零線和地線都是接地,那它們可以互換使用嗎?
饒等
發(fā)布于2021-11-10 13:43
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標(biāo)簽:零線,地線,電工基礎(chǔ),電工入門
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我前陣子在一個(gè)短視頻的評論區(qū),看到有位粉絲問了這樣一個(gè)問題:既然零線和地線都接地,那它們可以互相替代使用嗎? 顯然,稍微想一下都知道答案是“不能”。若零線和地線可以替代使用,三角插座(插頭)就沒有存在的必要、設(shè)備金屬外殼也無需做額外的接地……
那么,零線和地線為什么不能互相替代使用?對于這個(gè)問題,希望看完這篇文章的你,能給出一份完美的答案。
一個(gè)最基本的三相電路,由三相電源、三相負(fù)載以及連接電源與負(fù)載的三相線路組成,如下圖1-1所示。
其中三相電源一般是發(fā)電機(jī)或變壓器的三相繞組,這3個(gè)繞組可以對外輸出電壓,即它們和電池一樣都是電壓源。
3個(gè)電壓源正極性端子A、B、C向外引出的導(dǎo)線稱為端線,這其實(shí)就是前文的“三相線路”,也是我們?nèi)粘Kf的相線,俗稱火線。
另外,三相負(fù)載可以是一個(gè)整體是三相設(shè)備,也可以由連接不同相線的單相設(shè)備組成。
圖1-1
不管是三相電源或是三相負(fù)載,它們都有兩種聯(lián)結(jié)方式,如圖1-1所示的三相電路中,三相電源為星形聯(lián)結(jié),三相負(fù)載為三角形聯(lián)結(jié)。在星形聯(lián)結(jié)中有一個(gè)公共點(diǎn),稱為中性點(diǎn),如變壓器中性點(diǎn),中線點(diǎn)引出的導(dǎo)線,稱為中性線(N線),如下圖1-2所示。
圖1-2
圖1-2所示的三相電路為Y—Y連接方式,即電源與負(fù)載均為星形聯(lián)結(jié)。也只有在Y—Y連接方式下,才會有兩個(gè)中性點(diǎn)可以連接中性線。在三根相線的基礎(chǔ)上增加一條中性線,稱為三相四線制。
知道了中性線,那么,零線和中性線又是怎么回事呢?很簡單,當(dāng)中性點(diǎn)接地時(shí),我們就可以稱之為零點(diǎn),此時(shí)的中性線也就是我們?nèi)粘Kf的零線。換言之,中性線(點(diǎn))是否能稱為零線(點(diǎn))的關(guān)鍵在于接地。若接地,中性線和零線之間可以直接劃等號,即兩者是同一回事。
另外,在我國,對低壓380/220V的三相四線制電網(wǎng),中性點(diǎn)是直接接地的,所以對于中性線,我們都是以零線稱之,顯然,這沒有任何問題。
零線的作用主要是給單相設(shè)備提供回路,即一根火線(即相線)與零線可以形成完整的單相回路,如下圖1-3所示,此時(shí)的零線是從總零線上引出?;鹁€可以是三相線中的任一相,例如對于同一臺配電變壓器,甲戶家庭接的是A相,乙戶接的是B相……
圖1-3
顯然,單相設(shè)備通過火線與零線形成回路而工作,即零線應(yīng)用于工作回路,在設(shè)備正常工作時(shí)會流過工作電流。且一個(gè)三相四線制電網(wǎng),不管是零線或相線,都可以引出多根分接線,形成多個(gè)單相回路。
雖然零線有電流,但由于零線的出發(fā)點(diǎn)(零點(diǎn))直接接地,所以零線的對地點(diǎn)位保持在0V,或者說,零線沒有對地電壓,當(dāng)然,這是基于系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下。
若系統(tǒng)發(fā)生故障,例如零線斷線、設(shè)備漏電等,零線的電壓就不一定為0V了。舉一個(gè)最簡單的例子,如下圖1-4所示,當(dāng)單相回路中的零線斷線,負(fù)載沒有電流流過,其兩端也就不會產(chǎn)生電壓,此時(shí)與負(fù)載相連的零線段就會帶有220V電壓,很危險(xiǎn)。另外,在三相四線制電網(wǎng)中,若三相不平衡,總零線也會流過不平衡電流。
圖1-4
總而言之,零線是帶有一定危險(xiǎn)性的,即使它接地,沒有對地電壓,我們也不能隨便觸碰。
然而,地線也是接地的,它和零線的區(qū)別又在哪里呢?
地線,即保護(hù)地線(PE線),區(qū)別于零線,作保護(hù)用。地線的接地點(diǎn)可以與零線一樣,直接從變壓器中性點(diǎn)引出,也可以單獨(dú)接地,甚至可以重復(fù)接地。
當(dāng)?shù)鼐€的接地點(diǎn)直接從變壓器中性點(diǎn)引出時(shí),它甚至可以和零線共用,即零線亦是地線,這也就是我們常說的TN-C系統(tǒng),如下圖1-5所示。但要注意的一點(diǎn)是,此時(shí)的零線是指總零線,而不是應(yīng)用于單相回路的分接零線。
圖1-5
地線的一端直接接地,另一端一般接在設(shè)備的金屬外殼上,或者接在可能產(chǎn)生對地電壓造成觸電事故的金屬物上,如電機(jī)外殼、配電柜柜體等,將金屬外殼的電位“鎖死”在0V,或者將漏電電流直接引流到大地。
例如電動機(jī)外殼一般為金屬,當(dāng)內(nèi)部繞組因絕緣損壞或其他原因,導(dǎo)致金屬外殼產(chǎn)生對地電壓,若此時(shí)有人觸碰到外殼,外殼就會通過人對大地放電,是人員造成觸電事故。若電機(jī)外殼接地,那么,即使外殼帶電,也可直接通過地線導(dǎo)入大地,避免了人為的觸電事故。
綜上,零線和地線的區(qū)別可以概括為以下內(nèi)容:
從接線原理上而言,零線一端接地,另一端接設(shè)備的導(dǎo)電部分,正常工作時(shí)有電流流過;而地線一端接地,另一端接設(shè)備金屬外殼,正常工作時(shí)沒有電壓與電流。
從導(dǎo)線線徑上而言,零線線徑一般比地線大,在單相回路中與火線線徑一致,在三相回路中可以小于相線。
從導(dǎo)線顏色上而言,零線一般采用藍(lán)色,而地線采用黃綠雙色。
從接地性質(zhì)上而言,零線的接地是為了保證電力系統(tǒng)的正常工作,所以稱為工作接地,而地線的接地是為了保護(hù)人身安全,所以稱為保護(hù)接地。
知道了零線和地線后,我們回顧前文的問題:零線和地線是否可以互相替代?
舉一個(gè)簡單的例子,在一些小區(qū)的高層樓宇,地線的接地很多是直接接在鋼筋上,若某戶將地線當(dāng)零線用,那么地線就會流過負(fù)載電流,并通過接地點(diǎn)(鋼筋)導(dǎo)向大地,而一棟樓內(nèi)部的鋼筋是相互連通,這就會造成樓層內(nèi)部大面積帶電,其他戶的地線也可能會帶電,非常危險(xiǎn)!
總之,地線和零線絕對不能混用,一定要區(qū)分清楚,安全用電,不僅是對自身安全的負(fù)責(zé),也是對他人安全的負(fù)責(zé)!
(技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng),作者:楊思慧,未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,違者必究)
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