电气装置的测量原理及实践（三）

2.2、保护导体、总等电位联结及辅助等电位联结导体与接地导体导通性

上述提到的导线为保护装置中非常重要的部分，可避免人接触到危险的高压。这些导体只有在选择了合适的型号及良好的连接情况下，才能发挥作用。因此，我们需要对其连通性及接触电阻进行检测。

概述

依据规定，测试电压应在4-24V（AC或DC）范围内。测量原理如下（直流，U-I原理）：

图16测量原理

电池电压Ub驱动测试电流，流经测试回路中的电流计A及内阻Rint，压降由电压表V测得。计算电阻Rx时，通常会出现下述情况：

不同电线的连接处通常会生锈，生锈点会包含在测试回路中。这些生锈点会起到原电池的作用，即其电阻依赖于测试电压的极性。这*是为什么会规定要去测试电压的极性。目前的一些测试仪，在测量时可以自动调节电压的两级。

results(+)=U/I=Rx(+)：开关位于上图中实线位置

results(-)=U/I=Rx(-)：开关位于上图中虚线位置

其中：

U：Rx上的压降由电压计V测量

I：由Ub产生的测试电流由电流计A测量

实际测试中，保护导体中会存在电感，要确保测量仪器能够在这种情况下进行测试。横截面很小且长度过长的电缆、接触不良、错误连接等等，都可能造成高电阻。接触不良是产生高电阻*常见的原因。

由于对保护导体的测量非常复杂，通常只进行下列三种主要的测量：

1、测量与主保护接地端子（MPEC）相连的保护导体

2、测量与熔断盒内保护导体端子（PCC）相连的保护导体

3、辅助连接导体的测量 

图17 MPEC及PCC之间的连通性

图18 PCC熔断盒内连通性测量

图19 MPEC与避雷线的连通性

测量结果应符合下列条件：

R（PE）≤UL/Ia

其中：

R（PE）：保护导体电阻

UL：*大接触电压（通常为50V）

Ia：（保护设备正常工作）的电流

•Ia=I△n 差动电流保护-RCD（剩余电流保护）

•Ia=Ia（5s）过电流保护

2.3、辅助接地

有时电气主接地不能够完全防止故障电流带来的触电危险，因此需要进行辅助接地，见下图：

图20主接地和辅助接地

注释：lightning earthing防雷接地；additional equalizing等电位联结；Telec-system通讯系统接地；active accessible conductive part易接触的主动触导体；groundwork earthing工作接地；passive accessible conductive part易接触的被动导体

主接地包括与MPEC（总保护接地端子）或PCC（保护导体端子）相连接的保护接线。

若负载（例如三相电动机）中产生故障电流，该故障电流Isc会经由主接地导线流向大地。由于过高的接地电阻RPE，该电流可能会产生一个较高的对地电压UC。但是临近的被动导体（例如暖气片）的电势仍然与大地相同，故主动导体与被动导体之间产生了危险电压UC。若这两个设备（主动导体与被动导体）之间的距离少于2.5m，则很有可能导致触电（同时接触到这两部分）。

为了避免这种情况的发生，*要进行辅助接地，也*是说，需要将主动与被动导体相连接（同电势，则不会产生压降，因此不会触电）。

如何确定是否需要辅助接地？

方法是：测量主动导体（例如仪器金属外壳）到MPEC（PCC）之间的电阻，见下图：

图21保护接线电阻的测量

  若测试结果不满足：RPE≤UL/Ia（其中：UL为*大接触电压，Ia为设备额定电流），则需要辅助接地。（因为接地电阻过大！）

  一旦进行辅助接地，*要检测其有效性。检测方法是：测量主动和被动导体之间的电阻，见下图。测量结果也要满足：R≤UL/Ia。

图22检查辅助接地的有效性

在实际情况中，主接地的接地电阻常常会超过标准值，尤其是存在过电流保护装置的情况下。

图23短路时，测量被动导体的接触电压

  测试仪器将会短暂地承受火线L和保护线PE之间的电压（测试电流可能高达23A）。测试电流可能会引起负载和MPEC(PCC)之间产生压降。

  值得注意的是，测试回路中不能有RCD（漏电保护）装置，否则会导致出错。因此若存在RCD装置，应将其短路。