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零線不帶電,為什么還要拉一條地線?
發(fā)布時間:2019-05-29 11:18:50 瀏覽次數(shù):1498次
零線并非不帶電,只是在三條相線電流平衡時候,流過零線的電流矢量和為零而已。實(shí)際上工廠的里邊很多場合用電,往往只用了三條相線,比如一些三相異步電機(jī),并沒有另外接零線,而是直接外殼接地,的確是用大地來替代零線了,但是民用電是不允許這樣使用的,主要是太危險(xiǎn)了。
在電廠那邊,發(fā)電機(jī)是三相的,輸出三組相差120度的交流電壓,發(fā)電機(jī)是星形接法,所以會有中性點(diǎn),理論上如果這三相電壓和負(fù)載平衡,三條相線完全可以輪流成為工作回來,讓負(fù)載進(jìn)行正常用電工作。但是這個世界上沒有一致的東西,所以三條相線之間肯定會有電流不平衡,引起把中性點(diǎn)利用起來,從中點(diǎn)引出來的線是中性線,把這條中性線引到負(fù)載那邊去,讓不平衡的電流通過這條中性線流回來,避免三相不平衡燒掉發(fā)電系統(tǒng),供電裝置和用電負(fù)載已經(jīng)用電線路。
這條中性線,一般要發(fā)電廠那邊接入大地中,主要是考慮到發(fā)電機(jī)和變壓器之類的,都是固定在大地上的,如果不接地,萬一一條相線碰地了,而漏電流不大,發(fā)電設(shè)備依然正常運(yùn)行,這樣人是站在大地上的,如果有人觸摸到發(fā)電或者用電設(shè)備,將會形成回路電到人了。接地了以后,在變壓器變電過程中,也可以避免相電壓超過某個范圍值從而燒掉設(shè)備。另外還可以避免雷擊和靜電問題引起的設(shè)備絕緣擊穿,適當(dāng)時候自動釋放電荷到大地里邊去。
中性線在發(fā)電廠這邊接地后,還從中性線本身單獨(dú)引出了一條N線和一條PE線,這條N線就是我們常說的零線,用來引導(dǎo)不平衡的相電流作用,所以零線是參加工作的,零線是不能再次接入大地的。而PE線純粹是為了考慮安全保護(hù)作用的,地線PE可以反復(fù)在一些地方接入大地里邊去,這樣讓它看起來更加牢靠一點(diǎn)。這種接法,就是TN-S供電系統(tǒng),也是給我們民用供電的三相五線制,三條相線,一條零線N和一條地線PE。
為什么要把零線和地線分開來給居民供電呢,主要是可以安裝漏電保護(hù)之類的裝置,而漏電保護(hù)可以用來保護(hù)用電人的生命安全和設(shè)備安全。漏電保護(hù)裝置是利用零線和火(相)線電流矢量和為零來判斷是否有人觸電或者設(shè)備漏電的,也就是火線流入的電流要等于零線流出的電流才是正常的用電狀態(tài)。比如有人碰到火線了,火線會從人體流過一部分電流,進(jìn)入大地,然后回到了發(fā)電廠的中性點(diǎn)形成回路,這樣火線和零線的電流矢量和不再為零,所以漏電保護(hù)會跳閘,從而保護(hù)了人的生命安全。如果把零線也接地了,或者使用大地來做零線,漏電保護(hù)裝置將無法正常工作 ,也就無法保護(hù)到人身安全了。所以TN-S(或者TN-C-S)是不能把零線接地的,否則三相五線制將無法正常供電,也失去了安全設(shè)計(jì)的意義。
還有一種供電系統(tǒng),就TN-C系統(tǒng),三相四線制,零線和地線是一條線,這種一般使用在工廠用電場合,這樣零線和地線合并了,成本的確是下降了不少。如上邊所說的,工廠很多三相用電負(fù)載,往往都不拉零線到負(fù)載這邊,而只是讓負(fù)載接大地,這樣是可以省了不少錢。但是工廠里邊用電的,往往都是經(jīng)過培訓(xùn)后的電工,比如作業(yè)時候他們都要穿電工鞋,往往都是兩個人以上的人一起作業(yè),碰上危險(xiǎn)也可以互相照應(yīng)。
實(shí)際上工廠使用三相四線制,不僅僅是出于省線省錢的考慮,而是考慮到很多用電負(fù)載諧波非常高,漏電流非常大,根本沒有辦法安裝民用那種漏電保護(hù)裝置,比如變頻器使用了漏電保護(hù),會整天跳閘,無法正常工作。
使用大地直接全程替代零線地線不可取
一般中性線或者PE線接入大地,都是通過一些金屬棒之類的東西,打入到大地里邊一定距離,在附近埋藏一些鹽類來促進(jìn)導(dǎo)電性能,往往要求接地電阻要小于4歐姆,看起來也是比較小的,實(shí)際上是比較大的,比如如果漏電流達(dá)到了10安,就有40伏的壓降了,已經(jīng)高于人體的安全電壓了,而且接地實(shí)施起來不太好操作。
大地雖然是良性導(dǎo)體,但是不同地方差異比較大,比如潮濕的地方電阻肯定非常小,而干燥的地方會比較大,含鹽多的地區(qū)肯定比少鹽的地區(qū)容易導(dǎo)電。差異太大,這樣制作標(biāo)準(zhǔn)就非常困難了,稍微控制不好,就會出大的安全事故,如果利用大地來做工作零線,這樣在實(shí)際中幾乎是無法執(zhí)行下去的。
上邊已經(jīng)分析到了,在TN-S系統(tǒng)里邊,零線是禁止再次接地的。而TN-C系統(tǒng),理論上雖然可以使用大地來替代零線,除了上邊說到的安全和不好執(zhí)行外,還有一個問題,就是你省掉了這條零線,不見得就省錢。比如一個工廠里邊,你要在廠區(qū)內(nèi)埋很多條地釘,越多接觸大地越好,接地電阻越小才可以保證安全,然后通過粗導(dǎo)線給各個車間設(shè)備來分布使用,因?yàn)閾?dān)心接觸不良,需要很多個焊接點(diǎn),這樣實(shí)施起來,每個地方都會很麻煩。