一、地線與零線的區(qū)別及各自特點(diǎn)
在TN-S供電系統(tǒng)中,一般情況下居民用電負(fù)載是不會(huì)相同的,即三相負(fù)載不平衡,三相變壓器一般采用Y-YN0接線,變壓器的三相繞組的中性點(diǎn)接在一起,并且接地,(如圖1所示)這條線引出來就是零線(N),零線的干線部分也叫中線,中線保證了三相不平衡負(fù)載每一相的電壓相等,都等于220V,故中線上不許安裝保險(xiǎn)絲或開關(guān)。這三相四線(U、V、W、N)從配電房來到民用建筑。每一幢建筑物正常的情況下都要有符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的接地裝置,從接地裝置拉出來的線就是地線(PE)。一般在建筑物的一樓,地線和從配電房過來的零線,將會(huì)連接在一起,這樣做的目的是讓中線(零線的干線部分)重復(fù)接地,提高系統(tǒng)的接零保護(hù)水平,減輕故障時(shí)的觸電危險(xiǎn)。按國家標(biāo)準(zhǔn)要
變壓器中性點(diǎn)接地
建筑物接地
建筑物電源進(jìn)線處
L1(U相)
L2(V相)
L3(W相)
N(零線)
PE(地線)
圖 1
變壓器中性點(diǎn)接地
建筑物接地
建筑物電源進(jìn)線處
L1(U相)
L2(V相)
L3(W相)
N(零線)
PE(地線)
圖 1
求零線用藍(lán)色的外皮而地線是用黃綠雙色線的外皮。綜上所述零線就是變壓器的中性點(diǎn)接地所拉出來的線,而地線就是建筑物接地裝置所拉出來的線,正常情況下,零線的干線部分將通過較小的不平衡電流,但每一相零線所通過的電流和這一相火線所通過的電流是相等的,而地線是沒有任何電流通過的,和地線相連接的電氣設(shè)備金屬外殼在正常運(yùn)行時(shí)不帶電位。零線和地線不可以對調(diào),如果對調(diào)漏電保護(hù)開關(guān)將會(huì)動(dòng)作,切斷電源。
二、居民住宅供電系統(tǒng)中,地線在漏電保護(hù)系統(tǒng)中的作用
地線在正常的情況下,沒有電流流過,三腳插頭的家用電器(例如電飯鍋),即使把它的地線剪斷,也不會(huì)影響電飯鍋的正常使用,但我們絕對不能認(rèn)為地線的作用在線路中是可有可無的。我們知道,漏電保護(hù)開關(guān)具有當(dāng)人身觸電或Ⅰ類電器設(shè)備漏電時(shí)自動(dòng)跳閘的兩大作用。(所謂Ⅰ類電器設(shè)備是指基本絕緣,金屬外殼接地或接零,絕緣電阻≥7兆歐,家里的三腳插頭的家用電器都是Ⅰ類電器,如電飯鍋,洗衣機(jī),微波爐等)但是如果缺少地線,漏電保護(hù)開關(guān)將剩下當(dāng)人身觸電時(shí)自動(dòng)動(dòng)作的功能,而當(dāng)Ⅰ類電器設(shè)備設(shè)備漏電時(shí),其將不會(huì)自動(dòng)動(dòng)作。下面就地線在漏電保護(hù)開關(guān)中的作用進(jìn)行分析:
漏電保護(hù)開關(guān)的主要工作原理如圖2所示,為了敘述方便,我們假設(shè)在正弦波正半波的情況下,即電流是從火線流入漏電保護(hù)開關(guān),經(jīng)過家用電器后從漏電保護(hù)開關(guān)的零線流出的情況下進(jìn)行分析。當(dāng)流入漏電保護(hù)開關(guān)的電流(簡稱I入)和流出漏電保護(hù)開關(guān)的電流(簡稱I出)相等的時(shí)候,漏電保護(hù)開關(guān)不動(dòng)作,當(dāng)I入不等以I出時(shí)(一般相差30mA,具體數(shù)值由漏電保護(hù)開關(guān)的漏電動(dòng)作值決定)在0.1秒之內(nèi)它就會(huì)動(dòng)作。家用電器(如電飯鍋)絕緣良好的情況下,由于I入
等于I出,所以漏電保護(hù)開關(guān)不會(huì)動(dòng)作(如圖2)。如果電飯鍋絕緣出問題的時(shí)候,火線碰到了外殼,而電飯鍋的外殼是接有地線的,有一部分漏電電流通過地線流入大地,這部分電流通過大地回到變壓器中性點(diǎn)形成回路。這樣對于漏電保護(hù)開關(guān)來講,流入的電流肯定和流出的電流不相等,因?yàn)橛幸徊糠蛛娏鹘?jīng)過地線流入大地了,所以漏電保護(hù)開關(guān)馬上就會(huì)動(dòng)作,使人體避免了觸電的危險(xiǎn)(圖3)。如果家里沒有安裝地線,當(dāng)平時(shí)家用電器絕緣良好的情況下,倒是太平無事,當(dāng)電器的絕緣出問題的時(shí)候,電飯鍋整個(gè)外殼帶電,但是由于外殼沒有接地線,不可能和變壓器中性點(diǎn)形成回路,也就不可能形成漏電電流,此時(shí)對于漏電保護(hù)開關(guān)來說,I入還是等于I出,所以漏電保護(hù)開關(guān)對電飯鍋外殼帶電渾然不知,此時(shí)漏電保護(hù)開器在電器外殼帶電的情況下也不會(huì)跳閘。當(dāng)人體接觸到電飯鍋外殼時(shí),如圖4所示,就有電流通過人體流入大地,回到變壓器中性點(diǎn)形成回路,此時(shí),流入漏電保護(hù)開關(guān)的電流和流出漏電保護(hù)開關(guān)的電流就不相等(因?yàn)橛幸徊糠蛛娏魍ㄟ^人體流入大地去了),漏電保護(hù)開關(guān)將會(huì)在0.1秒之內(nèi)動(dòng)作。雖然動(dòng)作后,人就沒有危險(xiǎn)了,但缺少地線終歸對人體是不安全的。(漏電保護(hù)開關(guān)動(dòng)作時(shí)人已經(jīng)觸電,雖然不至于喪命,但對人體是有傷害的)所以說如果在居民住宅區(qū)不安裝地線,當(dāng)設(shè)備漏電時(shí),漏電保護(hù)開關(guān)將不會(huì)動(dòng)作,人將會(huì)有觸電的危險(xiǎn)。
TN-S供電系統(tǒng)中,零線是變壓器中性點(diǎn)接地,它使三相不平衡負(fù)載的每一相電壓都相等,零線的干線有較小的不平衡電流流過,而地線是從建筑大樓接地裝置中拉出來的,雖然地線平時(shí)沒有電流流過,但它在整個(gè)線路中是不可或缺的,它和漏電保護(hù)開關(guān)開關(guān)相配合,當(dāng)電器設(shè)備漏電時(shí),可以及時(shí)切斷電源,使人體避免觸電。