前言：隨著改革開放的不斷深入和經濟的蓬勃發(fā)展，以及近幾年國家投巨資進行城鄉(xiāng)電網改造，我國電力事業(yè)取得了令人矚目的成就，電網裝備水平和健康狀況明顯改善，供電可靠性和供電質量提高。電力事業(yè)的長足發(fā)展，對促進兩年文明建設發(fā)揮了重要作用。但隨著用電數量的增加，電氣事故日益增多，從大量事故安全分析可知，電氣設備漏電造成危害極大。這主要是采取的保護措施不完善所致，針對此狀況本文研討了幾種保護的作用和應用場合，旨在提高安全用電水平。
1. 保護接地
1.1保護接地的安全作用
保護接地就是把電氣設備正常時不帶電，而故障時可能出現危險電壓的金屬部分通過接地電阻進行接地，其目的是在故障時限制金屬外殼對地電壓在安全范圍之內。其適用于是性點不接地電網（即三相三線制系統(tǒng)），在這類系統(tǒng)中常見的故障有如下兩種：
1）一相與金屬外殼相接造成漏電。當人體接觸金屬外殼時，設備對地電壓主要取決于保護接地電阻與人體電阻的并聯值和線路絕緣阻抗，其等效電路如圖1。因為人體電阻遠大于接地電阻，忽略人體電阻，漏電設備對地電壓為接地電阻上的壓降。其對地電壓表達式為：
U0=3URb(3Rb+Z)
U――電網相電壓；Rb――保護接地電阻；Z――電網每相絕緣阻抗。
圖1
因為為Z＞＞Rb，故漏電設備對地電壓大大降低，只要合適選擇Rb，即可限制漏電設備對地電壓的安全范圍以內。
2）一相與金屬外殼相接，另一相接地的情況。當人體接觸金屬外殼時，人體承受的電壓是保護接地電阻上的電壓降Ub，其等效電路見圖2。此電壓值為：
Ub= U1 Rb( Rd+ Rb)
U1――電網線電壓；Rd――相接地電阻；Rr――人體電阻。
圖2
由于一相接地電阻大于保護接地電阻，只要合適Rd，即可限制漏電設備對地電壓在安全范圍以內。
1.2接地電阻值的范圍
接地電阻值的范圍主要根據設備漏電后允許對地電壓來確定。
1） 低壓電氣設備的保護接地的電阻值
在380V不接地電網中，單相接地電流很小，一般要求Rd≤4歐。當配電變壓器（或發(fā)電機）的容量不超過100KVA時，因供電范圍較小，單相接地電流更小，Rd≤10歐。
2） 高壓電氣設備的保護接地的電阻值
在高壓電網中，接地電流一般很大，接地電流在500A及以下時，稱小接地短路電流系統(tǒng)。在500A以上的稱大接地短路電流系統(tǒng)。在小接地短路電流系統(tǒng)中，如果高低壓設備共用接地裝置，要求Rd Id≤120V（Id：接地短路電流）如果高低壓設備分別單獨設置接地裝置，要求Rd Id≤250V。在大接地短路電流系統(tǒng)中，由于接地短路電流系統(tǒng)中，由于接地短路電流很大，一般很難限制設備漏電后對地電壓不超過某一范圍，只能靠線路中的保護裝置切除接地故障，要求Rd Id≤2000V，當Id＞4000A時，Rd≤0.5歐。
3）在高電阻率土壤地區(qū)，接地電阻值難以達到規(guī)定范圍時，允許低壓電氣設備和高壓小接地短路電流系統(tǒng)中的電氣設備接地電阻值不大于30歐。
在高電阻率土壤地區(qū)，可采用下列方法降低接地電阻；外引接地法、化學處理法、換土法、接地體延長法。
2. 保護接零
保護接零就是把電氣設備正常時不帶電，而故障時可能出現危險電壓的金屬外殼與電網的零線緊密相連，其目的是在相線與零線短路時，在短路電流的作用下，促使線路上的保護裝置迅速動作，切斷漏電設備的電源，消除觸電危險。其適用于中性點接地電網（即三相四制系統(tǒng)）。
特別指出，在接地電網中不能采取單一保護接地的方法，若這樣，當一相碰殼時，人體與保護接地電阻Rb并聯，等效電路如圖3所示。
圖3
人體所承受的電壓約為：Ur=URb/(Rb+R0＜/sub>)R0――電網中性點接地電阻。
由于R0與Rb約相等，故將有一半的相電壓為人體所承受，是極其危險的。因此，在接地電網中，凡由于絕緣破壞或其他原因可能呈現危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應接零。
3. 重復接地
除變壓器中性點以外，在零線上一處或多處再次接地稱為重復接地。其安全作用主要為：
1） 降低漏電設備對地電壓
在未裝重復接地電網中，當發(fā)生一相碰殼時，若保護裝置由于故障未能迅速動作，零線上的電壓降為Ui=UZi/(Zx+Zi)
Zi――零線阻抗；Zx――相線阻抗。
顯然，漏電設備對電壓對人是危險的。同樣的故障，在裝有重復接地電網中，當發(fā)生一相碰殼時，其等效電路如圖4所示（Rc：重復接地電阻）。
圖4
其漏電設備對電壓為：Ui*Rc/( Rc/+ R0
2） 縮短故障持續(xù)時間
采用重復接地后，降低了總短路電阻，使短路電流增加，加速了線路保護裝置動作，縮短了故障持續(xù)時間，減輕了觸電危險性。
3） 減輕了零線斷線后的危險性
若未裝設重復接地，當零線斷后而某一臺設備碰殼時，其后所有采取接零的設備外殼都呈現對地電壓，若有人觸及其中任一臺接零設備，則事故電流通過人體和工作接地電阻構成回路，人體幾乎承受全部相電壓，危險性極大，若裝有重復接地，事故電流通過重復接地電阻，經工作接地電阻構成回路，使得漏電設備對電壓降低許多，從而減輕了觸電危險程度。
4） 改善防雷性能
在架空低壓線路上，零干線裝有重復接地電阻時，對雷電流能起到分流作用，有利于限制雷電過電壓，從而改善了雷性能。
4. 接地和接零裝置的安全要求
* 保證導電的連續(xù)性和連接可靠性
* 保證足夠的機械強度
* 保證足夠的導電能力和熱穩(wěn)定性
* 防止損傷
* 防止腐蝕
* 保證必要的地下距離：
* 接零線與接地支線不得串接
* 接地電阻和線路保護裝置符合要求
5. 總結
額定電壓在1000V及以上的高壓電氣裝置，在一切情況下均應進行保護接地；額定電壓在1000V以下的低壓電氣裝置，在中性點直接接地的電網中，應采用保護接零，在中性點直接接地的電網中，應采用保護接零，在沒有中性線的情況下，亦可采用保護接地。
由同一臺發(fā)電機、變壓器或母線供電的低壓線路中，只能采用同一種保護方式，不可對一部分采用保護接地，而對另一部分采用保護接零，否則，此種情況是相當危險的：當某設備采用保護接地而未接零發(fā)生碰漏電時，接地電流通過接地電阻和工作接地電阻構成回路，由于接地電流不大，線路上保護裝置可能不動作，故障長時間存在，此時除接觸該設備的人有危險外，由于零線對地電壓升高到UR0/(R0+Rb)，所有與接零設備接觸的人都有觸電危險。
隊了良好的保護接地、接零及重復接地外，還應正確裝設漏電保護裝置用以監(jiān)視或切除漏電隱患，保證系統(tǒng)安全健康運行。
