《起重機(jī)械安全規(guī)程》（GB6067-85）第3.4.9.1條規(guī)定，起重機(jī)軌道的接地電阻，以及起重機(jī)上任何一點(diǎn)的接地電阻均不得大于4Ω?！镀鹬貦C(jī)械監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》橋架型起重機(jī)部分第6.7.2條規(guī)定，起重機(jī)供電電源為中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)時(shí)，零線重復(fù)非接地電阻不大于4Ω，零線重復(fù)接地電阻不大于10Ω。塔式起重機(jī)部分第8.7.2條規(guī)定，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的“接地電阻應(yīng)小于4Ω”。門座起重機(jī)部分第6.5.5條規(guī)定，起重機(jī)軌道的接地電阻小于4Ω。整機(jī)接地電阻小于10Ω?！峨姎庋b置安裝工程中起重機(jī)電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50256-96）第10.11.3條規(guī)定，起重機(jī)的每條軌道，應(yīng)設(shè)兩點(diǎn)接地，在軌道端之間的接頭處，宜作電氣跨接；接地電阻應(yīng)小于4Ω。

上述這些規(guī)定，應(yīng)考慮起重機(jī)供電電源的中性點(diǎn)接地情況，若單純把“起重機(jī)軌道的接地電阻不大于4Ω”。做為判定接地系統(tǒng)是否安全的充分必要條件，是不太合適的，本文想就此進(jìn)行專題討論。

一、 接地電阻的作用

　把用電設(shè)備的金屬外殼與接地極直接相連接。我們稱為接地保護(hù)。系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，如用電設(shè)備的金屬外殼與供電源的相線相碰觸時(shí)，它的接地電阻有降低該設(shè)備金屬外殼上對(duì)地電壓的作用。

　1.起重機(jī)供電電源是中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)用電設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)。系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，接地電阻有降低該設(shè)備金屬外殼上對(duì)地電壓的作用。但增加了零線上的對(duì)地電壓，不能做到系統(tǒng)安全，接地保護(hù)只能做為附加或后備保護(hù)。

　供電源是中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)用電設(shè)備的金屬外殼不采用接地保護(hù)。圖1中，表示用電設(shè)備的金屬外殼接地電阻；不接地時(shí)R_d為無(wú)窮大。系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，該設(shè)備金屬外殼上對(duì)殼采用接地保護(hù)，設(shè)接地電阻R₀=4Ω。設(shè)供電電源的中性點(diǎn)接地電阻為R₀=4Ω。系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，該設(shè)備金屬外殼上對(duì)地電壓為110V,零線上的對(duì)地電壓也是110V。該設(shè)備金屬外殼上對(duì)電壓比不接地時(shí)降低了110V。但零線上的對(duì)電壓比不接是時(shí)卻增加了110V。

　

　圖1 供電電源是中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)、用電設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)時(shí)對(duì)地電位分析示意圖

　假如用電設(shè)備的金屬外殼接地電阻R_d是1.1765Ω。供電電源的中性點(diǎn)接地電阻R₀為4Ω。系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，該設(shè)備金屬殼上對(duì)地電壓為50V。零線上的對(duì)地電壓是170V。

　假如用電源設(shè)備外殼接地電阻R_d是4Ω。供電電源的中性點(diǎn)接地電阻R₀為1.765Ω。系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，該設(shè)備金屬外殼上對(duì)地電壓為170V。零線上的對(duì)地電墳是50V。

　不管如何限制用電設(shè)備金屬外殼上的接電阻，都不能做到用電設(shè)備外殼上和零線上的對(duì)地電壓都安全特低電壓（交流50V）。因此，在供電電源是中性點(diǎn)直接地的低壓系統(tǒng)中，不能用規(guī)定限制接地電阻“小于4Ω”的方法達(dá)到系統(tǒng)安全。

　2.起重機(jī)供電電源是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)1000Ω電阻接地的低壓系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)用電設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)。系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，接地電阻降低該設(shè)備金屬外殼上對(duì)地電壓的作用是明顯的，有效的。

?、佼?dāng)系統(tǒng)供電半徑小于1km時(shí)，相線對(duì)地電容很小，容抗很大，第一次接地故障時(shí)，電容電流極小，可忽略不計(jì)。系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，對(duì)地絕緣。我們用圖2來(lái)說(shuō)明。設(shè)三相線對(duì)地絕緣電阻r_A=r_B=r_C=r,為系統(tǒng)中性點(diǎn)，O′為負(fù)載中性點(diǎn)，用電設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)接地電阻是R，設(shè)三相電源電動(dòng)勢(shì)U_A、U_B 、U_C

　U_A+U_B +U_C0——①

　當(dāng)C相對(duì)用電設(shè)備的金屬外殼發(fā)生碰觸時(shí)，系統(tǒng)中性點(diǎn)0，負(fù)載中性點(diǎn)O′之間的電位差不再為零。各相負(fù)載上的電壓為：

　

　圖2中性點(diǎn)對(duì)地絕緣系統(tǒng)單相對(duì)地短路時(shí)各點(diǎn)電位分析示意圖

　用電設(shè)備的金屬外殼不接地，人體電阻是R的人觸及漏電設(shè)備，設(shè)R=1500Ω，γ=500Ω；U=198V。用電設(shè)備的金屬外殼接地，接地電阻r_d=4Ω,r=500Ω;U=5V.

?、诋?dāng)系統(tǒng)供電半徑大于1km時(shí)，相線對(duì)地電容很大，容抗很小，第一次接地故障時(shí)，電容電流較大，不可 忽略不計(jì)。為限制電容電流，系統(tǒng)中性點(diǎn)通過(guò)大電阻接地，電阻值一般取相電壓的5倍，取R₀=1000Ω，用電設(shè)備的金屬外殼不接地，人體電阻是R的人觸及漏電設(shè)備，設(shè)R₀＝1500Ω，用電設(shè)備金屬外殼的對(duì)地電壓U＝220×1500/（1500+1000）＝132V。假如用電設(shè)備的金屬外殼接地，接地電阻R_A=294Ω，U=50V。

　

　圖3中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地的系統(tǒng)單相對(duì)地短路時(shí)各點(diǎn)電位分析示意圖

　可見，起重機(jī)供電電源是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)1000Ω電阻接地的低壓系統(tǒng)時(shí)，接地電阻降低該設(shè)備金屬外殼上對(duì)電壓的作用是明顯的，有效的。可以作為獨(dú)立的電擊防護(hù)。

二、 TN、TT、IT系統(tǒng)的安全技術(shù)要求

　“接地”是間接電擊防護(hù)的技術(shù)措施?！敖拥亍卑ń拥乇Ｗo(hù)和接零保護(hù)，接地保護(hù)是與埋入地下與地有電氣連接地極直接相連接。接零保護(hù)是與供電電源的線相連接，也是通過(guò)零線與供電電源的中性點(diǎn)的接地極相連，因此接零保護(hù)也叫“接地”。

　《建筑物的電氣裝置 電擊防護(hù)》（GB14821.1-1993）對(duì)間接電擊防護(hù)的技術(shù)措施之一。是采用接地保護(hù)還是接零保護(hù)，與供電電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。

　供電電源是中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)時(shí)，一般采用接零保護(hù)（TN系統(tǒng)）。采用接零保護(hù)時(shí)，單相接地電流較大，防爆場(chǎng)合一般不采用。線路的末端接零保護(hù)不合格時(shí)，而采用接地保護(hù)同時(shí)必須設(shè)漏電保護(hù)器（TT系統(tǒng)）。供電電源是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)電阻接地的系統(tǒng)時(shí)，采用接地保護(hù)是合適的（IT系統(tǒng)）?！敖拥亍卑唇泳€方法分為TN、TT、IT系統(tǒng)，它只適用于低壓系統(tǒng)。

　

　圖4 TN接地系統(tǒng)

　第一個(gè)字母T表示供電電源中性點(diǎn)是接地的。I表示中性點(diǎn)不接地或通過(guò)電阻接地。第二個(gè)字母N表示用電設(shè)備的金屬外殼與供電電源的零線相連接。第二個(gè)字母T表示用電設(shè)備的金屬外殼采用獨(dú)立于供電電源的接地。

　TN、TT接地系統(tǒng)適合中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)，都是自動(dòng)切除供電的保護(hù)。

　TN接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，熔斷器或自動(dòng)斷路器應(yīng)動(dòng)作，自動(dòng)切除供電。接零的目的是為單相接地電流提供回路阻抗可忽略的故障電流通路。在這個(gè)系統(tǒng)中，并不要求用電設(shè)備的金屬外殼做接地保護(hù)。

　TT接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，漏電保護(hù)開關(guān)應(yīng)動(dòng)作，自動(dòng)切除供電。自動(dòng)切除供電前，用電設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓不大于50V。即漏電保護(hù)開關(guān)額定動(dòng)作電流與TT接地系統(tǒng)用電設(shè)備外殼的接地電阻的乘積不大于50V。

　

　圖5 TT接地系統(tǒng)

　IT接地系統(tǒng)中，供電半徑小于1km，采用中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生第二次異相接地故障時(shí)，每根導(dǎo)線與地的電壓是380V。因此，線路的對(duì)地絕緣電阻比中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)（0.22MΩ）要求高，不小于0.38MΩ。用電設(shè)備的外殼采用接地保護(hù)的接地電阻R上的對(duì)地電壓按公式U=3RU_L/（3R+r）=50計(jì)算，式中，U_L供電電源的相電壓，220V，r=0.38MΩ；可得R=37255Ω。這個(gè)接地電阻容易辦到的。即使不接地，靠自然接地就能滿足要求，它的前題是相線對(duì)地絕緣電阻r滿足規(guī)定要求（0.38MΩ）。

　當(dāng)系統(tǒng)供電半徑大于1km，系統(tǒng)中性點(diǎn)通過(guò)1000Ω大電阻接地，。用電設(shè)備外殼的接地采用獨(dú)立于中性點(diǎn)的接地時(shí)，用電設(shè)備外殼的接地電阻R≤294Ω，第一次接地故障時(shí)，用電設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓U=50V，是安全的。用電設(shè)備外殼的接地采用一根保護(hù)線與中性點(diǎn)的接地共用一個(gè)接地極時(shí)，第一次接地故障時(shí)，保護(hù)線的電阻比1000Ω小的多，保護(hù)線上的對(duì)地電壓可忽略不計(jì)。是安全的。

　

　圖6　IT接地系統(tǒng)

　根據(jù)以上分析，在TN接地系統(tǒng)中，用電設(shè)備的金屬外殼與供電源的線相連接，并不要求用電設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)。在這個(gè)系統(tǒng)中，若只要求“用電設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)，接地電阻應(yīng)小于4Ω”,當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，自動(dòng)切除供電保護(hù)有時(shí)不能實(shí)現(xiàn)。用電設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓也不能確保不大于50V。因此，在TN接地系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單的規(guī)定“接地電阻應(yīng)小于4Ω”，不規(guī)定單相接地故障時(shí)，熔斷器或自動(dòng)斷路器應(yīng)自動(dòng)切除供電。是不全面的。也是不安全的。

　在TT接地系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單的規(guī)定“接地電阻應(yīng)小于4Ω”不設(shè)漏電保護(hù)開關(guān)，不規(guī)定在自動(dòng)切除供電前用電設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓不大于50V是不全面的，不安全的。

　IT接地系統(tǒng)中，不規(guī)定發(fā)生接地故障時(shí)，用電設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓不大于50V，簡(jiǎn)單的規(guī)定“接地電阻應(yīng)小于4Ω”，有時(shí)是過(guò)于嚴(yán)格的。

　因此，應(yīng)根據(jù)起重機(jī)供電電源中性點(diǎn)接地情況，按照《建筑物的電氣裝置 電擊防護(hù)》（GB14821.1-1993）的規(guī)定，做出詳細(xì)規(guī)定。