1. 保护接地与保护接零的适用范围
保护接地适用于低压不接地电网;保护接零适用于低压接地电网。
必须指出,在同一电力系统中,不允许一部分设备接地,而另一部分设备接中线。因为当接地的设备导体碰壳时,若熔丝未能熔断,此时就有电流由接地电极经大地回到电源,形成闭合路径,如图 1 所示。电流在大地中是流散的,只有在接地电极的附近,才具有电阻值和较大的电压降,于是在两个接地极之间的大地中形成如图 1(b)所示的电位分布。由图可见,这时所有接中线的设备外壳与大地的零电位点之间存在着一个电压(称为对地电压)。如果有人站在大地的零电位点附近触及这些设备的外壳,就有可能引起触电。
此外,如若有人既接触到接地的设备外壳,同时又接触到接中线的设备外壳,则将承受电源的相电压,显然,这是很危险的。
2. 需要接地或接零的设备和装置
凡因绝缘损坏而可能带有危险电压的电气设备及电气装置的金属外壳和框架都应可靠的接地或接零,这种情况主要包括:
(1)电动机、变电器、变阻器、电力电容器、开关设备等金属外壳。
(2)配电屏、配电柜、控制屏、控制台的金属框架、邻近带电部分的金属遮栏等。
(3)电缆的金属外皮及电缆头金属外壳和布线的钢管等。
(4)某些电力线路的金属杆塔、互感器的“二次”接线等。
必须指出,在有些场合电气装置是允许不接地的,这种情况主要包括:
(1)电气设备安装在高度超过 2.2 m 的不导电的建筑材料基座上,须使用木梯等才能接触到,并且不会同时触及接地部分。
(2)电气设备安装在已接地的金属框架上,金属底座与设备有可靠的连接。
(3)用于进户线、进层线或电表总线的,长度不超过 4 m 的钢管,以及穿过单层楼板保护导线的短段钢管。
(4)电能表和总熔丝盒以及 50 V 以下的电气设备金属外壳。
三、接地和接零装置
接地装置和接零装置都是成套的安全装置。接地装置由接地体和接地线组成,接零装置由接地装置和零线网组成。
1. 接地体
接地体有自然接地体和人工接地体之分。利用自然接地体不但可以节约钢材节省施工费用,还可以降低接地电阻,因此有条件的应当优先利用自然接地体。但发电厂和变电所都要求敷设人工接地体。
接地体应不少于两根,其中一根可以利用自然接地体。对住宅、办公的家用电器,可只用一根可靠的自然接地体,但不得利用煤气管。可以利用的自然接地体有电气上连成一体的金属自来水管;与大地有可靠连接的建筑和构筑物的金属结构,以及自流井的插入金属管等。
人工接地体都采用钢管、角钢、圆钢和扁钢制作。一般情况下,人工接地体都采取垂直敷设,特殊情况如多岩石地区,接地体也可水平敷设。
垂直敷设的接地体的材料,常用直径 40~50 mm,壁厚3.5 mm的钢管,或40 m×40 m×4~5O m×50 m×5 m的角钢。
垂直敷设接地体的接地电阻与接地体的入深度有关,入较深比入较浅的接地电阻要小,所以入深度最好不小于 2 m,一般取 2.5 m。
垂直敷设的接地体,由两根以上组成,两根之间距离取接地体长度的 1~3 倍为宜,但不得小于 2.5 m,因为距离太近会产生屏蔽作用,影响接地电阻值。
垂直敷设的接地体典型布置,如图 2 所示。
水平埋设的接地体的材料常用 40 m×4 m 的扁钢或直径 16 mm 的圆钢,布置形式多作放射形、成排或环形,如图 3 所示。
2. 接地线和接零线
除对爆炸性危险场所另有规定外,接地线和接零线均可利用现成金属构件,包括:建筑物、构筑物的金属结构;配线的钢管和电缆的铅、铝包皮;水管、暖气管等金属管道 (流通燃烧爆炸性介质的管道除外)。