电器设备的接地与漏电保护孙丹

孙丹

摘要：众所周知，电气设备与人们的日常生活和生产实践有着密不可分的关系，电气设备在工业、农业、商业和国防等诸多领域中的作用越来越重要。如何确保用电安全，降低电气设备潜在的安全隐患，做好安全防范措施已经成为了一项重要的研究课题。本文主要分析了电器设备的接地和漏电保护。

关键词：电器设备；接地；漏电保护

正常情况下，在使用电器设备时，其金属外壳、底座、支架都不带电，但由于导体的绝缘层破损、电器严重受潮或者其他原因，电气设备某些部位可能存在带点现象，甚至会出现危险的对地电压。如若人体一旦触及，就极有可能发生触电事故，因此，采取有效的预防措施，做好供电系统和电器设备的安保工作，就显得尤为重要和有必要了。笔者结合实际工作实际，从在IT系统和TT系统中所采用的接地保护措施分析入手，浅析了电器设备的接地方法、漏电原因及其预防对策。有不对之处请批评指正。

一、电气设备的接地

（一）在IT系统中采用接地保护

IT系统:电网电源端的带电部分不接地或有一个点通过一定的阻抗接地，而电网中所有设备的外露可导电部分则直接接地。图1是IT系统发生绝缘故障时的原理示意图。图1中Zc为电网随地绝缘阻抗，Rd为设备保护接地电阻,Rr为人体电阻。当电器设备发生绝缘损坏故障时，设备的金属外壳就会带电。它的等效电路如图2所示。从图中可以看出，这是一个Rd和Rr并联后又和Zc串联的电路，在该电路中，由于电源随地绝缘阻抗Zc较大，人体阻抗Rr也较大(通常以2000Ω计)，这时只要适当控制接地保护电阻Rd的收，使其大大低于Zc的阻抗就可使漏电设备的对地电压大为降低，能避免人体触电的危险。在该系统中，如果电网中有一相出现接地故障时，Zc大为降低，漏电设备对地电压就大为升高，就会对人身和设备构成严重威胁，所以在IT系统中，应安装绝缘监视保护装置，不等人体接触已带电的外壳，就能发出告警信号，以提醒人们注意，并及时查找和排除故障。

（三）实现良好接地的基本方法

（1）从电源系统来讲，就是380V以上用电设备应尽可能采用TN-S也可采用TN-C-S供电系统。即供电系统三相五线制:3根火线、1根零线、1根保护接地线供电系统；就220V用电设备亦应尽可能采用三线制:即1根火线,1根零线、1根保护接地线。采用上述供电形式接地措施容易实现，特别适合于不好做接地的地方。如重要和精密设备、家庭中、工厂和设在高山岩石上的建筑物中的电器设备，都应采用上述供电形式。

（2）当供电系统为(TN-C-S)三相四线制系统时，这种供电系统本身不带有保护接地中线(供电系统中除零线之外的另1根保护中性线，俗称地线)，所以设备用户应自己另做接地或使用电源零线在入户前端做重复接地再引出保护线接设备外壳，以实现漏电安全防护。

二、电气设备漏电保护

（一）造成漏电故障的原因

(1)电气设备长期超负荷运行造成绝缘老化，导致漏电。

(2)电缆受到挤、压、砸、过度弯曲、铁器划伤针刺，出现裂痕和缝隙后，长期受潮气的侵蚀造成绝缘损坏或导电芯线外露。

(3)导线连接接头不牢固、有毛刺、防松措施差或无防松措施等，会造成接头脱落、接头松动，使相线与金属外壳直接搭接，或由于接头处发热使绝缘损坏而造成漏电。

(4)电气设备因绝缘受潮或进水，造成绝缘老化，从而导致漏电。例如，长期浸泡在水中的电缆、接线盒进水等。

(5)操作电气设备时，由于弧光放电造成一相接地，而导致漏电。

(6)维修电气设备时，将工具和材料等导电体遗留在设备内部，造成一相线接金属外壳。

(7)维修电气设备时，由于停、送电操作错误，带电作业，造成人身触电而发生漏电。

(8)移动频繁的电气设备，电缆反复弯曲使芯线部分折断，刺破电缆绝缘与接地芯线接触而造成漏电。

(9)在电气设备内增加其他部件，使带电导体与外壳之间的电气间隙或爬由距离小于安全值时，造成对外壳放电。

（二）预防漏电故障的措施

(1)严禁电气设备及电缆长期过负荷运行。

(2)导线连接要固定、无毛刺，防松装置要完好，接线方式要正确。

(3)维修电气设备时要按规程操作，检修结束要认真检查，严禁将工具和材料等导体遗留在电气设备中。

(4)避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤。

(5)不在电气设备中增加额外部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求。

(6)设置保护接地装置。

（7）设置漏电保护装置。漏电保护装置应能连续监测电网的绝缘状态，并且只监视电网对地的绝缘电阻值，而不反映其电容的大小。当电网绝缘电阻降低到规定值时，快速切断供电电源。当电网的绝缘电阻对称下降或不对称下降时，其动作电阻值不变。其动作的电阻值不应受电源电压波动的影响，并具有自检功能。漏电保护装置检测电路的电阻应足够大，不应降低电网对地的阻抗，不增加人身触电的危险。漏电保护装置必须灵敏可靠，既不能拒动，也不能误动。漏电保护装置应能对电网对地电容电流进行补偿，减小人体触电电流。漏电保护装置在电网送电之前应能对电网的绝缘状态进行监测，一旦发现漏电，将电源开关闭锁。漏电保护装置动作应有选择性，以缩小停电范围。将漏电保护装置与屏蔽电缆配合使用，当相线绝缘损坏发生漏电时，由于通过屏蔽层接地，而屏蔽层外部又有绝缘外护套保护，因此，在漏电火花还未外露之前，漏电保护装置就己经动作，切断电源，杜绝了在空气中出现漏电火花的可能性，即实现了超前切断。

三、接地措施与漏电保护装置相结合

电器设备接地只是一种手段，通过漏电保护装置，起到设备一旦漏电时中断供电，最终的目的是保护人身和财产安全。这就是说，只有电器设备接地还是不行的，在电气系统中还应配置适当的过电流保护装置，接地系统与过电流保护器两者相互结合，才能起到安全防护的作用。

（1）在电源入户进人电气控制柜前端，配置适宜的漏电保护装置。漏电保护装置应根据电器设备的适配电流来选择，一般来说要比用电设备的适配尖峰启动电流大一点，但也不宜太大，太大了，漏电电流较小时就会起不到安全保护作用。公园中的游乐设施、家庭中的用电设备、起重机等均应装设漏电保护装置。

（2）在电气控制柜中，各重要分项用电设备分别配置漏电保护装置。漏电保护装置不能配置过大，过大了也同样起不到保护作用。

（3）电源供电系统的变电所虽然都设有过电流漏电保护装置，但由于变电所是给所属范围内所有电气设备用户供电的，所以其过电流漏电保护装置往往设置很大，只有这样才能满足所属范围内所有用户用电设备的要求。如果变电所设置的漏电保护装置过电流保护过小，就会在所属供电范围内某些用户添置新的电器设备后的用电高峰时常断电。所以各用户的电气保护设施，只有靠自己安装的适宜的过电流漏电保护装置来实现自身的安全防护。

（4）供电系统的变电所一般距离用户都是比较远，到用户之间的供电线路仍有不小的电阻，即使是变电所设置了非常合适的过电流漏电保护装置，有时部分用户的电器设备不用，对部分用户电器设备的较小的漏电电流也难以起到安全保护作用，所以用户要设置自用的漏电保护装置，才能起到安全防护作用。

四、结语

电器设备的接地问题非常重要，它是实现安全防护的前提，但只有电器设备的良好接地与过电流保护装置合适的配置，才能起到安全的防护、防止或减少触电事故的发生。

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