保护接地或保护接零是施工现场用电的基本安全技术措施,必须按照规定认真作好。
1、TT系统与TN系统
这是电气接地和接零的两种保护系统的专用符号。
第一个字母T,表示工作接地,第二个字母T,表示保护接地;第二个字母N,表示保护接零。
当我们施工现场的电网,从外电高压经变压器降到低压供电时,将变压器中性点与大地直接连接作的接地,就叫做工作接地.如果没有这种接地,一旦变压器高压侧或低压侧绝缘发生问题,高压侧将影响到低压侧,使低压侧的电压升高,现场电气将全部被摧毁,不能正常工作。
有了这种接地,再发生同样情况时,高压侧大量电流将通过接地体向大地作半圆形扩散,则低压侧的电位升高很小,这样就保障了低压侧电网的运行安全,因为这种接地可以稳定系统的电压,保证电气正常工作,所以叫工作接地,接地的阻值不大于4欧姆。
工作接地的作用是稳定系统的电位,限制系统对地电压不超过某一范围,减少高压窜入低压的危险.但是这种工作接地不能保障人体触电时的安全,当发生人体触及带电的设备外壳时,还要依靠保护接地,保护接零等措施去解决。
(1)什么是保护接地
为了保护人体触电时的安全,将用电设备的金属外壳与大地连接,这种接地是为了保护人身安全的,所以叫保护接地。
保护接地与工作接地阻值都是4欧姆,由于保护接地与触电时的人体之间是并联的,所以电流将同时通过人体和接地体流向大地再回到变压器中性点,而人体阻值1000欧姆远大于保护接地阻值4欧姆,阻值越大通过电流越少,所以大量电流经保护接地,从而使人体得到了保护。
但是由于电网中性点已作了接地,与大地之间有了电气连接不是相互绝缘的,所以保护效果就不理想。
经过计算,人体触电时故障点电压仍为110v,电流为27。
5A,所以虽然较220v有了明显降低,但仍然不是安全电压,27.5A的电流也不能迅速切断容量较大的设备电流,保护效果仍不理想。
另外,每台设备都设置保护接地的作法也是不经济的。
(2)什么是保护接零
将用电设备的金属外壳与电网的零线连接就叫保护接零,保护接零必须与保护切断相配合。
当三相设备中一相发生碰壳时,该相电流通过设备金属外壳流经零线回到变压器中点,形成该相对零线的单相短路,由于短路电流大,所以迅速将熔断器的保险切断,从而断开电流消除危险。
保护接零实质上是将用电设备的碰壳故障改变成为单相短路故障,从而获得较大的电流,快速的熔断保险,断开电源避免事故。
如果不采取保护措施,设备漏电后,外壳上将长期存在危险电压,此危险电压不会自动消除,一旦人体触及就会发生触电事故。
(3)保护接地与保护接零
TT与TN相比较,TN的安全效果更好更安全,所以《规范》规定:在施工现场中性点直接接地的电力线路中,必须采用保护接零系统。
于是有人便认为不管什么情况,必须采用保护接零。
但是《规范》还规定:当施工现场与外电线路共同用一供电系统时,电气设备应根据当地要求作保护接零或保护接地。
就是说,不是什么情况施工现场都一律采用保护接零。
当施工现场自己设置变压器形成一个独立供电系统时,应中性点接地并采用保护接零措施;当施工现场没设置变压器,直接用当地电业部门低压侧供电时(此时施工现场与外电线路为一个供电系统),应根据当地电业部门的规定采用适当的保护措施。
例如天津电业局规定,凡直接用电业局低压侧电源供电的必须采用保护接地,不准用保护接零.因为电业部门线路的零线带电,只能用于工作零线不能作保护零线,否则会带来危险。
另外,当分包单位采用总包单位电源供电时,分包单位应视总包单位的保护措施情况,与总包单位相一致,不允许在同一供电系统中,一部分设备作保护接零,别一部分设备作保护接地.
(4)什么是重复接地
当保护零线一旦断线,系统将失去保护措施.为了减轻保护零线断线后的危险、降低故障点对地电压和缩短故障的持续时间,在电网的始端、末端和中间多处的零线上再作接地,就叫重复接地。
重复接地是保护接零的补充保护,其阻值不大于10欧姆。
对高大的设备,对设备比较集中的地方都应作重复接地.
2、TN-S系统
在TN系统中有TN-C、TN-S和TN-C—S三种形式。
(1)TN-C是三相四线制中,工作零线与保护零线合一的系统,它有以下缺陷:
1零线发生断线时,单相设备会将相线电流,经工作零线到保护零线再到设备外壳,使现场设备外壳自行带电造成事故。
2当电网内有三相设备同时接有单相设备时,会造成三相不平衡零线带电,当三相不平衡严重时,可导致触电事故。
3给接装漏电保护器增加了困难,容易造成误动作。
(2)TN-S是三相四线制中,工作零线与保护零线分开的系统,也叫具有专用保护零线的保护接零系统,它克服了TN-C的缺陷.
1由于工作零线(N)和保护零线(PE)分设,从而可以做到保护零线不再因三相不平衡产生电流问题,因为工作零线与保护零线是两条相互绝缘的线路,所以不再受干扰。
2当发生工作零线断线时,只影响单项设备的正常工作,不会损害系统中的保护功能。