（一）?? 基本概念

接地就是把電氣設備的某一部分通過(guò)接地裝置與大地作良好的連接；接零就是將電氣 設備正常不帶電的金屬部分通過(guò)保護線(xiàn)與電源中性線(xiàn)相連接。接地與接零按作用可分為: 工作接地、保護接地、重復接地、防雷接地、防靜電接地和保護接零等。

（二）?? 低壓配電系統接地型式

低壓電網(wǎng)是人們接觸機會(huì )最多的電網(wǎng)。低壓電網(wǎng)接地系統的設計與用電安全有密切的 關(guān)系。按照國際電工委員會(huì )（IEC）的規定.低壓配電系統常見(jiàn)的接地形式有三種.即 TT系統、IT系統和TN系統。工業(yè)與民用建筑中的380/220V低壓配電系統，為防止用 電設備因絕緣損壞而使人觸電的危險，多采用中性點(diǎn)直接接地系統。

（三）接地系統安全要求

1?IT系統

在IT系統中，應將電氣設備外殼接地，形成保護接地方式，以有效提高設備安全 性。在TT系統中，同樣須對電氣設備采用保護接地。

但是，在IT系統采用保護接地時(shí)，若 同一臺變壓器供電的兩臺電氣設備同時(shí)發(fā) 生碰殼接地，則兩臺設備外殼都要承受大 于0.866LA（S是相電壓）的電壓.對人 身安全不利，而且容易對周?chē)饘贅嫾?（如電線(xiàn)管）發(fā)生火花放電，引起火災。解 決方法是：采用金屬導線(xiàn)將兩個(gè)保護接地 的接地體直接連接（如圖24-26所示）.形 成共同接地方式，使兩相分別接地變成相

間短路，促使保護裝置迅速動(dòng)作.切除設備電源，以達到安全目的。

2.??? TN系統

在TN系統中，應對電氣設備采取保護接零，同時(shí)須與熔斷器或自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)等保護 裝置配合應用，才能起到有效的保護作用。

在TN系統中.不能采用有些設備保護接地、有些設備保護接零的不合理接地方式。 其原因是，由同一臺發(fā)電機.或同一臺變壓器，或同一段母線(xiàn)供電的線(xiàn)路不應采用兩種工 作制.否則，當采用保護接地措施的設備發(fā)生碰殼接地時(shí).設備外殼和接地線(xiàn)上會(huì )長(cháng)期存 在危險電壓，也會(huì )使采用保護接零措施的設備外殼電壓升高，擴大故障范圍。

TN系統將電氣設備外殼與N (PEN) 線(xiàn)相接，可以使漏電設備從線(xiàn)路中迅速切除， 但并不能避免漏電設備對地危險電壓的存在. 同時(shí)當N (PEN)線(xiàn)斷線(xiàn)的情況下.設備外 殼還存在著(zhù)承受接近相電壓的對地電壓.繼 電保護的動(dòng)作時(shí)間也沒(méi)有達到最低程度。為 了使TN系統中電氣設備處于最佳的安全狀 態(tài).還必須對其N(xiāo) (PEN)線(xiàn)進(jìn)行重復接地， 也就是將TN系統中N (PEN)線(xiàn)上一處或

多處通過(guò)接地裝置與大地再次連接，如圖24?27所示。

當電網(wǎng)中發(fā)生絕緣損壞使電氣設備外殼帶電時(shí)，與單純接零措施相比較，重復接地可 以進(jìn)一步降低中性線(xiàn)的對地電壓，安全性提高了；如果能使重復接地電阻值降低，則安全 性更高，因而在線(xiàn)路中多處重復接地可以降低總的重復接地電阻。當中性線(xiàn)(PEN線(xiàn)) 發(fā)生斷線(xiàn)故障時(shí).重復接地可使危害的程度減輕，對人身安全有利。

一般.重復接地可以從PEN線(xiàn)上直接接地，也可以從電氣設備外殼上接地。戶(hù)外架 空線(xiàn)宜在線(xiàn)路終端接地，分支線(xiàn)宜在超過(guò)200m的分支處接地，高壓與低壓線(xiàn)路宜在同桿 敷設段的兩端接地。以金屬外皮作中性線(xiàn)的低壓電纜.也要重復接地。工廠(chǎng)車(chē)間內宜采用 環(huán)型重復接地，中性線(xiàn)與接地裝置至少有兩點(diǎn)連接。

4.??? 中性線(xiàn)的選擇

變壓器中性點(diǎn)引出的中性線(xiàn)可采用鋼母線(xiàn)；工廠(chǎng)車(chē)間若為T(mén)N-C-S系統，則行車(chē)軌 道、金屬結構構件可選作保護接地線(xiàn)，設備外殼都與它相連，外殼不會(huì )有危險電壓。

專(zhuān)用中性線(xiàn)的截面應大于相線(xiàn)截面的一半；四芯電纜的中性線(xiàn)與電纜鋼鎧焊接后，也 可作為T(mén)N系統的N (PEN〉線(xiàn)；金屬鋼管也可以作為中性線(xiàn)使用，但爆炸危險環(huán)境N 線(xiàn)和PEN線(xiàn)必須分開(kāi)敷設。

嚴格講，在TN系統的PEN線(xiàn)上不允許裝設開(kāi)關(guān)和熔斷器.否則會(huì )使接零設備上呈 現危險的對地電壓。在380/220V系統中的PEN線(xiàn)和具有接零要求的單相設備，不允許 裝設開(kāi)關(guān)和熔斷器。如果裝設自動(dòng)開(kāi)關(guān)，只有當過(guò)流脫扣器動(dòng)作后能同時(shí)切斷相線(xiàn)時(shí)，才 允許在PEN線(xiàn)上裝設過(guò)流脫扣器。

(四) 接地故障火災預防

1.?????? 接地故障火災成因

接地裝置是由接地體和接地線(xiàn)兩部分組成的，其基本作用是給接地故障電流提供一條 經(jīng)大地通向變壓器中性接地點(diǎn)的回路；對雷電流和靜電電流唯一的作用是構成與大地間的 通路。無(wú)論哪種電流?當其流過(guò)不良的接地裝置時(shí)?均會(huì )形成電氣點(diǎn)火源，引起火災。由 接地故障形成電氣點(diǎn)火源的常見(jiàn)現象如下：

（1）????? 當絕緣損壞時(shí)，相線(xiàn)與接地線(xiàn)或接地金屬物之間的漏電，形成火花放電；

（2）????? 在接地回路中，因接地線(xiàn)接頭太松或腐蝕等.使電阻增加形成局部過(guò)熱；

（3）????? 在高阻值回路.流通的故障電流沿鄰近阻抗小的接地金屬結構流散時(shí)，若是向煤 氣管道弧光放電，則會(huì )將煤氣管擊穿.使煤氣泄漏而著(zhù)火；

（4）????? 在低阻值回路.若接地線(xiàn)截面過(guò)小，會(huì )影響其熱穩定性.使接地線(xiàn)產(chǎn)生過(guò)熱 現象。

因此.一般要求接地裝置連接町靠.具有足夠的機械強度、載流量和熱穩定性.采用 防腐、防損傷措施.達到有關(guān)安全間距要求。

必須說(shuō)明.即使接地裝置完善.如果接地故障得不到及時(shí)的切除.故障電流會(huì )使設備 發(fā)熱，甚至產(chǎn)生電弧或火花，同樣會(huì )引起電氣火災。

2.?????? 接地故障火災預防措施

（1）????? 基本措施

在接地系統設計時(shí).要按下列基本原則綜合考慮保護措施?確保系統安全。

1） TT系統、IT系統中，電氣設備應采用保護接地或共同接地措施。

2） TN系統中，電氣設備應采用保護接零或重復接地措施。

3） TN系統中.不能采用有些設備接地、有些設備接零的不合理接地方式。

4） TN系統中，在PEN線(xiàn)上不要裝設開(kāi)關(guān)和熔斷器.防止接零設備上呈現危險的對 地電壓。

（2）????? 接地裝置安全要求

一般，對接地裝置的安全要求如下：

1） 可靠性連接

為保證導電的連續性.接地裝置必須連接可靠。一般均采用焊接，其搭接長(cháng)度，扁 鋼為其寬度的2倍.圓鋼為其直徑的6倍。當不宜焊接時(shí).可以用螺栓和卡箍連接，并 應有防松措施.確保電氣接觸良好。在管道上的表計和閥門(mén)法蘭連接處.可使用塑料 絕緣墊，以提高密封性.并用跨接線(xiàn)連通電氣道路；建筑物伸縮縫處，同樣要敷設跨 接線(xiàn)。

2） 機械強度

接地線(xiàn)和零線(xiàn)宜采用鋼質(zhì)材料，有困難時(shí)可用銅、鋁.但埋地時(shí)不能用裸鋁.因易腐 蝕。對移動(dòng)設備的接地線(xiàn)和零線(xiàn)應采用0?75?1.5mm2以上的多股銅線(xiàn)。電纜線(xiàn)路的零線(xiàn) 可用專(zhuān)用芯線(xiàn)或鉛、鋁皮。接地線(xiàn)最小截面應符合有關(guān)規定。

3） 防腐與防損傷

對于敷設在地下或地上的鋼制接地裝置，最好采用鍍鋅元件.焊接部位應作防腐處 理，如涂刷瀝青油或防腐漆等；在土壤的腐蝕性比較強時(shí)，應加大接地裝置的截面，特別 在使用化學(xué)方法處理土壤時(shí).要注意提高接地體的耐腐蝕性。

在施工設計中，接地線(xiàn)和零線(xiàn)要盡量安在人易接觸且又容易檢査的地方。在穿越鐵 路、墻或跨越伸縮縫時(shí)可用角鋼、鋼管加以保護.或彎成弧狀.以防機械損傷和熱脹冷縮 造成機械應力，將苴破壞。對明敷接地線(xiàn)應涂成黑色.零線(xiàn)涂成淡藍色.這樣既可作為接 地線(xiàn)和零線(xiàn)的標志.又可防腐。

4） 安全距離

接地體與建筑物的距離不宜小于l?5m?接地線(xiàn)與獨立避雷針接地線(xiàn)之地中距離不應 小于3m。獨立避雷針及其接地裝置與道路或建筑物出入口等的距離應大于3m。接地干線(xiàn) 至少應在不同的兩點(diǎn)與接地網(wǎng)相連接。自然接地體至少應在不同的兩點(diǎn)與接地干線(xiàn)相 連接。

有時(shí)防雷接地與電氣設備接地裝眩要連接在一起.這時(shí)每個(gè)接地部分應以單獨接地線(xiàn) 與接地十線(xiàn)相連.不得在一個(gè)接地線(xiàn)中串接幾個(gè)需要接地部分。

5） 足夠的載流量和熱穩定性

在接地短路保護系統中.與設備和接地極連接的鋼、銅、鋁接地線(xiàn).在流過(guò)單相短路 電流時(shí).由于作用的時(shí)間較長(cháng).會(huì )使接地線(xiàn)溫度升高.所以規定接地線(xiàn)敷設在地上部分不 超過(guò)1501?敷設在地下的不超過(guò)1009,并以此允許溫度校驗其載流量和選擇截面。

對中性點(diǎn)不接地的低壓電氣設備，接地干線(xiàn)的截面按供電電網(wǎng)中容量最大線(xiàn)路的相線(xiàn) 允許載流戢的1/2確定；單獨用電設備接地支線(xiàn)的截面不應低于分支供電相線(xiàn)的1/3。實(shí) 際上.接地線(xiàn)的截面一般不大于下列數值：鋼：lOOmn?、鋁：35mm\銅：25mm2o這 時(shí)無(wú)論從機械強度還是熱穩定角度，都能滿(mǎn)足要求。

（3）????? 等電位連接

低圧配電系統實(shí)行等電位連接，對防止觸電和電氣火災事故的發(fā)生具有重要作用。等 電位連接可降低接地故障的接觸電壓，從而減輕由于保護電器動(dòng)作帶來(lái)的不利影響。

等電位連接有總等電位連接和輔助等電位連接兩種。所謂總等電位連接.是在建筑 物的電源進(jìn)戶(hù)處將PE干奘 接地F線(xiàn)、總水管、總煤氣管、供暖和空調立管相連接, 建筑物的鋼筋和金屬構件等也與上述部分相連.從而使以上部分處于同一電位?？偟?電位連接是一個(gè)建筑物或電氣裝置在采用切斷故障電路防人身觸電和火災事故措施中 必須設St的。

所謂輔助等電位連接則是在某-?局部范圍內將上述管道構件作再次相同連接.它作為 總等電位連接的補充.用以進(jìn)一步提高用電安全水平。

（4）????? 剩余電流監測

低壓配電系統中.有時(shí)熔斷器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)不能及時(shí)、安全地切除故障電路.為此低壓 電網(wǎng)中nJ使用剩余電流監測裝置來(lái)防止剩余電流引起的觸電和火災事故。

裝設剩余電流監測裝置.可提高用電安全水平.提高TN系統和TT系統單相接地故 障保護靈敏度；可解決環(huán)境惡劣場(chǎng)所的安全供電問(wèn)題；可解決手握式、移動(dòng)式電器的安全 供電問(wèn)題；可避免相線(xiàn)接地故障時(shí)設備帶危險的高電位以及避免人體直接接觸相線(xiàn)所造成 的傷亡事故。

剩余電流保護器是針對低壓用電回路的接地故障，利用對地短路電流或泄漏電流而自 動(dòng)切斷電路的一種電氣保護裝置。剩余電流保護器按其工作原理分為電壓型和電流型兩 種.目前多用電流熨剩余電流保護器。

低壓配電系統中，剩余電流是客觀(guān)存在的.且有一定規律。一般.電氣設備正常運行 時(shí).供電干線(xiàn)始端和末端的剩余電流均有可能大于人身安全電流和防火安全電流指標。因 此，采用剩余電流監測保護裝置可以從技術(shù)角度有效監測其帶來(lái)的電氣火災危險，預防接 地故障火災事故發(fā)生。

剩余電流監測保護裝置有防觸電和防火兩種功能用途.它檢測的是漏電流，而不是不 平衡電流。以人身安全電流為動(dòng)作值的一般稱(chēng)防觸電保護器；以防火安全電流為動(dòng)作值的 則稱(chēng)為防火保護器；當有報警功能時(shí)，又叫剩余電流式電氣火災報警器。

目前.我國的下列工程建設標準中對采用剩余電流監測裝置已作出相關(guān)規定：

1） 《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16—2008的規定

《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008要求.在下列建筑物的電源進(jìn)線(xiàn)處為避免接 地故障引起的電氣火災危險應設剩余電流動(dòng)作報警器：

①???? 住宅.公寓等居住建筑；

②???? 醫院及療養院；

③???? 劇場(chǎng).影院等大型娛樂(lè )場(chǎng)所；

④???? 圖書(shū)館.瞎物館.美術(shù)館等大型文化場(chǎng)所，商場(chǎng)、超市等大型場(chǎng)所；

⑤???? 地下汽車(chē)停車(chē)場(chǎng)。

同時(shí)要求，為防范電氣火災危險，在限制布線(xiàn)系統中接地故障電流引起后果的地方. 剩余電流動(dòng)作報警器的額定剩余電流動(dòng)作值不應超過(guò)0. 5A；多級裝設的剩余電流動(dòng)作保 護器.應在時(shí)限和剩余電流動(dòng)作值有選擇性配合；剩余電流動(dòng)作保護器的選擇和回路劃 分，應做到在主要回路所接的負荷正常運行時(shí).其預期可能出現的任何對地泄漏電流均不 致引起保護電器的誤動(dòng)作。特別提出的是，為了確保消防電源的連續供電.消防電氣設備 的剩余電流動(dòng)作保護裝置.只發(fā)出動(dòng)作信號而不自動(dòng)切斷電源。

2） 《火災自動(dòng)報警系統設計規范》GB 50116-2013的規定

《火災自動(dòng)報警系統設計規范》GB 50116—2013規定：

①???? 剩余電流式電氣火災監控探測器應以設置在低壓配電系統首端為基本原則.宜設 置在第一級配電柜（箱）的出線(xiàn)端。在供電線(xiàn)路泄漏電流大于500mA時(shí).宜在其下一級 配電柜（箱）設置。

②???? 剩余電流式電氣火災監控探測器不宜設置在IT系統的配電線(xiàn)路和消防配電線(xiàn) 路中。

③???? 選擇剩余電流式電氣火災監控探測器時(shí).應計及供電系統自然漏流的影響.并應 選擇參數合適的探測器；探測器報警值宜為300?500mA。

?④具有探測線(xiàn)路故障電弧功能的電氣火災監控探測器，其保護線(xiàn)路的長(cháng)度不宜大 于 100m。

綜合上述規范要求并考慮國際電工委員會(huì )提出的兩級或三級漏電保護要求，建議在 建筑中供電干線(xiàn)及分支線(xiàn)上，漏電火災監測裝置的動(dòng)作值宜在0?5?1.5A、動(dòng)作延時(shí) 宜在0?5?5s之間選用。一般.剩余電流式火災報警裝置的實(shí)際動(dòng)作值都應大于上述推 薦值，否則將會(huì )出現供電干線(xiàn)及分支線(xiàn)頻繁跳閘.使設備無(wú)法工作。同時(shí).如果剩余 電流（漏電流）持續時(shí)間過(guò)長(cháng)，觸電和引發(fā)火災的可能性依然存在，而且正常情況下 漏電引起火災也是可能的。因此.選擇優(yōu)良的剩余電流式火災報警裝置.并進(jìn)行合理 安裝是十分必要的。