2.1 接地保護和接零保護措施
2.1.1 接地保護措施
2.1.1.1 采用接地保護的必要性
電氣設備的金屬外殼都是與內部的帶電部分絕緣的。在正常情況下不帶電，一旦金屬外殼與內部帶電體之間的絕緣損壞，就會導致金屬外殼帶電，人體觸及它便會觸電。實踐證明，采用接地保護是用電行之有效的安全保護手段，是防止人身觸電事故、保障電氣設備正常運行所采取的一項重要技術措施。
2.1.1.2 接地保護的類型
接地是指電氣裝置為達到安全和功能的目的，采取包括接地極、接地母線、接地線的接地系統與大地做成電氣連接，即接大地；或是電氣裝置與某一基準電位點做電氣連接，即接基準地。
（1）工作接地。在三相交流電力系統中，為供電的電源變壓器低壓中性點接地稱為工作接地。采取工作接地，可降低高壓竄入低壓的危險，減輕低壓某一相接地時的觸電危險，如圖2.1所示。
工作接地是低壓電網運行的主要安全設施，工作接地電阻必須小于4Ω。
（2）保護接地。為了防止電氣設備外露的不帶電導體意外帶電造成危險，將該電氣設備經保護接地線與深埋在地下的接地體緊密連接起來的做法叫做保護接地，如圖2.2所示。
保護接地是中性點不接地低壓系統的主要安全措施。在一般低壓系統中，保護接地電阻應小于4Ω。
（3）防雷接地。為了防止電氣設備和建筑物因遭受雷擊而受損，將避雷針、避雷線、避雷器等防雷設備進行接地，叫做防雷接地，其接線如圖2.3所示。
圖2.1 工作接地接線
圖2.2 保護接地接線
圖2.3 防雷接地接線
（4）防靜電接地。為消除生產過程中產生的靜電而設置的接地，叫做防靜電接地。
（5）屏蔽接地。為防止電磁感應而對電力設備的金屬外殼、屏蔽罩、屏蔽線的外皮或建筑物金屬屏蔽體等進行接地，叫做屏蔽接地。
（6）重復接地。三相四線制的零線（或中性點）一處或多處經接地裝置與大地再次可靠連接，稱為重復接地，其接線如圖2.4所示。
（7）共同接地。在接地保護系統中，將接地干線或分支線多點與接地裝置連接，叫做共同接地。其接線如圖2.5所示。
圖2.4 重復接地接線
圖2.5 共同接地接線
2.1.1.3 保護接地的原理
保護接地是怎樣實現保護人身安全的呢?如果一臺沒有保護接地裝置的電動機，當它的內部絕緣損壞致使外殼帶電時，人體一旦接觸，就通過人體連通了帶電金屬外殼與大地之間的電流通路，金屬外殼上的電流經人體流入大地而使人觸電，如圖2.6（a）所示。
將電動機外殼用導線與大地做可靠的電氣連接后，如圖2.6（b）所示，如果這臺電動機絕緣損壞使金屬外殼帶電，當人體接觸它時，金屬外殼與大地之間將形成兩條并聯電流通路；一條是通過保護接地線將電流泄放到大地，另一條是通過人體將電流泄放到大地。在這兩條并聯電路中，保護接地線的電阻很小，通常只有4Ω左右，而人體電阻最小也在500Ω以上。根據并聯電路中電流與電阻成反比的原理，人體所通過的電流就大大小于通過保護接地線的電流，這時人體就沒有觸電的感覺。再則，由于保護接地線的電阻太小，對電動機與大地之間接近于短路，所以將有大電流通過保護接地線，這種大電流會使電路中的保護設備動作，自動切斷電路，從另一層面上保護了人身與設備的安全。
圖2.6 采用保護接地前后接線
2.1.1.4 對接地裝置的技術要求
為了保證接地裝置起到安全保護作用，一般接地裝置應滿足以下要求：
（1）低壓電氣設備接地裝置的接地電阻不宜超過4Ω。
（2）低壓線路零線每一重復接地裝置的接地電阻不應大于10Ω。
（3）在接地電阻允許達到10Ω的電力網中，每一重復接地裝置的接地電阻不應超過30Ω，但重復接地不應少于3處。
（4）接地線與接地體處一般應焊接。如采用搭焊接，其搭接長度必須為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍，若焊接困難，可用螺栓連接，但應采取可靠的防銹措施。
2.1.2 接零保護措施
2.1.2.1 接零保護概念
把電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與電網的零線（或中性線）緊密地連接起來，稱為接零保護。
接零保護的方法適合于三相四線制供電系統（TN-C）和三相五線制供電系統（TN-S）。
2.1.2.2 三相四線制供電系統的接零保護
在中性點接地的三相四線制供電系統（TN-C）中，保護接零（PE）與工作零線（N）合二為一，即工作零線也充當保護零線，如圖2.7所示。
當電氣設備絕緣損壞，金屬外殼帶電時，由于接零保護的導線電阻很小，相當于對中性線短路，這種很大的短路電流將使線路的保護裝置迅速動作，切斷電路，既保護了人身安全又保護了設備安全。
圖2.7 TN-C系統接零保護原理
2.1.2.3 三相五線制供電系統的接零保護
在三相五線制供電系統（TN-S）中，專用保護零線（PE）和工作零線（N）除在變壓器中性點共同接地外，兩根線不再有任何聯系，應嚴格分開，如圖2.8所示。
圖2.8 TN-S系統的接零保護
TN-S系統單相回路接線如圖2.9所示。
圖2.9 TN-S系統單相回路接線
指點迷津
保護接零與保護接地的比較見表2.1。
表2.1 保護接零與保護接地的比較
溫故知新
（1）在生活中你見過哪些電氣設備上用了保護接地裝置?它們是如何與大地連接的?加了保護接地裝置后為什么不會觸電?
（2）在家庭用電的單相交流電路中，無論是三孔插座還是三角插頭，它們多用保護接地還是接零保護?為什么?
（3）為什么裝用保護線PE不允許斷線，也不允許接入漏電開關?