保护接零的原理及适用范围

在中性点直接接地的电网中，如果在用电设备上不采用任何安全措施，当电气设备故障漏电时，触及设备的人体将承受220V的电压，这是很危险的。这就需要采取保护接零的安全措施。保护接零的原理如图3-6所示。

当某相带电部分碰连电气设备外壳时，经过设备外壳形成该相线对零线的单相短路，短路电流I_d促使线路上的保护装置（如熔断器等）迅速动作，从而断开故障部分的电源，消除触电的危险。

图3-6 保护接零的原理示意图

应当注意，在这样接地的配电电网中，单纯采取保护接地是不能保证安全的，如图3-7所示。

图3-7 保护接地

a）接地电网采取保护接地的危险 b）采取保护接地的简化电路

如果电动机仅有保护接地装置，当某相发生碰壳短路时，人体处在与保护接地装置并联的状态。从其简化电路图分析可知，图3-7中U为电网相电压，R_d、R₀和R_r分别为保护接地装置的接地电阻、变压器中性点的接地电阻和人体的电阻。这时人体承受的电压U_r是降落在接地电阻R_d上的电压，此电压为

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在一般情况下，R₀≤R_r，R_d≤R_r则上式可简化为

通常R₀、R_d一般不超过4Ω，如果都按4Ω考虑，可以得到

可见这个电压对人体仍是很危险的。这就是说，在接地电网中，单纯采用保护接地，虽然比不采用任何安全措施好一些，但并没有彻底地将漏电电压限制在安全范围以内，危险仍然是存在的。另一方面，还应该看到，在上述同等条件下，可得到以接地相短路电流I_d为

这个接地的短路电流，不足以引起线路上的保护装置动作，电气设备上的危险电压会较长时间存在。一般采用断路器做保护线路的装置，要求故障电流大于其额定电流的1.5倍；采用熔断器做保护装置，要求故障电流大于其额定电流的4倍。这样才能迅速可靠地切断故障。

这就是说，在中性点接地的电网中，如果用电设备采用保护接地，虽然能够减轻电气设备漏电时的危险，但不能彻底消除危险性。因此，在中性点接地的电网中，不能采用保护接地，而只能采用保护接零作为安全措施。在变压器中性点直接接地，电压为380/220V的三相四线制电网中，不论环境如何，凡因绝缘损坏可能呈现危险对地电压的金属部分，均应接零，要求接零和不要求接零的电气设备部分，与保护接地的要求大致相同。