接地与接零的区别（二)

另以种接地方式---保护接零
    什么是保护接零呢？保护接零就是电气设备在正常运行的情况下，将不带电的金属外壳或构架与电网的零线紧密地连接起来，这种接线方式就叫保护接零。如图—8所示。从图-8中可知，万一某一相线碰壳时，短路电流要比保护接地时大得多，使相线的熔丝熔断，以达到保护人身的安全。在中性点接地的系统系统中宜采用该接地方式。保护接零的工作原理使怎样的呢？图-9为保护接零的原理图，从图中可以看出，当有某一相带电的相线碰连上外壳时，通过设备外壳形成该相线对零线的单相短路（即碰壳短路），短路电流Id总是比较大，这样促使安装在相线线路上的保护装置，如熔断器Rd迅速动作，从而把故障部分与电源分断开来，消除隐患保障了人身的安全。

    我们再进一步地来分析不采用该接地方式会出现怎样情况。在三相四线制变压器中性点直接接地的电网中，如果用电设备不采取任何的安全措施，则设备漏电时，触及设备的人体将承受近220V的相电压，这样的情况显然是非常危险的。如图-10所示，当有一相带电部分碰连时，事故电流经过人体和变压器的工作接地构成回路，其大小为：IR=U/Rr+Ro（式-7）式中的U为220V相电压；Rr为人体电阻；R。为工作接地电阻。这样一来，工作接地电阻R。通常在4欧姆以下，比人体电阻Rr要小得多，可以忽略不计。而人体的电阻如果按1000欧姆考虑的话，则通过人体的电流就y为IR=220/1000=0.22安=220毫安。已知，20-25毫安以上的工频电流对人体就有危险了，而100毫安的电流就足以使人致命，这里的220毫安的电流给人带来的危险就更可想而知了，所以，在变压器的中性点直接接地的系统中，没有安全装置是绝对不允许的。
    在变压器中性点直接接地的系统中，如果不采用保护接零而采用保护接地，情况又会怎样呢？
    我们也可以来分析一下，在变压器中性点直接接地的系统中，不采用保护接零而采用保护接地所出现的情况是什么。如图-11中电动机设有保护接地装置，接地电阻为Rd，当一相带电部分碰连外壳时，人体处在和保护接地装置并联的位置，其简化电路图如图-10所示。这时，事故电流大部分经过保护接地电阻Rd和工作接地电阻R。形成回路，只有很少一部分通过人体。通过人体的电流决定于人体电阻和人体的接触电压。按照图-12的情况，人体接触电压即电动机的外壳对地电压亦即降在接地电阻Rd上的电压，为了要知道人体承受的电压，壳先求出事故电流。因为Rr比Rd要大得多，所以能近似地认为事故电流为：ID=U/Ro+Rd(式-8），根据规定，R。和Rd都不得超过4欧姆。如果都按4欧姆考虑，可以得到：ID=220/4+4=27.5（A）从这里可以近似求出人体承受得电压：UR=IDRd=27.5*4=110(V)，如果人体电阻按1000欧姆考虑，则通过人体得电流为：IR=UR/Rr=110/1000=0.11（A）=110(MA)这个数值对人来说还是非常危险的，另一方面，这27.5安的事故电流不足以引起中等容量以上的线路的保护装置动作，设备上的危险电压就会长期存在，一般采用自动开关作保护装置的线路，要求事故电流大于其整定电流的1.25倍；采用熔断器作保护装置的线路，要求事故电流大于其额定电流的4倍。只有这样，才能保证在发生事故时，保护装置迅速切断电源。因此。从安全角度考虑，对于上述27.5安的电流，只能使用整定电流为27.5/1.25=22安以下的自动开关或27.5/4=6.9安以下的熔断器。这在实际当中显然是不能让人满意的。
    那么，能不能用降低接地电阻R。和Rd的办法来增加事故电流，以使保护装置迅速动作呢？理论上是可以的，但在实际上却是困难重重的。例如，对于100A的熔断器，事故电流应大于400A，要求接地电阻为：Ro+Rd≤U/ID=220/400=0.55欧姆，要求达到这样小的接地电阻，不但不经济在土壤电阻较高的地方，简直就是不可能的事。因此，这个办法也是难以行通的。

     类似地，采用降低保护接地电阻YD以降低事故设备对地电压的办法也是难以行通的。假如限制事故设备对地电压UD=36V，则降在工作接地电阻上的电压U。=U-UD=220-36=184V，若工作接地电阻R。仍按4欧姆考虑，可求得：RD=UD/U。*R。=36/184*4=0.78欧姆。显然，这样的做法也是不合适的。由以上的分析可知：
 ① 在变压器中性点直接接地的三相四线系统中，电器设备不接地是很危险的。
 ② 在这样接地的配电系统中，单纯采用保护接地也不能保证安全的。
    所以，在这种系统中必须采用保护接零作为安全措施。
    保护接零的适用范围。该接地方式的应用范围可以说是十分的广泛。在220/380V三相四线制、且中性点直接接地的电网中，不论环境如何，凡由绝缘损坏而可能呈现对地电压的金属外壳部分均应采用接零保护。
    例如，电动机的外壳、与电动机相连的金属构架和机器、车间的配电箱、配电室的开关柜、穿有电线的金属管、电缆的金属外皮等等，都必须要有可靠的接零保护。
    保护接地和保护接零有哪些相同与不同呢？
    它们都是维护人身安全的两种技术措施，虽也有相似的地方，但二者在本质上是不同的；
  ⑴ 保护原理不同
    低压系统保护接地的基本原理是限制漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围，高压系统的保护接地，除限制对地电压外，在某些情况下，还有促成系统中保护装置动作的作用。
    保护接零的主要作用是借接零线线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置迅速动作其次，保护接零系统中的保护零线和重复接地也有一定的降压作用。
  ⑵ 适用的范围不同
    保护接地适用于一般的低压中性点不接地的电网及采用了其它安全措施的低压接地电 网，保护接地也能用于高压不接地的电网之中。
    保护接零适用于中性点直接接地的低压电网，不接地电网不必采用保护接零。
  ⑶ 线路结构不同
    保护接地系统除相线外，只有保护地线。
    保护接零系统除相线外，必须有零线；必要时保护零线要与工作零线分开；其重复接地装置也应有地线。
  ⑴ 在低压系统中都是为了防止漏电造成触电事故的技术措施。
  ⑵ 要求采取接地措施与要求采取接零措施的项目大致相同。
  ⑶ 接地和接零都要求有一定的接地装置，而且各接地装置的接地体和接地线的施工、连接都基本相同。
    在同一配电系统中保护接地和保护接零不能混用为什么在同一配电系统中，保护接地和保护接零不能混用呢？如图-12所示，设备A采用的是保护接零，B采用的是保护接地且同为一配电系统之中，当设备B发生碰壳时，电流通过Rd和R。形成回路，电流不会太大线路可能不会断开，但故障将长时间存在。这时，除了接触该设备的人员有触电的危险外，由于零线读地电压升高达到Uo=（U/Rd+Ro）*Ro（式-9）的值，致使所有与接零设备接触的人员都有触电的危险。因此，在同一配电系统中不允许保护接地和保护接零这两种接地方式混用。