电气保护中的保护接地和保护接零

电气保护中的保护接地和保护接零

曲冠伸 1 刘津赫 2

1身份证号： 15210419951105**** 2身份证号： 22020419940215****

摘要：保护接零与保护接地的正确选用关系到配电系统、电气设备及人身安全，其重要性不言而喻，通过中石化每年安全事故通报统计看，都有因为用电安全问题发生触电事故，轻者引起电击伤、烫伤，重者导致触电死亡，也给生产造成影响。电力专业技术人员要引起高度重视，提高和掌握相关的电气安全技术知识，在实际工作中应根据配电系统型式，按照国家相关技术标准、安全规定，正确选择保护接零和保护接地系统，特别是石油石化行业，现场存有高温高压、易燃易爆、有毒有害等不安全因素，电火花也可导致重大事故的发生，所以，规范设计、施工、使用是确保用电安全的首要保证。

关键词：配电网；接地保护；接零保护；漏电保护器

1保护接地与保护接零系统的安全原理

保护接地与保护接零在本质上都是为了防止电气设备金属外壳意外带电而造成人身或设备事故，但两者的保护原理有所不同。保护接地的基本原理是限制漏电设备对地泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值，保护器就能立即自动切断电源。保护接零的基本原理是借助接零线路，使设备绝缘损坏后碰到金属外壳形成单相金属性短路时，利用短路电流来使保护装置迅速动作，断开电源。根据低压配电网线路结构、保护方式不同，可分为三个以下类型。

一是IT系统。IT系统是三相三线式接地系统，该系统变压器中性点不接地或经高阻抗接地，无中性线N，只有线电压380V，保护接地PE线各自独立接地。该系统优点是当一相接地时，不会使外壳带有较大的故障电流，系统可照常运行。缺点是不能配出中性线N，在低压配电网中该系统很少使用。二是TT系统，常用于建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性点接地与PE线接地是分开的，该系统在正常运行时，不管三相负荷平衡与否，在中性线N带电的情况下，PE线始终都不会带电。TT系统的安全作用原理；当某一相线直接接触到设备的金属外壳时，其对地电压为110ｍＡ，远远超过人体承受的安全电流值，触电的危险性很大，所以一般情况下不采用TT系统，如确有困难，应装设自动切断电源装置，即加装漏电保护器，保证系统供电、用电安全。三是TN系统这套系统是目前常用的低压供电、配电系统，TN系统就是电源变压器中性点直接接地，用电设备金属外壳接中性线的接零保护系统，在这种系统中，它是利用某一相线碰到金属外壳时与中性线形成单相短路，使短路保护装置迅速动作，切断电源，消除触电危害。TN系统又分TN—S系统属TN—C系统、TN—CS。TN—S系统属系统三相五线制系统，应用于独立变配电所进线系统，由于它的安全可靠性非常高，且中性线N与保护地线PE在变压器中性点共同接地外，两线以后的敷设不在有任何的连接，如三相不平衡中性线带电，PE线始终保持不带电，在石油化工行业易燃、易爆场所使用非常安全。当今，世界发达国家也都采用这种方式。

2当前低压配电网保护接地使用现状及治理方案

以油田部分生产装置保护接地现况进行分析，存在以下几个问题；一是接地、接零混接，有的是利用现场接地极作为保护接地，现场的配电箱无保护接地母排，金属外壳采用16mm2软铜导线与现场接地极连接，在日常的维护检查中，经常发现连线折断，腐蚀严重，失去保护接地作用。二是装置电动机外壳有的采用接地保护，敷设四芯电缆其中一根作为PE保护线接到电机外壳，有的是敷设三芯电缆，利用现场接地极接至电机金属外壳，有的采用接零保护，把敷设四芯电缆的保护地线接到变电所的零母线上。三是现场临时用电方面，没有按照现场临时用电配置要求，没有达到一机、一闸、一保护以及三级配置两级保护的要求，现场临时用电存有较大隐患。

中原油田在今年2月份对装置大检修期间，要求检修现场供电线路必须采用三相五线制，必须加装漏电保护器。根据安全处要求，我们在检修前在现场配电箱上全部加装了PE接地母排，并与现场保护接地体（线）进行了可靠的连接，保证了现场用电安全。由于零、地混接等多方面原因，我们中原油田五社区变电所400V金属母线桥跨接线上测到78A的漏电电流，星点接地线97.3A，柜体与地母线连接的软铜线有27.6A，两台变压器联接地线也分别测得漏电电流值为6.4A，另外，还测得不同位置，不同路径的电压，最大数值是中性点接地线与柜体的零母线在1.4-1.5V之间，最小数值是在本柜体零、地母线之间，在0.09左右，通过测到的数据和现场实际观察和查找，发现所内地母线连接到楼板的角钢或槽钢上，未见有明显的与接地装置相连接，各处地母线也未直接连接在一起，即同一系统各处地母线没有明显连接在一个整体上，零母线系统，Ⅰ段零母线与Ⅱ段零母线是直接连在一起的，零母线系统至少有5处与地母线相连接。通过上述分析，原因在于地母线、零母线在多处连接起来，接地线不与接地体相连接，造成变电所供电范围内凡导体都能构成回路，零线上的电流便在配电柜内沿着绝缘薄弱的地方会自动寻找最低阻抗通路，也可通过PE线或所内各部分金属导体，形成回路电流。为消除这种现象，我们制定了一套整改方案。

改造前查清变电所内部零线、地线连接情况和敷设情况。制定安全措施，查找中做好防触电、防误动带电运转设备，根据用电情况，做好整改计划。在变电所选出空地，增加一组接地装置，先敷好接地极、接地网、引出接地线，在变电所室内敷设好接地母带。制作数根接零、接地连接导线，在两端压接好线鼻。按照停电计划组织实施，对接需要的接地极、接地网，把馈出零、地混淆的线各自接到相应的零、地母线上，最后检查连接情况绝缘测试，对原不需要的地、零线拆除。送电运行后，观察测试，400V金属母线桥跨接线，星点接地线，柜体与地母线，两变压器连接地线电流值大幅下降，有的测试点为零，取得了预期的成效。

3规范使用各类接地、接零保护系统要求和建议

提高电力专业人员对接零、接地保护系统安全重要性认识，普及非电气人员安全用电常识和安全意识。加强接地系统的巡查和测试，对接地点不符合要求的地方要及时处理。规范重复接地，严格按照要求对架空线、线路引入端、各类金属管配线等要进行重复接地。采用合理的安全保护装置，低压配电网总保护装置加装漏电保护器，并要与断路器、接触器构成总保护。对于移动式现场三级配电箱，要安装漏电电流30mＡ，动作时间小于0.1s漏电开关或漏电插座。

参考文献:

1周翠秀1杨勇2. 电气保护中的保护接地和保护接零.建筑设计及理论,2016-03.

2李伟. 浅谈正确选用保护接地和保护接零.企业管理,2009-04.

3覃阳刘恒. 浅谈电气设备保护接地和保护接零覃阳.建筑设计及理论,2019-11.