保護接地的作用是降低漏電的電氣設備金屬外殼的對地電壓。這個對地電壓取決于設備的絕緣電阻、保護接地電阻和變壓器的工作接地電阻,而流經(jīng)人體的電流則取決于這個對地電壓和人體的電阻。
《農村低壓電力技術規(guī)程》2.13中規(guī)定:農村低壓電力網(wǎng)宜采用TT系統(tǒng)。在TT系統(tǒng)里,設備絕緣電阻與保護接地電阻和變壓器工作接地電阻串聯(lián),而人體電阻與保護接地電阻并聯(lián)。等效電路如圖1,其中:
I1=
I2=I1·
合格的低壓電氣設備其絕緣電阻在1MΩ以上,保護接地和工作接地的電阻一般為4Ω,人體電阻在1000~10000Ω。當電氣設備受潮或絕緣老化時,其絕緣電阻下降。設受潮后絕緣電阻Rr1=1000Ω,人體電阻Rr2=10000Ω,工作接地電阻Rd1=4Ω,保護接地電阻Rd2=4Ω,代入計算:
I1=
0.2
I2=0.2×
=0.8(mA)
I2=0.8mA,可以講流過人體的電流幾乎等于零。當絕緣電阻再下降,Rr1=100Ω,其他阻值不變時,I1=2A,I2=8mA,此電流值在人體擺脫電流之內,還算是安全的。當發(fā)生如文中所說的絕緣損壞碰殼短路時,Rr1=0,此時:
I1=
= 27.5(A)
I2=27.5×
=110(mA)
110mA的電流流過人體足以致人于死地,而27.5A的電流多數(shù)過流保護裝置不動作,漏電的設備金屬外殼上的危險電壓不能及時消除,極易造成觸電事故。
農村人身觸電事故85%以上都發(fā)生在移動式的用電設備上,如水泵、脫粒機、增氧機、攪拌機、電風扇、電飯煲等,其中大部份是漏電后外殼帶電、小部份是電源連接線漏電造成的。因此,為了保證安全用電,不論接地保護或是接零保護,對于移動式用電設備都應實行末級漏電保護。
圖1 接地保護等效電路圖
Rr1—設備絕緣電阻 Rd1—工作接地電阻
Rr2—保護接地電阻 Rd2—人體電阻