2024年中级安全工程师《技术》高频考点：保护接地和保护接零

在中级注册安全工程师考试中，掌握保护接地和保护接零的知识至关重要。优路教育提供此专题的精准讲解，帮助考生深入理解并正确应用这些基本电气安全措施。

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考点 2：保护接地和保护接零(考频 7 次)

一、保护接地

接地保护和接零保护都是防止间接接触电击的基本技术措施。这两种技术措施还与低压系统的防火性能有关。

1.IT 系统

字母 I 表示配电网不接地或经高阻抗接地，字母 T 表示电气设备外壳直接接地。

安全原理：将在故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地连接起来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就是保护接地。漏电状态并没有消失。

注意事项：应当指出，只有在不接地配电网中，由于单相接地电流较小，才有可能通过保护接地把漏电设备故障电压限制在安全范围之内。

应用范围和基本要求：

保护接地适用于各种不接地配电网。在这类配电网中，凡由于绝缘损坏或其他原因可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。

在 380V 不接地低压配电网中，一般要求保护接地电阻≤4Ω。当配电变压器或发电机的容量不超过 100kV·A 时，R≤10Ω。

2.TT 系统

常见的有三相星形连接的低压中性点直接接地的三相四线配电网。这种配电网能提供一组线电压和一组相电压，便于动力和照明由同一台变压器供电。这种配电防护系统称为 TT 系统。第一个字母 T 表示的就是电源是直接接地，第二个字母 T 表示的是电气设备外壳直接接地。

优点：过电压防护性能较好、一相故障接地时单相电击的危险性较小、故障接地点比较容易检测。

中性点引出的 N 线称为中性线。由于 N 线的作用是与任一相线一起提供 220 V 的工作电压，而且是与零电位大地连起来的，因而 N 线也称为工作零线。中性点的接地 RN，称为工作接地。

安全原理：

一方面，由于 RE 和 RN、同在一个数量级，漏电设备对地电压一般不能降低到安全范围以内。另一方面，由于故障电流 IE 经 RE 和 RN 成回路，RE 和 RN 都是欧姆级的电阻，IE 不可能太大，一般的短路保护不起作用，不能及时切断电源，使故障长时间延续下去。因此，只有在采用其他防止间接接触电击的措施有困难的条件下才考虑采用 TT 系统。

采用 TT 系统时，应当保证在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值。为此，在 TT 系统中应装设能自动切断漏电故障的漏电保护装置(剩余电流保护装置)。

适用范围：TT 系统主要用于低压用户，即用于未装备配电变压器，从外面直接引进低压电源的小型用户。

二、接零保护

1.TN 系统安全原理和类别

1)安全原理：

当设备某相带电体碰连设备外壳(外露导电部分)时，通过设备外壳形成该相对保护零线的单相短路，短路电流促使线路上的短路保护迅速动作，从而将故障部分断开电源，消除电击危险。此外，保护接零也能在一定程度上降低漏电设备对地电压。

2)TN 系统类别：

在 TN 系统中，中性线用 N 表示，专用的保护线用 PE 表示，共用的保护线与中性线用PEN 表示。

TN-S 系统是保护零线与中性线完全分开的系统;

TN-C-S 系统是干线部分的前一段保护零线与中性线共用，后一段保护零线与中性线分开的系统;

TN-C 系统是干线部分保护零线与中性线完全共用的系统。

2.TN 系统速断和限压要求

除速断保护的作用外，保护接零也能降低漏电设备对地电压。在相-零线短路情况下，漏电设备对地电压 U。为短路电流在保护零线上产生的电压降。一般情况下，欲将漏电设备对地电压 U，限制在某一安全范围内是困难的。

在接零系统中，对于配电线路或仅供给固定式电气设备的线路，故障持续时间不宜超过5s;

对于供给手持式电动工具、移动式电气设备的线路或插座回路，电压 220V 者故障持续时间不应超过 0.4s，380V 者不应超过 0.2s。否则，应采取能将故障电压限制在许可范围之内的等电位连接措施。配电线路或仅供给固定式电气设备的线路之所以放宽规定是因为这些线路不常发生故障，而且接触的可能性较小，即使触电也比较容易摆脱。

为了实现保护接零要求，可以采用一般过电流保护装置或剩余电流保护装置。

3.保护接零应用范围

TN-S 系统可用于有爆炸危险，或火灾危险性较大，或安全要求较高的场所，宜用于有独立附设变电站的车间。

TN-C-S 系统宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电的场所及非生产性楼房。

TN-C 系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。

除非接地的设备装有快速切断故障的自动保护装置(如漏电保护装置)，否则不得在TN 系统中混用 TT 方式。

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考点 3：不导电环境

不导电环境是指地板和墙都用不导电材料制成，即大大提高了绝缘水平的环境。不导电环境必须符合以下安全要求：

(1)电压 500V 及以下者，地板和墙每一点的电阻不应低于 50kΩ;电压 500V 以上者不应低于 100kΩ。

(2)保持间距或设置屏障，防止人体在工作绝缘损坏后同时触及不同电位的导体。

(3)具有永久性特征。为此，场所不会因受潮而失去不导电性能，不会因引进其他设备而降低安全水平。

(4)为了保持不导电特征，场所内不得有保护零线或保护地线。

(5)有防止场所内高电位引出场所范围外和场所外低电位引入场所范围内的措施。

三、保护导体

1)保护导体的组成

保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联结线。保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。

交流电气设备应优先利用建筑物的金属结构、生产用的起重机的轨道、配线的钢管等自然导体作保护导体。在低压系统，允许利用不流经可燃液体或气体的金属管道作保护导体。

人工保护导体可以采用多芯电缆的芯线、与相线同一护套内的绝缘线、固定敷设的绝缘线或裸导体等。

保护导体干线必须与电源中性点和接地体(工作接地、重复接地)相连。保护导体支线应与保护干线相连。为提高可靠性，保护干线应经两条连接线与接地体连接。

为了保持保护导体导电的连续性，所有保护导体，包括有保护作用的 PEN 线上均不得安装单极开关和熔断器;保护导体应有防机械损伤和化学腐蚀的措施;保护导体的接头应便于检查和测试(封装的除外);可拆开的接头必须是用工具才能拆开的接头;各设备的保护(支线)不得串联连接，即不得利用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分。

四、接地装置

接地装置是接地体(极)和接地线的总称。运行中的电气设备的接地装置应当始终保持在良好状态。

1)自然接地体和人工接地体

自然接地体是用于其他目的，但与土壤保持紧密接触的金属导体。例如，埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的管道除外)、金属井管、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属管、桩等自然导体均可用作自然接地体。当自然接地体的接地电阻符合要求时，可不敷设人工接地体(发电厂和变电所除外)。

在利用自然接地体的情况下，应考虑到自然接地体拆装或检修时，接地体被断开，断口处出现的电位差及接地电阻发生变化的可能性。自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连(线路杆塔除外)。

2)接地线

交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。在非爆炸危险环境，如自然接地线有足够的截面，可不再另行敷设人工接地线。

非经允许，接地线不得作其他电气回路使用。不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。

3)接地装置安装

为了减小自然因素对接地电阻的影响，接地体上端离地面深度不应小于 0.6m(农田地带不应小于 1m)，并应在冰冻层以下。接地体宜避开人行道和建筑物出入口附近。接地体的引出导体应引出地面 0.3m 以上。接地体离独立避雷针接地体之间的地下水平距离不得小于 3m;离建筑物墙基之间的地下水平距离不得小于 1.5m。

接地装置应尽量避免敷设在腐蚀性较强的地带。

为防止机械损伤和化学腐蚀，接地线与铁路或公路的交叉处及其他可能受到损伤处，均应穿管或用角钢保护。

接地线穿过墙壁、楼板、地坪时，应敷设在明孔、管道或其他坚固的保护管中。

接地线与建筑物伸缩缝、沉降缝交叉时，应弯成弧状或另加补偿连接件。4)接地装置连接接地装置地下部分的连接应采用焊接，并应采用搭焊，不得有虚焊。

利用建筑物的钢结构、起重机轨道、工业管道等自然导体作接地线时，其伸缩缝或接头处应另加跨接线，以保证连续可靠。自然接地体与人工接地体之间的连接必须可靠。

接地线与管道的连接可采用螺纹连接或抱箍螺纹连接，但必须采用镀锌件，以防止锈蚀。

在有振动的地方，应采取防松措施。

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历年真题

1、【2021 年真题】接地保护是防止间接接触触电技术措施。关于接地保护系统说法错误的是()。

A.IT 系统适用于各种不接地配电网

B.TT 系统适用于星形连接的低压中性点直接接地配电网

C.TT 系统适用于三角形连接的低压中性点直接接地配电网

D.TT 系统中装设能自动切断漏电故障线路的漏电保护装置

【参考答案】C

【解析】A 选项正确。保护接地系统适用于各种不接地配电网;

B 选项正确。TT 系统为三相星形连接的低压中性点直接接地的三相四线配电网;

C 选项错误。TT 系统为三相星形连接的低压中性点直接接地的三相四线配电网;

D 选项正确，在 TT 系统中应装设能自动切断漏电故障的漏电保护装置。

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2、【2021 年真题】保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。关于保护导体的说法，错误的是()。

A.低压系统中允许利用不流经可燃液体或气体的金属管道作为自然保护导体

B.多芯电缆的芯线、与相线同一护套内的绝缘线可作为人工保护导体

C.交流电气设备应优先利用建筑物的金属结构作为自然保护导体

D.交流电气设备应优先利用起重机的轨道作为人工保护导体

【参考答案】D

【解析】A 选项正确。在低压系统，允许利用不流经可燃液体或气体的金属管道作保护导体。

B 选项正确。人工保护导体可以采用多芯电缆的芯线、与相线同一护套内的绝缘线、固定敷设的绝缘线或裸导体等。

C 选项正确。交流电气设备应优先利用建筑物的金属结构、生产用的起重机的轨道、配线的钢管等自然导体作保护导体。

D 选项错误。应该是自然保护导体，而不是人工保护导体。

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3、【2021 年真题】在中性点接地配电网中，对于有火灾、爆炸危险性较大的场所或有独立附设变电站的车间，应选用的接地(接零)系统是()。

A.TT 系统

B.TN-S 系统

C.TN-C 系统 D.TN-C-S 系统

【参考答案】B

【解析】A 选项错误。TT 系统主要用于低压用户，即用于未装备配电变压器，从外面直接引进低压电源的小型用户。

B 选项正确。TN-S 系统可用于有爆炸危险，或火灾危险性较大，或安全要求较高的场所，宜用于有独立附设变电站的车间。

C 选项错误。TN-C 系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。

D 选项错误。TN-C-S 系统宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电的场所及非生产性楼房。

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4、【2021 年真题】接地装置是接地体和接地线的总称。运行中电气设备的接地装置应当始终保持良好状态。关于接地装置要求的说法，正确的是()。

A.埋设在地下的各种金属管道均可用作自然接地体

B.自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连

C.管道保温层的金属外皮、金属网以及电缆的金属护层可用作接地线

D.接地体顶端应埋入地表面下，深度不应小于 0.4m

【参考答案】B

【解析】A 选项错误。自然接地体是用于其他目的但与土壤保持紧密接触的金属导体。如，埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的管道除外)、金属井管、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属管、桩等自然导体均可用作自然接地体。

B 选项正确。自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连。

C 选项错误。不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。

D 选项错误。为了减小自然因素对接地电阻的影响，接地体上端离地面深度不应小于0.6m(农田地带不应小于 1m)，并应在冰冻层以下。

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5、【2023 年真题】保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。保护接地线、保护接零线和等电位联结线是保护导体的重要组成部分。下列关于保护导体安全要求的说法中，正确的是()。

A.保护导体干线应经一条比干线面积大的连接线与接地体连接

B.交流电气设备应优先利用配线的钢管等自然导体作保护导体

C.保护导体应安装单极开关或熔断器，以便于检查和维修

D.当各设备都设置保护线时，为了保证良好接地应串联

【答案】B

【解析】选项 A 错误，为提高可靠性，保护干线应经两条连接线与接地体连接。

选项 B 正确，交流电气设备应优先利用建筑物的金属结构、生产用的起重机的轨道、配线的钢管等自然导体作保护导体。

选项 C 错误，为了保持保护导体导电的连续性，所有保护导体，包括有保护作用的 PEN线上均不得安装单极开关和熔断器。

选项 D 错误，各设备的保护(支线)不得串联连接，即不得利用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分。故选 B。

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经过学习，希望每位考生都能将保护接地和保护接零的知识有效应用于实践，确保电气系统的安全稳定运行。祝考试成功，职业生涯充满成就！