电气设备中保护接地与保护接零有什么区别?
接地有两种,一种是工作接地,一种是保护接地。工作接地的目的是为了取得大地的零电位,保护接地的目的是为了人身安全。
第二,接地的国际标准和国家标准
国际标准是IEC 60364,国家标准是GB16895。这两部标准都是强制性标准,慕旗也即任何配电系统,都必须无条件地百分百执行的标准。
第三,什么叫做零线
零线,指的就是PEN线,它的正确名称又叫做保护中性线。
相信,这张图大家不陌生,至少我在知乎中也引用了N遍。现在,我们来仔细看看这张图。
这张图的接地系统是TN-C。这里的T指的是变压器中性点直接接地。注意看图的左侧,我们看到变压器中性点直接接地,其用途是获得地电位,也即零电位。所以,变压器中性点直接接地又被称为工作接地。
从变压器中性点接地开始,这条线被称为PEN线,也即零线。
零线这个名词颇有争议。不过,零线的知名度相当高,连老奶奶级别的人都知道,可见这个词汇还会长久存在下去。第四,什么叫做保护接零
注意看,上图的中下部有两只负载,左边一只需要引入三条相线和中性线,右边一只仅需要引入三条相线即可。我们来看PEN线是如何接到负载中去的。
我们看到,PEN线首先接到负载的外壳,然后再接到中性线输入端子。这就是保护接零。
这样做的目的是什么?
大家已经知道,零线的正确名称是保护中性线,并且保护是第一位的,中性线是第二位的。由此可知,在国际标准IEC60364中,TN-C接地系统的PEN线被首先引至设备外壳的意义就是保护人身安全。
注意:负载的外壳也即外露导电部分不直接接地,而是接到保护中性线PEN线上或者保护线PE上,这种做法在IEC60364中用符号N来表示。所以上图的接地系统属于TN接地系统,而将PEN线也即零线直接连接到用户端,这种接地系统被称为TN-C系统。
实际接线中,PEN线首先引入零线端子,再引入到外露导电部分的专用端子,和IEC60364的TN-C原图恰好相反。
第五,TN-C系统存在的问题
在上图中,如果PEN线在两只负载的中间断裂,前面一只负载的外壳不会发生什么问题,但三菱GT10触摸屏后面一只负载的外壳就会有问题。
我们看到,PEN线在中间断裂。如果恰好断点前后的负载都发生了单相接零故障,断裂点前部的PEN接地良好,由IEC60364的TN-C原图可知,PEN线和用电设备的外壳电压不会上升;然而PEN线断裂点后部,因为PEN线与用电设备的外壳直接连接,而用电设备的外壳已经出现了单相接零,因此断裂点后部的PEN线上的电压会上升,最高会升到相电压220V。
这是TN-C接地系统最薄弱之处。也因此,TN-C系统严禁使用在会发生爆炸的场合,例如油库、煤矿等等。
为了防止出现上述情况,TN-C系统必须重复接地:
注意看,上图在最右下侧重复接地,这样就可以避免出现PEN线断裂点后部在单相接地故障状态下电压上升的情况。
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