天然气净化厂电气系统保护接地与接零技术的探讨

天然气净化厂电气系统保护接地与接零技术的探讨

白一海魏巍郑浩李昊玺

（长庆油田分公司第一采气厂陕西榆林719000）

摘要：随着气田生产中越来越多电气设备的采用，接地、接零保护措施的正确实施是保证企业用电安全可靠的重要环节。为保证天然气净化厂配电网络中电气设备的稳定运行，确保安全可靠供电，合理选择供电设备的接地、接零保护方式是非常重要的。

关键词：电气保护接零保护接地

1、基本概念

1.1、保护接地，就是把电气设备的金属外壳用足够粗的金属导线与大地可靠的连接起来的保护方式。电气设备采用接地的保护措施后，设备外壳已通过导线与大地有良好的接触，则当人体触及带电的外壳时，人体相当于接地电阻的一条并联支路，而人体电阻远远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，避免发生触电事故。

1.2、保护接零，就是在中性点接地的系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线做良好金属连接的保护方式。当某一相绝缘损坏使设备外壳带电时，由于外壳采用了保护接零措施，因此该相线和零线构成回路，单相短路电流很大，足以使线路上的保护设备迅速动作，从而将漏电设备电源断开，从而避免触电的可能性。

2、保护接地的作用

1.1、降低电气设备绝缘水平

将电力系统中性点接地的工作接地，能够降低作用在电气设备上的电压，从而降低电气设备的绝缘水平。

1.2、确保人身安全

将所有电气设备的外壳接地，当电气设备绝缘损坏或老化而使外壳带电时，能够保证接触设备外壳的人员的人身安全。

1.3、防止静电干扰

静电一方面可能引起爆炸和火灾，如储油罐、天然气储罐和管道等特别容易因静电放电而引起爆炸，另一方面则是干扰固体电子设备的正常工作。通过接地可以将由于摩擦等产生并积蓄的静电尽快释放到大地，防止静电干扰引起的事故和破坏。

1.4、等电位连接

等电位连接是使各外露导体和装置外导电体的电位相等的连接方式。在建筑物内的电气设备，可以通过将设备外壳与敷设的主接地母线相连来实现等电位连接，等电位连接的目的是防止在设备之间产生危险电位差和构成回路，因为由设备接地连接构成的回路容易受到外部电磁场的感应作用，产生回路电流，干扰设备的正常运行。

3、应用分析

2.1保护方式如何选择

保护接地应用于中性点不接地的配电系统中。保护接零用于380/220V、三相四线制、电源的中性点直接接地的配电系统。电气设备采用接地或接零的保护方式，与现场的配电方式有关：（1）当电气设备在中性点非直接接地的低压供电系统中，电力装置应采用低压接地保护。（2）当电气设备在中性点直接接地的低压供电系统中，电力装置应采用低压接零保护。（3）当电气设备在使用专用变压器供电的低压供电系统中，宜采用中性点直接接地的三相五线制TN-S保护接零系统，电气设备的金属外壳必须与专用保护零线可靠连接。

2.2、保护接地的应用举例

在中性点不接地的低压系统中，正常情况下电力建设需要的各种电力装置的不带电的金属外露部分、电能供应的设备外壳都应接地。电机、变压器、移动式用电器具的金属底座和外壳；电气设备的传动装置；配电、控制、保护用的屏（柜、箱含铁质配电箱）及铆焊、焊工的操作平台等的金属框架和底座；汽油、柴油、机油等储油罐的外壳；20m以上的竖井架（如烟囱施工的中央井架、电动提升装置）脚手架、水塔施工用的起重吊臂、曲线电梯的轨道；安装在电力线路杆塔上的电力设备的外壳及支架。

2.3保护接零的应用举例

在正常情况下，施工现场的下列电气设备不带电的外露导电部分应做保护接零。点机、变压器、照明用具、手持电动工具的金属外壳；电气设备传动装置的金属部件；配电屏与控制屏的金属框架；室内、外配电装置的金属框架及靠近带电部分的金属围栏和金属门；电力线路的金属保护管、敷线的钢索、起重机轨道滑升模板金属操作平台等；安装在电力杆线上的开关、电容器等电气装置的金属外壳及支架；环境恶劣或潮湿场所（如地下室及浴室、电缆沟）的电气设备必须采用保护接零。

4、保护接地与保护接零的特点及实施要求

3.1、保护接地的作用及其局限性

电气设备绝缘损坏时会产生漏电，或是带电导线碰触机壳时，都会使本不带电的金属外壳等带上电。若金属外壳未实施接地，则操作人员碰触时便会发生触电。如果实行了保护接地，便能让绝大部分电流通过接地体流散到地下。

在中性点接地的低压配电网络中，假如电气设备发生了单相碰壳故障，若实行了保护接地，由于电源相电压为220V，如按工作接地电阻为4Ω，保护接地电阻为4Ω来算，故障回路降产生220&pide;8=27.5A的电流，而如此大的电流会使熔断器熔断或自动开关跳闸，从而切断了电源，保护了人生安全。但是，接地保护的方式也存在着一定的局限性。

3.2、接零保护的特点及要求

若将电气设备在正常情况下不带电的金属部分用导线直接与低压配电系统的零线相连接，这种方式称为保护接零。它与保护接地相比，能在更多的情况下保证人身安全，防止发生触电事故。

在实施保护接零的低压配电系统中，如果电气设备一旦发生单相碰壳漏电故障，便形成了一个单相短路回路。因该回路内部不包含工作接地电阻和保护接地电阻，整个回路的阻抗很小，因此故障电流很大，远远大于保护接地故障电流27.5A，保证在最短的时间内熔断器熔断或自动开关跳闸，从而切断电源，保障了人身安全。

在保护接零系统中，零线起着非常重要的作用，零线的连接应牢固可靠、接触良好，且零线与设备的连接应该用螺栓压紧，保证从电气设备接地体之间导电良好。所有电气设备的接零线上不可以有串联现象。在零线上禁止安装保险丝或单独的断流开关。一旦零线出现断裂现象，如果在零线断线处后面有的电气设备外壳漏电，则这台设备外壳长期带电，而且所带电压接近于电源相电压，危险性将被扩大。

3.3、保护接地与保护接零两种方式使用时注意事项

（1）保护接地与保护接零两种方式切不能混用。在由同一台配电变压器或同一段母线供电的低压配电系统内，只应选择采用同一种保护方式，而不能同时采用保护接地与保护接零这两种方式。当外壳接地的设备发生碰壳漏电，而引起的事故烧不断熔丝时，设备外壳就带电110V，并使整个零线对地电位升高到110V，于是其他接零设备的外壳对地都有110V电位，这是很危险的。

（2）电源中性点不接地的三相四线制配电系统中，不允许用保护接零，而只能用保护接地。在中性点不接地的配电系统中，任一相发生接地，系统虽仍可正常运行，但这时大地与接地的相线等电位，则接在零线上的用电设备外壳对地的电压将等于接地的相线从接地点到电源中性点的电压值，是十分危险的。

（3）电气设备究竟应采用保护接零还是采用保护接地方式，主要取决于配电系统的中性点是否接地、低压电网的性质及电气设备的额定电压等级。在中性点不接地的低压配电网络中，应采用保护接地方式。对所有高压电气设备，一般都实行保护接地。

结论

在使用过程中，应根据用电时的特点、实际情况、规模和地质特征、设备状况以及操作维护情况，合理确定接地或接零保护，提高施工现场用电设备效率和安全可靠性，最大限度地防止人身受到电流伤害，达到保障人身安全的目的。

参考文献

[1]刘亚浅谈电力系统中的接地和接零中国科技纵横2011

[2]苏茂盛电气系统接地与接零保护的探讨机电技术2010