2.2.2 设备的供电与接地

我国供电三相四线制使用较多（见图2-19），即三根相线和一根零线，在这种供电方式中，由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序电流通过，过长的低压电网，由于环境恶化、导线老化、受潮等因素，导线的漏电电流通过零线形成闭合回路，导致零线也有一定的电位，这对安全运行十分不利。在零线断线的特殊情况下，断线以后的单项设备和所有保护接零的设备会产生危险电压，这是不允许的。

为了保证供电的安全，有的设备规定必须使用三相五线制供电方式（见图2-20），用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离三相四线制供电方式所产生的危险电压，使设备外壳上的电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患。

发电机中，三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点，引出线称为中线（在单相供电中称为零线），另一端为相线（在单相供电中称为相线），相线和中线之间有额定的电压差（220V），一般情况下，中线是以大地作为导体，故其对地电压应为零，称为零线。因此相线对地必然有一定的电压差，可以形成电流回路，称为相线。正常供电回路有相线和中线形成。底线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大地连接的导线，其对地电阻小于4Ω；它不参与供电回路，主要是保护操作人员人身安全或者抗干扰。在很多情况下，中线和大地的连接问题会导致用电端中线对地电压大于零，因此三相五线制中将中线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义。

1.保护接地

保护接地是把电气设备的金属外壳、框架等用接地装置与大地可靠连接，以保护人身安全，如图2-21所示，当设备因某种故障原因导致外壳带电，人体与设备外壳接触时，由于采用了保护接地装置将外壳与大地连接，此时人体相对于一个电阻与接地电阻处于并联状态，而接地电阻阻值远远小于人体阻值，电流大部分通过接地电阻流入地下，从而保证了人身安全。

2.保护接零

（1）保护接零的方法

在三相四线制供电方式中，将电气设备的外壳或框架与系统的零线相接，称为保护接零，如图2-22所示。保护接零后电气设备的一相因绝缘而碰到外壳时，电流通过零线形成回路，由于零线的阻抗很小，只是断路电流I很大，会立即将熔断器熔断，或者使带有漏电保护的断路器动作，切断电源，排除触电危险。

采取保护接零时，接零导线必须牢固，以防止断线、脱线现象发生。零线上禁止安装熔断器和单独的断路器。为了保证断路电流能够使保护器可靠工作，零线导线电阻不宜太大。

（2）零线的重复接地

在采取保护接零的情况下，除了变压器的中性点直接接地外，还必须在零线上的一处或多出再进行接地，这就是重复接地。重复接地的作用在于降低漏电设备外壳的对地电压和减轻零线断路时的触电危险。

（3）同一系统中接地和接零不可同时使用

在同一电源电气设备上，不允许一部分采取保护接地，另一部分采用保护接零。如图2-23所示。因为当接地的电气设备发生短路故障时，可能由于大地电阻较大使保护开关或保护熔丝不能动作，于是电源中性点电位升高，使所有的接零设备都带电，反而增加了触电危险性。