在正常情況下,電氣設(shè)備的外殼是不帶電的,倘若絕緣損壞或帶電的導(dǎo)體碰殼,則出現(xiàn)外殼帶電的故障,這種故障稱為漏電。設(shè)備漏電時(shí),若有人觸及該設(shè)備的金屬外殼,就可能發(fā)生觸電事故。為了防止觸電,電氣設(shè)備的金屬外殼必須采取一定的防范措施,以確保安全。常見的保護(hù)措施有保護(hù)接地和保護(hù)接零。
保護(hù)接地是在電源中性點(diǎn)不接地的低壓供電系統(tǒng)中,將電氣設(shè)備的金屬外殼通過接地線與接地體(埋入地下的金屬導(dǎo)體)可靠地聯(lián)接。接地線用足夠粗的導(dǎo)線,如鍍鋅圓鋼或扁鋼。通常用鋼管、角鐵或銅條作為接地體,其接地電阻不超過4ω,接地體和接地線統(tǒng)稱接地裝置。如果電氣設(shè)備采用保護(hù)接地,設(shè)備外殼已通過導(dǎo)線與大地有良好的接觸。當(dāng)人體觸及漏電的外殼時(shí),人體相當(dāng)于接地電阻的一條并聯(lián)支路。由于人體的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻,所以通過人體的電流很小,避免了觸電事故。
在低壓供電系統(tǒng)中,一般采用三相四線制、中性點(diǎn)接地的運(yùn)行方式,這時(shí)常常采取將電氣設(shè)備的金屬外殼接到電源的中性線上進(jìn)行漏電安全保護(hù)的措施,稱為保護(hù)接零,如圖6.2.2所示。
采用了保護(hù)接零措施后,一旦電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí),相電壓經(jīng)過機(jī)殼到零線,形成通路,將產(chǎn)生很大的短路電流,使用電設(shè)備的保護(hù)裝置動(dòng)作,迅速切斷電源,防止了觸電事故的發(fā)生。對(duì)于單相用電設(shè)備,一般采用三腳插頭和三孔插座。使用時(shí)應(yīng)將用電設(shè)備的外殼用導(dǎo)線接到長(zhǎng)腳上,通過三眼插座直接與中線相連。三孔插頭的接零保護(hù)插頭稍長(zhǎng)于其它電源插頭,這樣可以保證插入時(shí)先接入零線,拔出時(shí)后切斷零線,因此較為安全。
應(yīng)該注意的是在同一供電線路中,不允許一部分電氣設(shè)備采用保護(hù)接地,另一部分電氣設(shè)備采用保護(hù)接零,如圖6.2.3所示。此時(shí)若某接地設(shè)備發(fā)生碰殼短路,其設(shè)備的容量又較大時(shí),所產(chǎn)生的短路電流不足以使熔斷器或其它保護(hù)電器動(dòng)作,則零線的電位將上升到v0=r零v相/(r零+r地)。若r零=r地,則v0=v相/2=110v,所以會(huì)使與零線相聯(lián)接的所有電器設(shè)備的金屬外殼都帶上110v電壓,這是很危險(xiǎn)的。所以,中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中的用電設(shè)備不允許采取保護(hù)接地。還應(yīng)該注意,采用保護(hù)接零時(shí),電源中性線不允許斷開,如果中性線斷開,則保護(hù)失效。因此,除了電源中性線不允許安裝開關(guān)和熔斷器外,在實(shí)際應(yīng)用中,采取重復(fù)接地,以防中性線斷開。重復(fù)接地電阻一般應(yīng)小于10ω。