三线五相制接零保护应用分析

　　1. 三相五线制介绍

　　三相五线制包括三相电的三个相线(A、B、C线)、中性线(N线);以及地线(PE线)。地线在供电变压器侧和中性线接到一起，但进入用户侧后不能当作零线使用，否则发生混乱后就与三相四线制无异了。我国规定，民用供电线路相线之间的电压(即线电压)为380V，相线和地线或中性线之间的电压(即相电压)均为220V。进户线一般采用单相三线制，即三个相线中的一个和中性线(作零线)、地线。

　　三相五线制标准导线颜色为：A相黄色，B相绿色，C相红色，N线浅蓝色，PE线黄绿双色。

　　工作零线N与保护零线PE 除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载，因而得到广泛的应用。在三相负载不完全平衡的运行情况下,工作零线 N是有电流通过且是带电的，而保护零线 PE 不带电，因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。

　　一般用途最广的低压输电方式是三相四线制，采用三根相线加零线供电，零线由变压器中性点引出并接地，电压为380/220V，取任意一根相线加零线构成220V供电线路供一般家庭用,三根相线间电压为380V，一般供电机使用。 三相五线制比三相四线制多一根地线，用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所。

　　现在实际中还有一种三相六线的接法，除工作零线、保护接地外，还专门另配一路接地线。这根线跟设备地线分开来接，不与其他任何线相接，用作对仪器设备的保护，因为电气件的损坏往往只几微秒的时间，所以要将误动作电流更快的引回大地,需要仪器直接接地。

　　2、接零保护的原理与分析

　　零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路，一个起保护作用，叫做保护接地;一个回电网,一个回大地。在电子电路中这两个概念是要区别开来的,在正规公司里,这两根线规定要分开接。

　　保护接零就是将设备在正常情况下不带电的金属部分，用导线与系统进行直接相连的方式。采取保护接零方式，保证人身安全，防止发生触电事故。

　　零线的运行状况可分为三种，阻抗很小(小于0.2欧)，阻抗较大(大于1欧)以及断线。当零线断开后，断点后面的众多三相五线系统如图所示：

　　由上图;列出方程组 ，

　　其中E表示三相对称电源的复数形式(数值为220V)，r为三相负载电阻，三相负载功率为P。解上面方程得：

　　由上面结果可知，各电压的大小只与三相功率的比值有关，而与具体功率数值无关。

　　工作接地-是电在工作中产生的余电，为了不让余电击伤人，让它能够让余电排入到大地体中，所称工作接地;保护零线-其实也就是地线，就是其中某根电线接触物体时，让漏保开关能及时跳闸，防止击伤人，所以称为保护零线。 两种接线方式都为保护人身安全起着重要作用。

　　保护接地与保护接零的主要区别是：

　　(1)保护原理不同

　　保护接地是限制设备漏电后的对地电压，使之不超过安全范围。在高压系统中，保护接地除限制对地电压外，在某些情况下，还有促使电网保护装置动作的作用;保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，以及切断故障设备的电源。此外，在保护接零电网中，保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。

　　(2)适用范围不同

　　保护接地即适用于一般不接地的高低压电网，也适用于采取了其他安全措施(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

　　(3)线路结构不同

　　如果采取保护接地措施，电网中可以无工作零线，只设保护接地线;如果采取了保护接零措施，则必须设工作零线，利用工作零线作接零保护。保护接零线不应接开关、熔断器，当在工作零线上装设熔断器等开断电器时，还必须另装保护接地线或接零线。

　　把电工设备的金属外壳和电网的零线连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。在电压低于1000伏的接零电网中，若电工设备因绝缘损坏或意外情况而使金属外壳带电时，形成相线对中性线的单相短路，则线路上的保护装置(自动开关或熔断器)迅速动作，切断电源，从而使设备的金属部分不至于长时间存在危险的电压，这就保证了人身安全。多相制交流电力系统中，把星形连接的绕组的中性点直接接地，使其与大地等电位，即为零电位。由接地的中性点引出的导线称为零线。在同一电源供电的电工设备上，不容许一部分设备采用保护接零，另一部分设备采用保护接地(见接地)。因为当保护接地的设备外壳带电时 ，若其接地电阻r′D较大，故障电流ID不足以使保护装置动作，则因工作电阻rD的存在，使中性线上一直存在电压U0=IDrD，此时 ，保护接零设备的外壳上长时间存在危险的电压U0，危及人身安全。

　　零线多相制交流电力系统中，把星形连接的绕组的中性点直接接地，使其电位与大地相等，即为零电位。由接地的中性点引出的导线称为零线。中国规定 380伏交流电源一般采用三相星形连接，中性点直接接地。故中性线即为零线。采用保护接零的电网中，中性线必须按规定重复接地，以免在中性线断线情况下，电工设备接零外壳可能发生的带电危险。

　　重复接地在电网接零处或附近规定的地点，中性线上加装接地装置的措施。如果无重复接地，当零线发生意外断线时，断线后面任意设备均会因绝缘损坏而使外壳带电，这一电压通过中性线引到所有接零设备的外壳，操作人员接触任意设备的外壳,都会存在危险。有了重复接地装置,在发生上述情况时,就产生接地电流ID。若忽略相线与中性线的导线电阻，则接地电流为断线后面中线上的电压为适当布置重复接地装置的位置与数量，使r值足够小时，中性线上呈现的电压U0可以小于安全电压。重复接地一般布置在容量较大的用电设备、线路的分支点、线路终点等处。

　　三、综述

　　三相五线制的学问就在于这两根"零线"上，在比较精密电子仪器的电网中使用时,如果零线和接地线共用一根线的话，对于电路中的工作零点会有影响的,虽然理论上它们都是0电位点，如果偶尔有一个电涌脉冲冲击到工作零线,而零线和地线却没有分开，比如这种脉冲就是因为相线漏电引起的。再如有些电子电路中如果零点飘移现象严重的话那么电器外壳就可能会带电，可能会损坏电气元件的，甚至损坏电器，造成人身安全的危险。

　　把电工设备的金属外壳和电网的零线可靠连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。在电压低于1000伏的接零电网中，若电工设备因绝缘损坏或意外情况而使金属外壳带电时，形成相线对中性线的单相短路，则线路上的保护装置(自动开关或熔断器)迅速动作，切断电源，从而使电工设备的金属部分不至于长期存在危险的电压，这就保证了人身安全。在同一电源供电的电工设备上，不容许一部分设备采用保护接零，而另一部分设备采用保护接地。

　　有了保护接零，当发生碰壳短路时，短路电流就由相线流经外壳到零线，再回到变压器的中性点。由于故障回路的电阻、电抗都很小，所以故障电流很大，它足以使线路上的保护装置(熔断器或自动开关)迅速动作，从而将漏电的设备断开电源，消除危险，起到保护作用。虽然保护接地和保护接零都可以保证人身安全，但保护接零较保护接地更具有优越性，因为零线的阻抗小、短路电流大，从而克服了保护接地要求其电阻值很小的局限性。

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文章名称： 三线五相制接零保护应用分析

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