分析建筑電氣施工接零和接地的施工技術(shù)

朱英來

【摘 要】隨著人們生活水平的日益提高，各種用途名目繁多的家用電器進(jìn)入平常百姓家。為了防止漏電造成人身觸電事故或減輕觸電的后果以及電氣設(shè)備的損壞。所以必須對(duì)電氣設(shè)備采用保護(hù)接地或保護(hù)接零的措施。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣施工；接零施工技術(shù)；接地施工技術(shù)

一、接地與接零系統(tǒng)的作用

（一）接地

保護(hù)接地也叫安全接地，是防止漏電意外危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)置的接地。方法是將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分接電，要求接地電阻小于4Ω。當(dāng)然從安全角度考慮，接電電阻越小越好，但要達(dá)到更小的接地電阻困難很大，所以目前規(guī)范均規(guī)定不大于4Ω即可。這也是TT保護(hù)系統(tǒng)的做法，即直接將設(shè)備的金屬外殼接地，其安全性是較差的。在TT保護(hù)系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備中有一相漏電致使正常不帶電的金屬外殼對(duì)地電壓為220V雖有良好的接地即接地電阻為4Ω。此時(shí)的漏電電流：

I==27.5A

式中：I為漏電電流；V為單相電壓；R1為總配電房的工作接地電阻，R1=4Ω；R2為電氣設(shè)備處的保護(hù)接地，R2= 4Ω。在用電設(shè)備功率大于1.5kW時(shí)，此漏電電流不足以使電路的過流保護(hù)裝置（如熔斷器、自動(dòng)斷路器等）快速動(dòng)作切斷電源。則此設(shè)備外殼金屬部分長(zhǎng)期帶電，若有人觸及則極危險(xiǎn)。人體的電阻為500～1000Ω，當(dāng)人體觸及帶電的設(shè)備外殼時(shí)，如同與設(shè)備的保護(hù)接地電阻處于并聯(lián)狀態(tài)，則有110～220mA的交流電通過人體。據(jù)研究人體通過50mA.s的交流電即有生命危險(xiǎn)。TT接地保護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、方便，在20世紀(jì)時(shí)期被施工現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用，但現(xiàn)行規(guī)范已嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)采用TT接地保護(hù)系統(tǒng)。

（二）接零

TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分與TN-S系統(tǒng)中的保護(hù)零線即PE線連接。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生漏電故障時(shí)，即用電設(shè)備的相線與保護(hù)零線連通，由于保護(hù)零線也是銅導(dǎo)線，電阻很小，相當(dāng)于單相短路。強(qiáng)大的短路電流使安裝于線路上的熔斷器等迅速切斷電源。同時(shí)由于保護(hù)零線的電阻很小，與人體的500～1000Ω并聯(lián)時(shí)，通過人體的電流極微弱，不會(huì)給人體造成傷害。又按《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》的要求，每臺(tái)設(shè)備的開關(guān)箱應(yīng)安裝動(dòng)作電流不大于30mA，動(dòng)作時(shí)間不大于0.1s的漏電保護(hù)器更能確保人體安全。

二、建筑電氣施工中接零和接地施工技術(shù)

（一）建筑施工的接零保護(hù)

常用的低壓電網(wǎng)是中性點(diǎn)直接接地的，低壓電氣設(shè)備又與人們接觸最多，使用不當(dāng)，往往造成嚴(yán)重的觸電事故。觸電事故的統(tǒng)計(jì)資料表明，多數(shù)發(fā)生在低壓設(shè)備和電路上，所以對(duì)低壓系統(tǒng)的安全保護(hù)應(yīng)有較多的要求：一旦發(fā)生設(shè)備漏電、碰殼故障，最好能迅速切斷電源。由上面對(duì)保護(hù)接地的分析可知，在中性點(diǎn)接地的低電壓網(wǎng)中，保護(hù)接地一般是達(dá)不到這一點(diǎn)的。如果采用降低保護(hù)接地電阻 Rb 和中性點(diǎn)接地電阻 R0 來提高故障電流達(dá)到保護(hù)切斷，從理論上來說雖然可以，但不經(jīng)濟(jì)。為了達(dá)到保護(hù)切斷，簡(jiǎn)單有效的方法是將電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架與電路的零線作良好的連接——即保護(hù)接零。

設(shè)備一旦發(fā)生漏電碰殼故障，即形成單相金屬性短路，一般都有足夠大的短路電路，能使保護(hù)裝置達(dá)到自動(dòng)切斷。根據(jù)保護(hù)裝置的特性，要使自動(dòng)開關(guān)迅速動(dòng)作，短路電流應(yīng)達(dá)其整定值的1.25 倍；要使熔絲（保險(xiǎn)或自動(dòng)開關(guān)），短路電流應(yīng)達(dá)熔絲（保險(xiǎn)）額定值的3倍。當(dāng)電路中零線的容量不小于相線容量的一半時(shí)，通常能達(dá)到上述要求。保護(hù)接零是中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)中較為可靠的保護(hù)方式。

（二）建筑施工的接地保護(hù)

1.小接地電流系統(tǒng)

在小接地系統(tǒng)中，保護(hù)接地的原理是：當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電、碰殼故障時(shí)，保護(hù)接地大大降低了故障設(shè)備外殼對(duì)地電壓，所以減輕了觸電的危險(xiǎn)程度。但應(yīng)指出這個(gè)對(duì)地電壓對(duì)人仍有一定的危險(xiǎn)性，并不能絕對(duì)保證人的安全。（規(guī)程指出：室外工作，接近故障點(diǎn) 8m、室內(nèi)4m，進(jìn)入上述范圍要有絕緣措施）。由于電路并不跳閘，故障會(huì)持續(xù)存在，危險(xiǎn)并不能消除。關(guān)于保護(hù)接地的原理，也可從電流的角度來進(jìn)行分析：如人觸及了故障設(shè)備外殼，接地電流 Id 將沿著設(shè)備接地電阻 Rb 和人體電阻 Rr 兩條支路通過。由于 Rr（=1000Ω 以上）>>Rb（=10Ω 以下）。所以Ib>>Ir，所以流過人體的電流大大受到了限制，所以減輕了觸電傷害。保護(hù)接地在低壓系統(tǒng)及家用電器的應(yīng)用原理也是一樣的。

2.中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)

日常生活用電就是這樣的接線方式。電動(dòng)機(jī)的保護(hù)接地電阻為 Rb，當(dāng)其發(fā)生碰殼故障時(shí)，由于電源中性點(diǎn)是接地的，則碰殼即形成單相短路。短路電流 Id=U∮/（R0+Rb）=220/8=27.5A，（U∮=220V，Rb=R0=4Ω）。可以看出短路電流不很大，電動(dòng)機(jī)的熔絲或自動(dòng)開關(guān)不會(huì)動(dòng)作，故障可以持續(xù)存在。這時(shí)，故障設(shè)備外殼的對(duì)地電壓 U∮·Rb/（R0+Rb）=110V（U∮=220V，R0=Rb=4Ω）可以看出，由于有了保護(hù)接地，故障設(shè)備外殼的對(duì)地電壓得到降低，保護(hù)的作用就非常明顯，但仍有缺點(diǎn)存在（Ud、Id 的存在），由于在家用電氣設(shè)備上不是很理想的。

總之，接地與接零是TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分，也是防雷系統(tǒng)的重要組成部分，只有做好了接地、重復(fù)接地工作，才是TN-S系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證。這里說的重復(fù)接地僅指保護(hù)零線，保護(hù)零線在整個(gè)電路中，除在工作接地處與總配電箱電源側(cè)零線有電氣連接外，在任何地方不得與工作零線再有電氣連接，工作零線嚴(yán)禁作重復(fù)接地。

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