线PEN中有电流通过。
三、保护接零
在一般情况下，如开关装置和保护零线PEN截面选择适当，是能够满足供电的可靠性和用电的安全性要求的。
TN-C系统目前在我国应用得最为普遍。
TN-C系统的缺点是：
如图所示，当保护零线PEN断线时，在断线点P后的设备机壳上，由于负载中性线偏移，可能出现危险电压，更为严重的是，如果断线点后某一设备发生“碰壳”故障，开关保护装置不会动作，致使断线点后所有采用保护接零的设备外壳上都将长间带有相电压。
三、保护接零
(二)TN-S系统
这种系统的零线N和保护线PE是分开设置的，所有设备的外露可导电部分只与公共的保护线PE相连。
在TN-S系统中，零线N的作用仅仅是用来通过单相负载电流，三相不平衡电流，帮称为工作零线。
对触电起保护作用的是保护线PE，故对其有保护零线之称。
三、保护接零
显然，由于零线N和保护PE的功能不同，作用各异，所以自电源中性点后，零线N与保护线PE之间以及对地之间均须加以绝缘。
TN-S系统的优点是：
1、一旦零线N断线，只影响用电设备不能正常工作，而不会导致在断线点后的设备外壳上出现危险电压。
2、即使负荷电流在零线上产生较大的电位差与保护线相连的设备外壳上仍能保持零电位而不至于出现危险电压。

三、保护接零
3、由于保护线PE在正常情况下没有电流通过，因此用电设备之间不会产生电磁干扰，这种系统适于对数据处理，精密检测装置的供电。TN-S系统消耗的导电材料较多，投资较大，但由于有上述优点，适宜于环境条件较差，对安全可靠性要求较高及设备对电磁干扰要求较严的场所。
三、保护接零
(三)TN-C-S系统
这种系统前边为TN-C系统(即零线N和保护线PE是合一的)，后边是TN-S系统(即零线N和保护线PE是分开的，分开后不允许再合并)。
因此，这种系统兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，保护性能介于两者之间。
常用应用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理等设备的场所。
三、保护接零
四、保护线PE或保护零线PEN的重复接地
所谓重复接地就是在TN系统中，除在电源中性点进行工作接地外，还在一定的处所把保护线PE或保护零线PEN再行接地，如图所示

重复接地对于保证保护零线PEN的有效性具有重要意义。
三、保护接零
(一)重复接地的作用
1、在保护线PE或保护零线PEN完整时：
重复接地可以降低碰壳故障时所有被保护设备外露可导电部分的对地电压。
2、在保护线PE或保护零线PEN断线的情况下：
重复接地可以降低断线点后面碰壳故障时保护线PE或保护零线PEN的对地电压。
3、重复接地还可以降低电网一相接地故障时，非故障相的对地电压。
三、保护接零
4、重复接地的其他作用
由于保护线PE和保护零线PEN重复接地电阻与电源工作接地电阻并联的结果，起到了等效降低工作接地电阻的作用，由此可推论出重复接地的另一些作用。
如可以降低高压窜入低压网络时低压网络的对地电压；
可以降低三相负荷不平衡时零线对地电压；
在零线断线时，在一定程度上起平衡各相电压的作用。
三、保护接零
此外，重复接地还能增加单相接地短路电流，加速了线路保护装置的动作，从而缩短事故待续时间。
架空线路的重复接地对雷电流有分流作用，有助于改善防雷性能。
(二)电气规程对重复接地装置的有关规定：
1、必须设置重复接地的处所
TN系统的保护线PE保护零线PEN必须在下列处所重复接地
三、保护接零
①户外架空线路的干线和长度超过200米的分支线的终端及沿线每1公里处；
②电缆或架空线在引入车间或大型建筑物处；
③以金属外皮作为保护线的低压电缆；
④同杆架设的高、低压架空线路的共同敷设段的两端。

三、保护接零
2、对重复接地电阻的要求：
当工作接地电阻不大于4 Ω时，每一重复接地装置的重复接地电阻不应大于10 Ω；
在工作接地电阻允许不大于10 Ω的场合，每一重复接地的接地电阻不应大于30 Ω，但重复接地点不得小于二处。
重复接地可以从保护线PE或保护零线PEN引接，也可以从保护零设备的外壳引接。
三、保护接零
五、采用保护接零的注意事项
(一)在由同一台变压器供电的系统中，不应有一部分设备保护接零而另一部分设备保护接地(即同一系统中，不应保护接地和保护接零混用)。
如图所示，在保护接地和保护接零混用的情况下：
当采用保护接地的电动机发生碰壳故障时，若故障电流受阻抗RO+RE的限制，其数值不足以使开关保护装置动作时，碰壳设备外壳对地电压：
三、保护接零
　U               220
Ub2=  ——  RO=  —— ×4 =  110(伏)
        RO+RE                4+4
保护零线PEN对地电压
             U                    220
UPEN=  ——  =  RE=  ——×4 =  110(伏)
           RO+RE                     4+4
也就是说,不采用保护接地的电动机外壳带有危险的电压,而且所有接零的正常设备的外壳全部都带有危险电压,在线路保护装置未动作的情况下,设备外壳将长时间带电,反而扩大了触电危险范围。
三、保护接零
因此，除非采用保护接地的设备装设有能确保自动快速地切除碰壳故障的继电保护装置，在同一台变压器供电系统中是不允许将保护接地和保护接零混用。
如果把保护接地的电动机（M2）也同时接零，这样做则是允许的，因为此时电源工作接地电阻RE变成了重复接地，这对于安全是不益无害的。

三、保护接零
（二）、采用保护接零的系统，其工接地装置必须可靠，接地电阻值必须符合要求。
因为如果工作接地回路断开，这相当于在中性点不接地的三相四线制系统中采用保护接零花（如图2-19），其后果除了当电网发生单相接地故障时，保护装置不会动作，零线及所有保护接零设备外壳都将带上危险的电压外，电网非故障相对地电压亦将升高（最大可达线电压值）。

三、保护接零
后者也增加了不安全因素：
一是触电危险增加；
二是可能导致两相接地短路；
此外，工作接地回路断开，还将使高压窜入低压时失去防护。
工作接地的电阻值也必须保证在规定的范围内（一般要求不大于4欧）。
如果接地不良或电阻值过大，除了会使电网发生单相接地故障时。
如图2-20：

三、保护接零
非故障相电压过高及增加高压窜入低压的危险外，设备发生碰壳故障时，开关保护装置还可能因接地短路电流受限制而拒绝动作，使所有保护接零设备的外壳长时间带上危险电压。
因此，必须加强对工作接地装置的维护、检查以保证其完整性。

三、保护接零
（三）、保护接零必须有灵敏可靠的短路保护装置配合。
因为保护接零的保安原理是借助保护线PE将磁壳的故障电流扩大为短路电流，从而迫使线路的短路保护装置迅速动作而切断电源。
低压线路的保护装置通常是熔断器和自动开关，接零保护的有效性在于能否迅速使熔断或使自动跳闸，从而使触电者尽快脱离电源。
线路保障装置能否迅速动作主要取决于接地短路电流的大小和保护装置动作电流的大小。

三、保护接零
规程要求单相短路电流IK不小于熔断器熔件额电流的4倍（熔断时间不大于10-15秒），不小于自动开关瞬时（动作时间不超过0.1秒）或短延时（动作时间不超过0.1-0.4秒）脱扣器整定电流的1.5倍。

三、保护接零
六、对保护线PE或保护零线零截面积的要求
（一）保护接零系统对相零回路阻抗的要求：
（1）相零回路阻抗对保护接零的有效性具有十分重要的意义。
如保护线PE或保护零线PEN的截面过小，使相零回路阻抗过大，短路电流不足以使保护装置迅速动作，这样将会使碰壳故障时保护线PE或保护零线PEN的对地电压持续过高，保护零的作用也就失效。

三、保护接零
所以，保护线PE或保护零线PEN的截面应尽量大些，以减小相零回路的阻抗。
（2）通过保护零PEN的电流
在TN-C系统中，当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时，保护零线PEN将有电流通过，这种情况，保护零线PEN截面应满足截流量的要求。
一般要求TN系统的保护线PE或保护零线PEN截面的额定电流不应小于相线截面的额定电流的一半。

（3）机械强变
为了防止零线断线的危险，保护线PE或PEN必须具有足够的机械强度。
（二）、保护线PE或保护零线PEN的连接要求
设备与保护线PE 或保护零线PEN之间的连接应牢固可靠，接触良好。
与设备外壳的连接应接在专用接地螺栓上，还应加上弹簧垫圈防止螺母松脱。
铜质线本身之间连接要采用焊接。

三、保护接零
采用自然接地体（如行车轨道、电线管）作为保护或保护零线时，对连接不可靠的地方要另加跨接线。
应敷设在不易碰触损伤或脱落的地方，跨越通道时必须有妥善的防护。
在有腐蚀性物质的环境中，裸导体线表面要刷上防腐涂料。
平时加强维护和检查。特别要注意检查临时用电设备、断线或松脱。
必须强调指出的是，所有电气设备的保护线PE或保护零线PEN以并联方式接在零干线上，严禁串联。

三、保护接零
（三）禁止在保护线PE或保护零线PEN上安装熔断器或单独的断流开关。
（四）有保护接零要求的单相移动式用电设备，应使用三孔插座供电。
三、保护接零
四、人工接地装置的施工
（一）人工接地体制作
人工接地体按其埋设方式的不同有垂直接地体和水平接地体两种。接地体多采用型钢制成，其截面应满足热稳定和机械强度要求。
（二）人工接地体敷设
接地体采用垂直敷设效果较好。在多岩石地区可采取水平敷设。
（三）人工接地线的施工
1、对接地（零）线的要求：
人工接地（零）线多用扁钢和园钢制作。
低压电气设备地面上外露的接地线可用有色金属导线；
移动式电气设备则使用橡套软电缆的专项合同用线芯作接地线。
在一般情况下，接地干线的允许载流量不应小于供电网中最大容量线路相线的电流之半；接地支线的允许载流量不应小于供电支线相线电流的三分之一。
四、人工接地装置的施工
2、接地线的施工要求
（1）接地线的连接
应采用焊接（钢质接地线之间）用夹头或螺栓连接，并以弹簧垫圈防止螺母返松（有色金属接地线）；
采用裸铜绞线并备专用的接线装置（高压配电装置检修工作现场使用的临时接地线）
（2）接地干线至少应在不同的两点与接地体网连接；每一需要接地的电气设备或装置必须用单独的接地线与接地干线相连接；
禁止把几个设备的接地部分互相串联后再与接地干线连接。
四、人工接地装置的施工
室内接地线一般采用明敷法固定在建筑物之间应留有10-15毫米的间隙；接地线跨越建军筑物伸缩缝、沉降缝时，应将接地线弯成弧状以补偿伸缩。接地线穿过钢管或楼板时，两端以沥青棉纱填封。
（4）接地线的颜色标志：明敷的涂黑漆；如计设要求涂其他颜色，则应在接地线连接处及分支处涂以各宽15毫米的两条黑带，其间距为150毫米。
中性点工作接地导线应涂以紫色带黑色条纹；

四、人工接地装置的施工
在三相四线制网络中，如单相分支线路的零线兼作接地线时，零线在分支点应涂黑色带以便识别。
在接地线引向建筑物的入口入，一般应标以黑色记号“┸”；在检修用临时接地点处，应刷白色底漆后以黑色记号“┸”。
（四）对地电阻要求
1、接地电阻的概念
接地线的电阻、接地体本身的电阻及接地体的入地电流流散电阻之和，称为接地装置的接地电阻。
四、人工接地装置的施工
由于接地线和接地体本身的电阻很小，接地电阻主要是指流散电阻，而不应理解为接地线和接地体本身的电阻。
接地电阻在数什上等于接地装置的对地电压与接地电流的比值。
2、各种接地装置的接地电阻要求值
接地装置的接地电阻要求值视电气设备或电网的电压等级，中性点运行方式，接地短路电流的大小，接地用途等面异。
3、降低接地电阻的措施
四、人工接地装置的施工
主要取决于接地装置的结构和土壤电阻率。
土壤电阻率受土壤成份、含水量、地温、土壤紧密程度、化学物质等因素的影响，变化范围很大。
在含水量多的粘土或黑土中敷设接地装置容易达到要求的接地电阻值。
但在岩石、砂子以及冻土中敷设接地体，要达到要求的接地电阻值，单靠增加接地体数量很困难的，在经济上也是不合理的。
四、人工接地装置的施工
在这种情况下，可以采取下列措施以降低接地电阻：
（1）换土，即用电阻率低的粘土、黑土替换部分原有的电阻率高的沙土或岩土。
（2）深埋，即把接地体敷设在深层砂土壤中，这样一来可避开上层沙土，二来可接触地下水。还可避免土壤冻结的影响。
（3）外引，即将接地体引到水源的地方埋没。
四、人工接地装置的施工
（4）对土壤进行人工处理。即在接地体周围的土壤中加入一些煤渣、焦碳、炉灰或用食盐，氯化钙、硫酸铜、硫酸铁等溶液浸渍处理。食盐价格低，对接地体的腐蚀性小而且可以降低土壤中水分的冻结温度，是最常用的化学处理剂。
四、人工接地装置的施工
生命无价，平安是福！

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