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摘要：文章結(jié)合電器安裝工程和施工安全用電管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)如何選用保護(hù)接地和保護(hù)接零進(jìn)行分析，以達(dá)到安全用電的目的。

關(guān)鍵詞：正確選用；保護(hù)接地；保護(hù)接零

在低壓380V/220V供電網(wǎng)絡(luò)中，大家都知道，接地與接零的作用是為了保護(hù)用電設(shè)備安裝，避免人體發(fā)生觸電危險(xiǎn)的技術(shù)措施。故又稱為保護(hù)接地和保護(hù)接零。兩種方式，只有使用在各自的系統(tǒng)中，才會(huì)發(fā)揮其保護(hù)作用。由于接零是接地的一種方式，故在建筑施工和電氣設(shè)備安裝中，容易被忽視和混淆，造成不應(yīng)有的事故和傷亡。因此，筆者認(rèn)為，在建筑施工和安裝各種電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)引起大家的重視。

1電流對(duì)人體的影響

近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電氣專家在電流通過(guò)人體的影響方面作了不少的研究。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和分析，一致認(rèn)為，高電壓只能使觸電者的觸電部位產(chǎn)生嚴(yán)重皮膚組織破壞，而不致命；觸電致死的主要原因是，由于觸電電流通過(guò)人體時(shí)，引起心室顫動(dòng)，造成心臟失去供血機(jī)能而停止跳動(dòng)。從避免引起心室顫動(dòng)出發(fā)，目前各國(guó)都采用了德意志聯(lián)邦共和國(guó)坎愛(ài)本提出的50毫安秒（引起心室顫動(dòng)的電流值與觸電時(shí)間的乘積），再乘以0.6的安全系數(shù)即30毫安秒，作為實(shí)用的安全電流臨界值。

根據(jù)上述的安全電流范圍和人體電阻曲線（人體電阻是隨著接觸電壓而變的，而且與靴和地面有關(guān)）可計(jì)算出安全電壓范圍。從觸電保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，采用人體電阻的下限值，對(duì)應(yīng)于30毫安的安全電壓就是50伏。我國(guó)規(guī)定在沒(méi)有高度危險(xiǎn)情況下的安全電壓為65伏，有高度危險(xiǎn)的環(huán)境下為36伏。

同時(shí)，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）組織，根據(jù)大量研究和試驗(yàn)結(jié)果，提出了安全電壓和允許通電的時(shí)間關(guān)系，

上述的研究結(jié)論，為避免因觸電引起傷亡事故和采取各種保護(hù)措施，提供了理論基礎(chǔ)。保護(hù)接地和保護(hù)接零，就是從不同的角度限制流過(guò)人體的電流，避免發(fā)生觸電危險(xiǎn)的安全措施。

2保護(hù)接地的原理及適用范圍

保護(hù)接地就是將電氣設(shè)備在正常情況下將不帶電的金屬外殼與大地作為可靠連接由接地體和引下線兩部分組成。根據(jù)IEC的分類，圖1屬于JT系統(tǒng)，即中慪點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)。

當(dāng)某一帶電相線與外殼相碰時(shí)，接地電流將通過(guò)接觸外殼的人體和電網(wǎng)與大地之間的電容構(gòu)成回路，如圖2示。使人體產(chǎn)生觸電。為了消除這種危險(xiǎn)，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，把電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬外殼與地面作可靠連接，使通過(guò)人體的電流只占全部接地電流Id的一小部分，而達(dá)到避免人體觸電的危險(xiǎn)。顯而易見(jiàn)，保護(hù)接地電阻及與人體電阻Rb是并聯(lián)的，則流經(jīng)人體的電流與流經(jīng)接地裝置的電流比為：

Id、Rd——沿接地體流過(guò)的電流及其電阻；

Ib、Rb——沿人體流過(guò)的電流及其電阻。

從上式可知，只要Rd<<Rb；（Rb一般取1500歐）就能使渡過(guò)人體的電流Id達(dá)到安全值30mA以下。在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，由于存在線路對(duì)地電容，流經(jīng)接地裝置的電流Id，僅為接地電容電流。因而通常在1000伏以下中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，不會(huì)產(chǎn)生較大的接地短路電流（在實(shí)際設(shè)計(jì)中采用10安作為計(jì)算值）故把接地電阻規(guī)定為4歐，是容易做到的。同時(shí)，也能滿足IEC對(duì)IT系統(tǒng)提出的：對(duì)于這類低壓電力網(wǎng)中的電力設(shè)備的金屬外殼必須個(gè)別地或成組地或共同地接地，并滿足：RdId≤UL，UL－安全電壓的臨界值，對(duì)于交流為50伏（有效值），即：40×10＝40伏<50伏的要求。通過(guò)上述分析可知，保護(hù)接地只適用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中；而且用電設(shè)備的安置位置必須是固定的。

3保護(hù)接零的原理及適用范圍

在建筑施工和電氣設(shè)備安裝中，絕大多數(shù)供電是采用變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地的低壓三相四線制。中性點(diǎn)則稱零點(diǎn)，中性線則稱為零線。電氣設(shè)備在正常情況下，不帶電的金屬部分與零線作緊密聯(lián)接，就稱為保護(hù)接零。由IEC的分類可知，該系統(tǒng)稱為TN－C系統(tǒng)。

在該系統(tǒng)中，不論其接線形式怎樣，如果某一相帶電部分與外殼相碰，則相線通過(guò)設(shè)備外殼與零線形成短路。由于零線阻抗小，能產(chǎn)生超出正常工作電流許多倍的短路電流，使設(shè)備或線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，在很短的時(shí)間內(nèi)，切除故障部分電源，保障設(shè)備和人身安全。

那么，在該系統(tǒng)中，采用保護(hù)接地是否同樣能防止人體遭受觸電呢？筆者認(rèn)為不能，我們知道變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)接地電阻Ro，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是4歐以下。假設(shè)Ro≤Rd或Ro略大于Rd時(shí)，在設(shè)備外殼上的事故電壓Ud＝IdRd。由于建筑施工具有高空作業(yè)和潮濕環(huán)境下作業(yè)的特點(diǎn)，因此，事故電壓Ud必須控制在36伏以下。根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理設(shè)Ro＝4歐，則Rd＝0.78歐

要使接地電阻Rd做到這樣小是非常困難的，不經(jīng)濟(jì)的。特別是在土壤電阻系數(shù)高的地方，是無(wú)法達(dá)到的。而且，這時(shí)其它兩相的對(duì)地電壓為Ux＝；變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)的對(duì)地電壓為Uo＝220－36＝184伏，零點(diǎn)偏移，顯然是不安全的。如果把電氣設(shè)備獨(dú)立的接地電阻Rd提高到4歐，即使在最不利的情況下，人體的接觸電壓都在Ud=遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了規(guī)定的安全電壓。若忽略線路阻抗，則接地電流為：

這一電流值對(duì)于RCIA－10A熔絲也要10秒鐘才能熔斷，超過(guò)5秒鐘的規(guī)定，顯然是不能保護(hù)人身安全的，對(duì)于額定電流值較大的熔絲就更不可能了。由此可見(jiàn)，在三相四線制中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，必須采用保護(hù)接零。

4使用保護(hù)接零時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，不能一些設(shè)備采用保護(hù)接零，另一些設(shè)備采用保護(hù)接地。這可從圖5看出，當(dāng)乙設(shè)備發(fā)生帶電相線碰殼時(shí)，接地電流Id將通過(guò)Rd和Ro形成回路。由前面可知，Id不會(huì)太大，線路保護(hù)裝置可能不會(huì)動(dòng)作，而使故障電壓長(zhǎng)期存在。這時(shí)，除了接觸該設(shè)備的有觸電的危險(xiǎn)外，還會(huì)由于零線對(duì)地電壓升高，

使保護(hù)接零的設(shè)備帶電，發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。因此，不允許在同一臺(tái)變壓器，同一發(fā)電機(jī)或同一段母線供電的線路上，同時(shí)使用保護(hù)接地和保護(hù)接零兩種方式。

如果把乙設(shè)備的外殼再同電網(wǎng)的零線聯(lián)接起來(lái)，就能滿足安全要求了。這時(shí)，乙設(shè)備的接地裝置便成了系統(tǒng)的重復(fù)接地，這對(duì)安全只有益無(wú)害的。同時(shí)，重復(fù)接地還能使設(shè)備碰殼時(shí)，短路電流增大，加速線路保護(hù)裝置動(dòng)作和降低零線中的電壓損失，更主要的是重復(fù)接地在當(dāng)零線斷裂時(shí)，能減輕觸電的危險(xiǎn)。由于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)人員多，比較混亂。加強(qiáng)零線保護(hù)，防止零線斷裂將顯得更為重要。首先應(yīng)根據(jù)施工用電負(fù)荷，正確合理地選擇零線截面，架空零線和進(jìn)戶引入線的截面應(yīng)按IEC規(guī)定來(lái)選擇，銅芯不小于10mm2，鋁線不小于16mm2，并利用施工現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋或埋設(shè)在地下的金屬管道，認(rèn)真作好零線重復(fù)接地，接地電阻應(yīng)控制在10歐以內(nèi)，以保證故障情況下零線電位盡可能接近零電位。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)用電安全管理，杜絕人為的相（線）零（線）錯(cuò)調(diào)事故發(fā)生。由于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)使用的移動(dòng)型，可搬型設(shè)備較多，如水磨石機(jī)、振動(dòng)棒、手電鉆等，固定接地很困難。因此，筆者認(rèn)為，只要我們?cè)谑┕ぐ惭b中，認(rèn)真作好了以上工作，同時(shí)采用保護(hù)接零和漏電器是一種比較切實(shí)可行的安全用電措施。

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