接地與接零的正確做法

Jianping Hu， Ummal Momeen Mariam Beevi

(School of Advanced Sciences, VIT University)

?

接地與接零的正確做法

Jianping Hu， Ummal Momeen Mariam Beevi

(School of Advanced Sciences, VIT University)

【摘要】文章結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，介紹了TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)的接地與接零的正確做法，可供施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員借鑒。

【關(guān)鍵詞】TN-S系統(tǒng)；接地；接零

JGJ 46-2005《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》實(shí)施已十年，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全起了很大作用，也已在各施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。最基本的規(guī)定：(1)采用三級(jí)配電系統(tǒng)；(2)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)；(3)采用二級(jí)漏電保護(hù)系統(tǒng)。各施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況是參差不齊的，本文主要論述接地與接零的正確做法。

1接地與接零系統(tǒng)的作用

電氣設(shè)備漏電時(shí)，其平時(shí)不帶電的金屬部分就會(huì)出現(xiàn)對(duì)地電壓，人若觸及這些意外帶電部分，即可能發(fā)生觸電事故。為保護(hù)人身安全，應(yīng)采取必要的措施。接地或接零就是防止這種事故的措施之一。

1.1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4 Ω。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4 Ω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220 V雖有良好的接地即接地電阻為4 Ω。此時(shí)的漏電電流：

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1.5 kW時(shí)，此漏電電流不足以使電路的過(guò)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500～1 000 Ω，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110～220 mA的交流電通過(guò)人體。據(jù)研究人體通過(guò)50 mA·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)。

1.2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500～1 000 Ω并聯(lián)時(shí)，通過(guò)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(kāi)關(guān)箱應(yīng)安裝動(dòng)作電流不大于30 mA，動(dòng)作時(shí)間不大于0.1 s的漏電保護(hù)器更能確保人體安全。

2TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)的正確使用

TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)加漏電保護(hù)器可全面保護(hù)人體遠(yuǎn)離觸電危險(xiǎn)。但由于一些施工現(xiàn)場(chǎng)的人員未能正確使用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，致觸電事故時(shí)有發(fā)生。

2.1TT系統(tǒng)與TN系統(tǒng)混用

《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》明確要求“同一供電系統(tǒng)中，保護(hù)接地與保護(hù)接零不能混接?！奔赐慌_(tái)變壓器供電的采取保護(hù)接零的系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備金屬外殼都必須同保護(hù)零線連接，構(gòu)成一個(gè)保護(hù)零線網(wǎng)。如果有個(gè)別設(shè)備離開(kāi)零線網(wǎng)而采取保護(hù)接地即TT系統(tǒng)，這就叫混接。采用混接方式后，不僅采用保護(hù)接地的漏電設(shè)備金屬外殼有較高的電壓，可達(dá)110 V，在線路保護(hù)裝置未動(dòng)作的情況下，保護(hù)接零設(shè)備金屬外殼也將長(zhǎng)時(shí)間帶電，從而擴(kuò)大了人員觸電的危險(xiǎn)范圍。

2.2重復(fù)接地不當(dāng)

《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定“TN系統(tǒng)中的保護(hù)零線除必須在配電室或總配電箱處做重復(fù)接地外，還必須在配電系統(tǒng)的中間處和末端處做重復(fù)接地?！?/p>

2.2.1重復(fù)接地的作用

重復(fù)接地對(duì)TN系統(tǒng)的安全起著重要作用：

(1)降低漏電設(shè)備的對(duì)地電壓;

(2)減輕保護(hù)零線斷線的危險(xiǎn)性;

(3)縮短故障的持續(xù)時(shí)間;

(4)改善防雷性能。

2.2.2重復(fù)接地的正確做法

可按規(guī)范的規(guī)定在數(shù)個(gè)二級(jí)分配電箱、開(kāi)關(guān)箱上作重復(fù)接地。沒(méi)有必要將每個(gè)二級(jí)分配電箱或開(kāi)關(guān)箱全作重復(fù)接地。

重復(fù)接地只能也只有在分配電箱或開(kāi)關(guān)箱的PE線(保護(hù)零線)端子接線與接地體連接。

嚴(yán)禁在設(shè)備導(dǎo)電外殼上直接接線與接地體連接。如果設(shè)備外殼連接的PE線由于各種原因脫落，而設(shè)備外殼上的重復(fù)接地線未脫開(kāi),則此時(shí)該設(shè)備就成了保護(hù)接地的TT系統(tǒng)的設(shè)備,也就是在原來(lái)的TN-S系統(tǒng)中出現(xiàn)了TT系統(tǒng)的設(shè)備，這是不允許的，也是很危險(xiǎn)的。

有的人初衷是想多設(shè)幾處重復(fù)接地，提高TN-S系統(tǒng)的安全性，但因重復(fù)接地接在用電設(shè)備的導(dǎo)電外殼上，就埋下了事故隱患。

2.3不裝設(shè)漏電保護(hù)器

《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定每臺(tái)設(shè)備或手持式電動(dòng)工具的開(kāi)關(guān)箱內(nèi)均應(yīng)設(shè)漏電保護(hù)器。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大型設(shè)備較重視都會(huì)按規(guī)范規(guī)定設(shè)置漏電保護(hù)器,而對(duì)一些小工具如振動(dòng)棒、手持電動(dòng)工具往往就沒(méi)有裝漏電保護(hù)器。

須知這些小工具的工作環(huán)境是很差的，也往往是緊握在操作者手中的，而電源線也往往就在泥里水里拖來(lái)拖去，無(wú)論是工具自身漏電還是電源線皮破漏電都會(huì)釀成事故。

曾有一起事故因振動(dòng)棒電源線皮破漏電，在澆筑樓板混凝土?xí)r，使整個(gè)鋼筋網(wǎng)帶電，因振動(dòng)棒的開(kāi)關(guān)箱未設(shè)漏電開(kāi)關(guān)，所漏電流甚小，未能使總配電箱的漏電保護(hù)器動(dòng)作。當(dāng)有一名工人去接塔機(jī)吊來(lái)的材料時(shí)由于漏電電流通過(guò)塔機(jī)形成回路，該工人當(dāng)即身亡。

2.4安裝漏電保護(hù)器后就不接保護(hù)零線

當(dāng)用電設(shè)備只裝漏電保護(hù)器而沒(méi)有保護(hù)接零時(shí)是很危險(xiǎn)的。如果設(shè)備發(fā)生漏電故障造成外殼帶電，此時(shí)在沒(méi)有人觸及帶電外殼時(shí)，故障電流因無(wú)保護(hù)零線外泄仍與工作電流一起返回漏電保護(hù)器的檢測(cè)互感器。即流進(jìn)和流出檢測(cè)互感器的電流大小相等僅方向相反，即電流矢量和仍為零，漏電保護(hù)器不動(dòng)作。漏電設(shè)備外殼的電位不會(huì)降低，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)帶電，將是非常危險(xiǎn)的。此時(shí)，當(dāng)人觸及帶電設(shè)備外殼時(shí)，即使漏電保護(hù)器按預(yù)設(shè)條件動(dòng)作切斷電源，人體將不可避免的遭受一次不必要的電擊。最后一道安全防線的一級(jí)配電箱漏電保護(hù)器動(dòng)作時(shí)的最大電擊能量可達(dá)30 mA·s，這對(duì)身體健康的人影響不大，但對(duì)體質(zhì)較弱的人來(lái)說(shuō)可能是致命的。漏電保護(hù)器和保護(hù)接零都必須按規(guī)定設(shè)置才能正確保護(hù)用電安全。

3接地裝置安裝要求

接地裝置由埋在地下接地體和連接設(shè)備與接地體之間的接地線組成。接地體和接地線可利用自然導(dǎo)體，如金屬管道(可燃或爆炸介質(zhì)的管道除外)、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)等，也可借用正式工程的預(yù)埋接地體。接地體最小允許規(guī)格見(jiàn)表1。

表1　接地體最小允許規(guī)格、尺寸　mm

(1)垂直埋設(shè)的接地體宜采用圓鋼、鋼管、角鋼等，不得采用螺紋鋼，因螺紋鋼難于與土壤緊密接觸，接地電阻不穩(wěn)定。

(2)垂直接地體的長(zhǎng)度1.5～3 m，須由相距2～3 m的兩根接地體組成。

(3)接地體的埋深不宜小于0.6 m，距建筑物外墻凈距離不小于1 m。

(4)防雷接地的沖擊接地電阻應(yīng)小于30 Ω，工作接地的接地電阻應(yīng)小于或等于4 Ω，重復(fù)接地的接地電阻應(yīng)小于或等于10 Ω。

4結(jié)束語(yǔ)

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(shuō)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。

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ 46-2005 施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]范秋雨.建筑工地實(shí)用技術(shù)回答[M]. 北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU714.1

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2015-11-10