【电气学院】零线不带电,为什么还要拉一条地线?

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零线并非不带电,只是在三条相线电流平衡时候,流过零线的电流矢量和为零而已。实际上工厂的里边很多场合用电,往往只用了三条相线,比如一些三相异步电机,并没有另外接零线,而是直接外壳接地,的确是用大地来替代零线了,但是民用电是不允许这样使用的,主要是太危险了。 零线地线本一家 在电厂那边,发电机是三相的,输出三组相差120度的交流电压,发电机是星形接法,所以会有中性点,理论上如果这三相电压和负载绝对平衡,三条相线完全可以轮流成为工作回来,让负载进行正常用电工作。但是这个世界上没有绝对一致的东西,所以三条相线之间肯定会有电流不平衡,引起把中性点利用起来,从中点引出来的线是中性线,把这条中性线引到负载那边去,让不平衡的电流通过这条中性线流回来,避免三相不平衡烧掉发电系统,供电装置和用电负载已经用电线路。

零线并非不带电,只是在三条相线电流平衡时候,流过零线的电流矢量和为零而已。实际上工厂的里边很多场合用电,往往只用了三条相线,比如一些三相异步电机,并没有另外接零线,而是直接外壳接地,的确是用大地来替代零线了,但是民用电是不允许这样使用的,主要是太危险了。


零线地线本一家


在电厂那边,发电机是三相的,输出三组相差120度的交流电压,发电机是星形接法,所以会有中性点,理论上如果这三相电压和负载绝对平衡,三条相线完全可以轮流成为工作回来,让负载进行正常用电工作。但是这个世界上没有绝对一致的东西,所以三条相线之间肯定会有电流不平衡,引起把中性点利用起来,从中点引出来的线是中性线,把这条中性线引到负载那边去,让不平衡的电流通过这条中性线流回来,避免三相不平衡烧掉发电系统,供电装置和用电负载已经用电线路。




这条中性线,一般要发电厂那边接入大地中,主要是考虑到发电机和变压器之类的,都是固定在大地上的,如果不接地,万一一条相线碰地了,而漏电流不大,发电设备依然正常运行,这样人是站在大地上的,如果有人触摸到发电或者用电设备,将会形成回路电到人了。接地了以后,在变压器变电过程中,也可以避免相电压超过某个范围值从而烧掉设备。另外还可以避免雷击和静电问题引起的设备绝缘击穿,适当时候自动释放电荷到大地里边去。


中性线在发电厂这边接地后,还从中性线本身单独引出了一条N线和一条PE线,这条N线就是我们常说的零线,用来引导不平衡的相电流作用,所以零线是参加工作的,零线是不能再次接入大地的。而PE线纯粹是为了考虑安全保护作用的,地线PE可以反复在一些地方接入大地里边去,这样让它看起来更加牢靠一点。这种接法,就是TN-S供电系统,也是给我们民用供电的三相五线制,三条相线,一条零线N和一条地线PE。




为什么要把零线和地线分开来给居民供电呢,主要是可以安装漏电保护之类的装置,而漏电保护可以用来保护用电人的生命安全和设备安全。漏电保护装置是利用零线和火(相)线电流矢量和为零来判断是否有人触电或者设备漏电的,也就是火线流入的电流要等于零线流出的电流才是正常的用电状态。比如有人碰到火线了,火线会从人体流过一部分电流,进入大地,然后回到了发电厂的中性点形成回路,这样火线和零线的电流矢量和不再为零,所以漏电保护会跳闸,从而保护了人的生命安全。如果把零线也接地了,或者使用大地来做零线,漏电保护装置将无法正常工作,也就无法保护到人身安全了。所以TN-S(或者TN-C-S)是不能把零线接地的,否则三相五线制将无法正常供电,也失去了安全设计的意义。




还有一种供电系统,就TN-C系统,三相四线制,零线和地线是一条线,这种一般使用在工厂用电场合,这样零线和地线合并了,成本的确是下降了不少。如上边所说的,工厂很多三相用电负载,往往都不拉零线到负载这边,而只是让负载接大地,这样是可以省了不少钱。但是工厂里边用电的,往往都是经过培训后的电工,比如作业时候他们都要穿电工鞋,往往都是两个人以上的人一起作业,碰上危险也可以互相照应。
实际上工厂使用三相四线制,不仅仅是出于省线省钱的考虑,而是考虑到很多用电负载谐波非常高,漏电流非常大,根本没有办法安装民用那种漏电保护装置,比如变频器使用了漏电保护,会整天跳闸,无法正常工作。


使用大地直接全程替代零线地线不可取


一般中性线或者PE线接入大地,都是通过一些金属棒之类的东西,打入到大地里边一定距离,在附近埋藏一些盐类来促进导电性能,往往要求接地电阻要小于4欧姆,看起来也是比较小的,实际上是比较大的,比如如果漏电流达到了10安,就有40伏的压降了,已经高于人体的安全电压了,而且接地实施起来不太好操作。
大地虽然是良性导体,但是不同地方差异比较大,比如潮湿的地方电阻肯定非常小,而干燥的地方会比较大,含盐多的地区肯定比少盐的地区容易导电。差异太大,这样制作标准就非常困难了,稍微控制不好,就会出大的安全事故,如果利用大地来做工作零线,这样在实际中几乎是无法执行下去的。


上边已经分析到了,在TN-S系统里边,零线是禁止再次接地的。而TN-C系统,理论上虽然可以使用大地来替代零线,除了上边说到的安全和不好执行外,还有一个问题,就是你省掉了这条零线,不见得就省钱。比如一个工厂里边,你要在厂区内埋很多条地钉,越多接触大地越好,接地电阻越小才可以保证安全,然后通过粗导线给各个车间设备来分布使用,因为担心接触不良,需要很多个焊接点,这样实施起来,每个地方都这么麻烦,恐怕花的钱比省下的这条零线还要多。

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  • dqzdhyl
    dqzdhyl 2019年06月05日 08:16:13 2楼
    学习学习、。。。。。。。。。。。。。。
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  • 风平浪静02
    风平浪静02 2019年06月06日 10:11:38 5楼

    比如一些三相异步电机,并没有另外接零线,而是直接外壳接地,“  这是 TT系统型式。

    ” 的确是用大地来替代零线了,但是民用电是不允许这样使用的,”  没有的事。TT系统也没有以PE代替零线,因为它们不相连。TN系统,PE 除了流过故障电流,是不流过零线电流的。


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  • 风平浪静02
    风平浪静02 2019年06月06日 10:17:53 6楼
    电厂高压发电机是不引出中性线的,更不会采用中性线直接接地方式。低压发电机引出中性线,但是那个接地是为了防止高压电进入低压系统的。升压以后,高压系统也没有中性线,也没有中性线接地。所以,开篇的奇谈怪论都不存在。
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  • 风平浪静02
    风平浪静02 2019年06月06日 10:33:34 7楼
    如上边所说的,工厂很多三相用电负载,往往都不拉零线到负载这边,而只是让负载接大地,这样是可以省了不少钱。但是工厂里边用电的,往往都是经过培训后的电工,比如作业时候他们都要穿电工鞋,往往都是两个人以上的人一起作业,碰上危险也可以互相照应。“ 荒谬的很,根本没有的事。任何工厂都不会以大地作为零线的。经过培训更不会,穿电工鞋也不行,多人一起作业也不行。因为这违反规章制度。
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  • yvhezhang
    yvhezhang 2019年06月06日 14:48:12 8楼
    说的是有些该讨论的地方。
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  • hugehead2
    hugehead2 2019年06月06日 19:20:12 9楼
    感觉电气不少理论还是缺少定量的理论分析,所以理解起来有点困难
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  • 风平浪静02
    风平浪静02 2019年06月08日 10:13:08 11楼

    起码的定性都不正确,哪里还谈定量分析。

    看看哪一家有以大地作为零线的,看看有哪一家 “ 系统接地 ” 型式是为了防止 “ 断零 ” 的。

    一会儿说发电厂那边中性点是直接接地的,是为了替代零线,一会儿又说 “ 使用大地直接全程替代零线地线不可取 ” 。不知道怎么自圆其说。现在 110千伏以上电力系统中性点都是接地的,是不是替代零线?是不是不可取?



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  • dongdong923
    dongdong923 2019年06月10日 11:12:20 14楼
    感觉电气不少理论还是缺少定量的理论分析,所以理解起来有点困难!!!!!!!!
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  • tomatoeren
    tomatoeren 2019年06月10日 14:37:08 16楼
    电气工程中接地是一个狠重要的内容,设计师必须掌握好。
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  • lazhang7
    lazhang7 2019年06月14日 10:51:39 21楼
    是否接地应安全、经济等因素综合考量,贴子当中的观点只适用于400V以下系统,对于10KV以上电力系统需另外考虑是否中心点接地。
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