（一）?? 基本概念

接地就是把電氣設備的某一部分通過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保護線與電源中性線相連接。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(tǒng)接地型式

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

（三）接地系統(tǒng)安全要求

1?IT系統(tǒng)

在IT系統(tǒng)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(tǒng)中，同樣須對電氣設備采用保護接地。

但是，在IT系統(tǒng)采用保護接地時，若 同一臺變壓器供電的兩臺電氣設備同時發(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，而且容易對周圍金屬構件 （如電線管）發(fā)生火花放電，引起火災。解 決方法是：采用金屬導線將兩個保護接地 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作.切除設備電源，以達到安全目的。

2.??? TN系統(tǒng)

在TN系統(tǒng)中，應對電氣設備采取保護接零，同時須與熔斷器或自動空氣開關等保護 裝置配合應用，才能起到有效的保護作用。

在TN系統(tǒng)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，或同一段母線供電的線路不應采用兩種工 作制.否則，當采用保護接地措施的設備發(fā)生碰殼接地時.設備外殼和接地線上會長期存 在危險電壓，也會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(tǒng)將電氣設備外殼與N (PEN) 線相接，可以使漏電設備從線路中迅速切除， 但并不能避免漏電設備對地危險電壓的存在. 同時當N (PEN)線斷線的情況下.設備外 殼還存在著承受接近相電壓的對地電壓.繼 電保護的動作時間也沒有達到最低程度。為 了使TN系統(tǒng)中電氣設備處于最佳的安全狀 態(tài).還必須對其N (PEN)線進行重復接地， 也就是將TN系統(tǒng)中N (PEN)線上一處或

多處通過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，與單純接零措施相比較，重復接地可 以進一步降低中性線的對地電壓，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，因而在線路中多處重復接地可以降低總的重復接地電阻。當中性線(PEN線) 發(fā)生斷線故障時.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線上直接接地，也可以從電氣設備外殼上接地。戶外架 空線宜在線路終端接地，分支線宜在超過200m的分支處接地，高壓與低壓線路宜在同桿 敷設段的兩端接地。以金屬外皮作中性線的低壓電纜.也要重復接地。工廠車間內宜采用 環(huán)型重復接地，中性線與接地裝置至少有兩點連接。

4.??? 中性線的選擇

變壓器中性點引出的中性線可采用鋼母線；工廠車間若為TN-C-S系統(tǒng)，則行車軌 道、金屬結構構件可選作保護接地線，設備外殼都與它相連，外殼不會有危險電壓。

專用中性線的截面應大于相線截面的一半；四芯電纜的中性線與電纜鋼鎧焊接后，也 可作為TN系統(tǒng)的N (PEN〉線；金屬鋼管也可以作為中性線使用，但爆炸危險環(huán)境N 線和PEN線必須分開敷設。

嚴格講，在TN系統(tǒng)的PEN線上不允許裝設開關和熔斷器.否則會使接零設備上呈 現(xiàn)危險的對地電壓。在380/220V系統(tǒng)中的PEN線和具有接零要求的單相設備，不允許 裝設開關和熔斷器。如果裝設自動開關，只有當過流脫扣器動作后能同時切斷相線時，才 允許在PEN線上裝設過流脫扣器。

(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。無論哪種電流?當其流過不良的接地裝置時?均會形成電氣點火源，引起火災。由 接地故障形成電氣點火源的常見現(xiàn)象如下：

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

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

（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，若是向煤 氣管道弧光放電，則會將煤氣管擊穿.使煤氣泄漏而著火；

（4）????? 在低阻值回路.若接地線截面過小，會影響其熱穩(wěn)定性.使接地線產生過熱 現(xiàn)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(wěn)定性.采用 防腐、防損傷措施.達到有關安全間距要求。

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

2.?????? 接地故障火災預防措施

（1）????? 基本措施

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

1） TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)中，電氣設備應采用保護接地或共同接地措施。

2） TN系統(tǒng)中，電氣設備應采用保護接零或重復接地措施。

3） TN系統(tǒng)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(tǒng)中，在PEN線上不要裝設開關和熔斷器.防止接零設備上呈現(xiàn)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(xù)性.接地裝置必須連接可靠。一般均采用焊接，其搭接長度，扁 鋼為其寬度的2倍.圓鋼為其直徑的6倍。當不宜焊接時.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法蘭連接處.可使用塑料 絕緣墊，以提高密封性.并用跨接線連通電氣道路；建筑物伸縮縫處，同樣要敷設跨 接線。

2） 機械強度

接地線和零線宜采用鋼質材料，有困難時可用銅、鋁.但埋地時不能用裸鋁.因易腐 蝕。對移動設備的接地線和零線應采用0?75?1.5mm2以上的多股銅線。電纜線路的零線 可用專用芯線或鉛、鋁皮。接地線最小截面應符合有關規(guī)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，應加大接地裝置的截面，特別 在使用化學方法處理土壤時.要注意提高接地體的耐腐蝕性。

在施工設計中，接地線和零線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。對明敷接地線應涂成黑色.零線涂成淡藍色.這樣既可作為接 地線和零線的標志.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?接地線與獨立避雷針接地線之地中距離不應 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 至少應在不同的兩點與接地網(wǎng)相連接。自然接地體至少應在不同的兩點與接地干線相 連接。

有時防雷接地與電氣設備接地裝眩要連接在一起.這時每個接地部分應以單獨接地線 與接地十線相連.不得在一個接地線中串接幾個需要接地部分。

5） 足夠的載流量和熱穩(wěn)定性

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

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

（3）????? 等電位連接

低圧配電系統(tǒng)實行等電位連接，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作帶來的不利影響。

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 物的電源進戶處將PE干奘 接地F線、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.用以進一步提高用電安全水平。

（4）????? 剩余電流監(jiān)測

低壓配電系統(tǒng)中.有時熔斷器和自動開關不能及時、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(jiān)測裝置來防止剩余電流引起的觸電和火災事故。

裝設剩余電流監(jiān)測裝置.可提高用電安全水平.提高TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)單相接地故 障保護靈敏度；可解決環(huán)境惡劣場所的安全供電問題；可解決手握式、移動式電器的安全 供電問題；可避免相線接地故障時設備帶危險的高電位以及避免人體直接接觸相線所造成 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(tǒng)中，剩余電流是客觀存在的.且有一定規(guī)律。一般.電氣設備正常運行 時.供電干線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(jiān)測保護裝置可以從技術角度有效監(jiān)測其帶來的電氣火災危險，預防接 地故障火災事故發(fā)生。

剩余電流監(jiān)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作值的一般稱防觸電保護器；以防火安全電流為動作值的 則稱為防火保護器；當有報警功能時，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(jiān)測裝置已作出相關規(guī)定：

1） 《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ 16—2008的規(guī)定

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

①???? 住宅.公寓等居住建筑；

②???? 醫(yī)院及療養(yǎng)院；

③???? 劇場.影院等大型娛樂場所；

④???? 圖書館.瞎物館.美術館等大型文化場所，商場、超市等大型場所；

⑤???? 地下汽車停車場。

同時要求，為防范電氣火災危險，在限制布線系統(tǒng)中接地故障電流引起后果的地方. 剩余電流動作報警器的額定剩余電流動作值不應超過0. 5A；多級裝設的剩余電流動作保 護器.應在時限和剩余電流動作值有選擇性配合；剩余電流動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.其預期可能出現(xiàn)的任何對地泄漏電流均不 致引起保護電器的誤動作。特別提出的是，為了確保消防電源的連續(xù)供電.消防電氣設備 的剩余電流動作保護裝置.只發(fā)出動作信號而不自動切斷電源。

2） 《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013的規(guī)定

《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116—2013規(guī)定：

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

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

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

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

綜合上述規(guī)范要求并考慮國際電工委員會提出的兩級或三級漏電保護要求，建議在 建筑中供電干線及分支線上，漏電火災監(jiān)測裝置的動作值宜在0?5?1.5A、動作延時 宜在0?5?5s之間選用。一般.剩余電流式火災報警裝置的實際動作值都應大于上述推 薦值，否則將會出現(xiàn)供電干線及分支線頻繁跳閘.使設備無法工作。同時.如果剩余 電流（漏電流）持續(xù)時間過長，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.并進行合理 安裝是十分必要的。