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零线为什么不带电为什么能形成闭合回路

时间:2020-10-18 07:27 来源:未知

在我国配电过程中一般用到的是三相四线制,分别是三根火线和一根零线;所用的接地方法一般有三种接地方法,一种是IT接地方法、另一种TT接地方法,还有一种就是TN接地方法,下面我们来谈谈关于零线和接地线的一些事情。

TN接地的方式
我们知道,有的朋友可能对IT接地、TT接地和TN接地这三种方法有不清楚的地方,下面我们根据IEC60364国际标准,来说说这三种接地方法,我们先说第一个字母T和I,第一个字母T表示直接接地,第一个字母I表示带电部分与地进行隔离,或者用一个大电阻再接地。然后我们再看第二个字母T和N,这个T是指与地直接连接,N表示电源的接地点直接连接。这说明从变压器的中性点到电气设备就有了从T到T、从T到N和从I到T的三种关系了。

1、TN接地方式

我先从使用最为普遍的一种接地方法TN接地方式说起吧,对于TN这种接地,它可以分成TN-C、TN-S、TN-C-S这三种接地方法,比如以下图TN-C的接地方法来看,这种接地方法就是把工作零线N与保护接地线PE作为一根线来用的,我们从下面的TN线路图可以看到,如果把地线当作零线用一根线来用的话,它在运行中会存在着很大的不安全因素和电气火灾的风险。为什么会这样说呢?这是因为我们的负载有时候不可能会做到百分之百的对称,如果负载不平衡的话,这个PEN线就会有电流流过,它会通过这个线与电气设备的金属框架、金属外壳等带上一定的电压。更要命的是当这些设备遇到短路事故时,这时线路的损耗就会非常大,当设备周围有可燃气体或物质时就会有爆炸或火灾危险,所以在这样的场合下一定不要用TN这种接地方法,这也是我们一般不用把地线做零线的原因吧。


2、TN-S的接地方法

TN-S这种接地方法是目前我们使用最多的一种,按国家电气安全规定,如果电路内所用的铜电线它的截面积要小于或等于10平方毫米的话,那么接地方法只能用TN-S的方法,也就是工作地线N和保护地线PE要分开走线,不能够把地线作为零线来用,也就是说在这种情况下,工作地线N和保护地线PE一定要分开走线的。特别是在我们家庭照明电路中或者工厂线路中大部分使用的都是这种接地方法,我们知道,尤其是在家庭电路中所用的铜电线截面积一般都是1.5平方毫米、2.5平方毫米、4平方毫米和6平方毫米的规格,都超不过10平方毫米,因此必须把地线PE和零线N分开布线。


3、TN-C-S接地方法

这种接地的第三种接地方法是TN-C-S接地方法,从图中可以看到,在线路的前部分用保护地线PE和工作地线N 是共用的,我们称为PEN线。到了线路的后面就把保护线PE和工作地线N分开了,我们要记住的是,一但把这两根线分开后,就不能在共用了。其示意图如下图所示。


TT接地方法
对于TT接地方法从图中可以看到它是从电源中点直接接地,我们叫它是工作接地,在设备的金属外壳是用黄绿双色保护线进行保护接地,这种接地方法的好处是当电气设备发生故障时会立刻断电,不需要专业的电气人员就可以维修恢复。这种接地的方法一般用在公共建筑场合。

这种线路当正常运行时保护线PE是没有电流的,设备的接地是各自独立,没有电磁联系,主要用在对电压比较敏感的设备中。另外我们从图中可以看到,它的接地线就在设备的附近,因此保护线PE断线可能性不高,即使断了也能容易发现。我们从使用的经验可以知道,这种接地方法一般也用在接地保护分散的地方。

IT接地方法
这种接地方法一般工作零线N不接地或者用一个大的电阻再接地,它的保护PE线直接接地。从图中可以看到这种接地方式供电的可持续性非常高,能够有效地保护设备和应对火灾的发生,其原理示意图如下图所示。

由此可见,这个问题的提出主要是对我国低压电路中接地方法不清楚,同时对零线和地线概念不清楚造成的。我们知道在三相五线制输电和配电线路中,有三根火线,它们分别称为L1、L2和L3;一根工作零线N和一根PE接地线。在这些线中它们所担任的作用是不一样的,三根火线一般是给三相对称负载提供电能的通道,比如三相异步电动机就是一个比较典型的三相负载,另外还有三相变压器等。在这五根线中的N线就是零线,它的作用是非常重要,它在单相220V电路中主要起到组成回路的作用,比如我们家里所用的各种家用电器,它都是要由火线L1或L2或L3中的任何一根火线就可以构成220V的电压回路。由此可见我们所使用的220V电压的家用电器必须由火线再通过零线形成闭合回路,这是它们能工作的必要条件。

另外我们知道,有很多家用电器的外壳是金属的,比如电冰箱、空调、微波炉、抽油烟机等,当这些家用电器由于某种原因造成漏电故障时,这时候地线PE保护线就要出场了,我们知道这个PE线是与家用电器的金属外壳连接的,当家用电器没有漏电故障时,它是没有电的。一但电器有漏电故障了,这个电器的金属外壳就会与火线形成一个比较大的短路电流,这个短路电流会使家里的漏电保护器因漏电电流过大造成跳闸,这样就切断了电源,能够消除人们触电的危险,因此这根线类似“养兵千日,用兵一时”的感觉,我们平时用不到它,关键时候能派上用场。从以上它们各自承担的作用可以知道,零线和地线在家庭用电和电力输送及配电过程中它们的作用是不一样的,所以在为了安全用电,零线和接地线必须要各自走线,不能为了省线把安全放在一边了。

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