安全接地常见问题的分析

　　摘要：电气安装施工工程中安全接地是一个非常重要的问题，涉及的范围很广，起的作用很大。接地，在多数人看来是很简单的，但实际上接地是一门深澳的学问。正因为如此，接地施工中出现的错误非常多，非常普遍，有些问题是反复出现，但就是引不起重视，归根到底是人们对接地技术并未真正了解，为此，本文就日常电气接地施工中的技术要求以及经常出现的问题作些分析，以引起电气工程人员对接地技术的重视。
　　关键词：电气；接地；错误；问题
　　将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连到地中的接地极上，称为接地。电力系统中的接地点一般是中性点，也可以是相线上的某一点。电气装置的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体，一般为金属外壳。为了安全保护的需要，把正常不带电的装导体，例如水管、其他金属管与建筑物的金属构件和地中的接地体相连，称为接地。接地不限于接大地，与代替大地的金属的导体相连接也是接地，例如飞机上的电气装置的某一点与飞机机身相连接，既实现了等电位联结，也实现了接地。
　　接地，咋一看好象非常简单，但实际上它涉及领域很广，在实践及理论方面也非常深奥。正因为如此，不要说一般人，就是普通专业电气人员对接地知识理解不足，知之不多，而在施工中出现的错误就非常多，非常普遍。有些问题是反复出现，但就是引不起重视，归根到底是人们对接地技术并未真正了解。以下就一些最为常见的错误认识作出分析：
　　错误之一：零线就是地线
　　在照明电路中，大家会马上想到供电的两条输电线是火线和零线。在电源系统中零线一般接地，故其电势为零，于是有人就将零线和地线混为一谈，认为零线就是地线。其实零线和地线是两个完全不同的概念。在供电系统中，三相变压器二次侧采用三角形接法时，没有中性点，就没有零线引出，也没有接地问题；三相变压器二次侧采用星形接法，有中性点，由中性点引出的导线就是零线(也称中性线)。供电线路可以有零线，也可以没有零线。零线可以接地，也可以不接地。零线接地是为了保证零线的电势为零，而不接地的零线，其电势不一定为零。零线和地线的根本区别在于一个构成工作回路,一个起保护作用叫做保护接地,一个回电网,一个回大地。所以零线和地线是两个不同的概念，我们不能将它们混淆。
　　错误之二:保护接地与保护接零是一样的
　　保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施，其不同处是：
　　1、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路使设备潜心电形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作。
　　2、适用范围不同。保护接地适用于一般的电源系统低压不接地电网及采取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电网。不接地电网不必采用保护接零。
　　3、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；其重要地装置也应有地线。
　　错误之三：重复接地就是地线再次接地
　　在零线上一处或多处通过接地装置与大地再次连接，这就是重复接地。许多初级电气工作人员对重复接地知之甚少，认为重复接地就是地线再次接地，又以为重复接地可接可不接，或者不知应该在何处接合适，有的则在终端配电箱处将零线与地线相接，认为这样就是重复接地了。重复接地并非可接可不接，认为可接可不接主要是对重复接地的作用不了解。运行经验表明，在保护接零系统中，只在电源的中性点上接地是不够安全的，为了确保线路运行安全可靠，防止零线断线所造成的危害，系统中除了系统（工作）接地外，还必须在引出零线的其他地点进行必要的重复接地。具体来讲，重复接地有以下几种主要作用:
　　（1）、降低漏电设备的对地电压;
　　（2）、减轻零线断裂时的触电危险;
　　（3）、缩短碰壳或接地短路故障的持续时间;
　　（4）、改善架空线路的防雷性能。
　　在负载终端将零线与PE地线相接，这并不叫重复接地，而且这样做是不允许的。这样会带来两个后果：①电源系统中无法安装漏电开关，因为PE线和N线在电源端和负载端都短接后会构成短路环，此时即使有漏电电流，漏电开关也不会跳闸。②把PE和N线短路的意图是防止PE或N线中断，但若PE和N线同时中断，就会产生极大危险，其危险性相当于TN-C制式中PEN线中断一样，这是不允许的。
　　错误之四：接地了就必定是安全的
　　有不少电气书刊中讲到保护接地问题。例如家用电器设备外表面是金属外壳，当电气线路绝缘破损使金属外壳与相线导通，此时当人体碰到带电的金属外壳也不会触电，因为电流通过接地线流入大地而不会流过人体。这样理解是不妥当，因为这要看电源的接地制式情况。若电源中性点已接地，电器设备金属外壳再接地，反而有危险。如图1所示，电源零线B处已接地(D是接地极)，电器设备金属外壳A处再接地(C是接地极)。考虑最坏情况，D、C接地极处接地电阻都为4Ω。若用电器火线与金属外壳相碰，电流通过外壳接地线流入大地C处，再经过C、D间大地土壤经金属D流到电源零线B处，其电流值约为：
　　I=U2/R=220V2/8Ω=27.5A。
　　
　　这样大的电流不一定使熔断器熔丝熔断。这时从A到C、E、D直至B处就存在不同的电位差。当人站在地面上，身体某部位触及用电器金属外壳，就有几十伏到220V的电压。造成触电事故。在这种情况下，我们不能采用保护接地措施，而应采用保护接零措施，即金属外壳应用导线跟电源的零线相连(注意必须连在零线熔断器前的B处)。所以不加分析，采用接地措施，不一定正确。电工学规定：在低压电源系统中，零线未接地的，电气设备采用保护接地措施；零线已接地的，电气设备采用保护接零措施。
　　错误之五：接地线截面可随意减少
　　规范规定，相线截面大于25mm2以上时，PE线取相线截面的一半，而相线在16mm2以下时，PE线和相线同截面。于是有不少人忽视PE线的截面，认为PE线中平时几没有电流流动，截面可以减少，即使发生相线与外壳短路，断路器会动作或熔丝会熔断，因此PE线和相线同截面是浪费，这种观点是错误的。某市的一幢住宅楼，采取TN-S制，层楼干线为5*10mm2，施工人员私自把PE线改为4mm2，以发生PE和N线接反的情况，结果造成PE线因过载而绝缘层烧熔。特别是一些年轻无经验的电气工作者，对这个问题的认识较为肤浅，地线线径通常都是随意选择，所以只是表面有地线，但实际上根本起不到安全保护作用。
　　错误之六：黄绿色线作N线甚至相线用
　　在平时的电气施工中，经常见到有人用黄绿色的PE线当作N线来使用，对于不会电气的人员来讲也吧，但一些电工也自以为是地用PE线作N线来用，他们认为这样可以节约线材，也便于施工。这种情况在临时施工工地较为多见，比如施工现场只有三相线与一条黄绿色地线的电缆，而现场既有三相动力用电又有照明电气用电，此时很多人就会直接用黄绿色PE线作为N线用。另外常见的是，一些人为了节约线材，用剩余的黄绿色PE线用N线来用。国家电气规范中明确规定：黄绿色线只能用作接地线，绝对不可以用来作相线或者零线用。由于这个问题，就曾经出现过触电的事故。有一名电工在现场接电时，看到有条黄绿色线，以为是地线，于是作地线接地，结果触电身亡。这属于重大的安全事故，所以不要以为是小事，也不要以为是节约线材，这是涉及人身安全的重大问题，应引起所有从事电气工作的人员的重视----PE线只能作地线用，绝对不能用作相线或零线。
　　错误之七：同一电源系统中，一部分电气设备采取TN-C制式，一部分采取TT制式
　　如果在同一电源系统中，一部分电气设备采取TN-C制式，一部分采取TT制式，如下图2所示，
　　
　　则如果TT制式中某部分电气设备发生相线碰壳，在故障未解除前，N线电位就会升高，使采取TN-C制式的设备外壳出现危险的电位。
　　这是由于采取TT接地制式的电机M2外壳碰相线后，故障电流由与M2外壳相连接的保护接地极流入地中，并经大地作回路，再通过工作接地极回到系统电源端，如果保护接地极与工作接地极的接地电阻相等，那么采取保护接地的M2外壳及电源的N线对地电位都升高到110V,只要故障不消除，此危险电压将一直存在。
　　在公共楼宇地方，低压公用电网通常采用TT接地制式，因为每一幢楼单独采用一组接地极，所以一旦出现相线碰壳故障，即使故障不解除，采取另一组接地极的另一幢楼也不会受到影响。但如果该电网系统同时还存在TN-C接地制式，那么任何一幢采取TT接地制式的楼宇出现故障，都会造成采取TN-C制式的设备外壳电位升高。所以在采用何种接地制式时并非想当然，必须仔细分析具体情况，如果电源系统已采用了TT接地制式，那么该电源系统就不能同时另外设置TN-C接地制式。
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