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一文搞懂相线、中性线、火线、零线的区别和联系

发布于:2020-09-21 13:39:21 来自:电气工程/供配电技术 [复制转发]


来源:建筑安全技术、南通二建苏州分公司

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在任何一个电路中,电路不工作时,线上有电压(俗称带电)的线,叫做相线,线上无电压的线,叫做中性线。
在单相电路中,为了更形象、更好理解,为相线和中性线又分别起了两个别名,叫做火线和零线。因此,相线=火线,零线=中性线。

相线很好理解,发电厂出来,电能输出,就是靠相线。在三相电路中,三根相线彼此之间的夹角为120°,三根相线彼此之间的电压为380V。它们有一个共同的交点,这个交点叫做“中性点”。中性点与任一相线之间的电压为220V(三角函数计算得出)。由中性点引出的线,就叫做“中性线”。
因此,额定电压为380V的电器,使用三根相线;额定电压为220V的电器,使用一根相线。
这里就出现了一个问题,电路需要形成一个完整的环,才能正常使用。因此,在只使用一根相线的单相电路中,必须要有零线才能够正常工作。而使用三根相线的三相电路中,不需要使用零线,也能使电器正常工作(三相电路中的零线,通常是保护接零)。
此时则会出现一个疑问——既然两个相线之间的电压就是380V,那为什么还要同时使用三根相线呢?
这是因为,两根相线只有在二者之间的夹角为120°时,电压才是380V。而如果这两根相线之间的夹角发生了变化,电压就会随之改变。而如果使用了三根相线, 它们之间的结构就要稳定得多(三角形的稳定性)。

因此,虽然两根相线也能够使额定电压为380V的电器正常工作,但通常不会这样使用。


中性线和地线都需要接地
中性线(零线)接地,这一说法事实上是错误的。准确的说法应该是中性点接地。



接地的方式
无论是中性点还是地线,它们的接地方式都是相同的。
接地方式有很多种,最常见的是用扁钢焊接成一个“工”字型,埋入1m深的坑内。再向坑内撒入盐水,然后在坑内的扁钢上焊接一根垂直的扁钢,伸出地面。这根扁钢与地线或中性点连接,完成接地。

零线和地线的区别
既然二者都需要接地,那它们之间有什么区别呢?
地线的结构是比较简单的,一端连接接地装置,另一端连接用户。它的作用比较单一,就是为了防止用电器的外壳带电。用电器一旦发生漏电,外壳上的电流,会通过地线流向大地,从而减少对人体的伤害。
而中性线属于工作线路,电流可以通过中性线,直接回到电厂。同时,还有以下作用。


中性点接地的作用
一旦发生相线接地(漏电后与大地接触等事故),由于中性线与大地连接,就会产生较大短路电流,促使保护装置(熔断器、断路器等)迅速切断电路,避免更严重事故产生。
同时,中性点接地后,可以保证中性线上的电位与大地相同,将中性点锁定为零电位。这样就会避免发生中性点偏移,改变相线间的夹角,造成三相电压不平衡。

全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • 风平浪静02

    再普及一下“大地绝对零电位”概念:

    第一,参考电位是一个相对值,没有什么绝对零电位。

    第二,从宏观上分析,地球是一个导体。进出地球电荷的和为零。所以,有流进大地的电流,一定有流出大地的电流,同一时间进出电流和为零。因为研究地球电离层和航天器需要,世界上以大地作为统一的参考点,大地零电位还是需要的。

    第三,变压器中性点对地电压一定是220V,不接地有可能是380V,这对于低压配电系统运行来说,根本没有关系。即使不能钳制在220V。220V和380V对于用电安全也没有本质的区别。对于安全用电来说,接地比不接地更危险。因为低压配电系统对地分布电容很小,在这个回路中的电流不至于伤害人身。如果接地,接地电流是通过接地构成回路,回路阻抗较小电流就大,对人身的伤害是很大的。再说,电气外露可导电部分接地,也不存在引入大地绝对零电位概念。防间接接触的目的主要是限制危及人身的电流通过人体。负荷侧接地原理是,因为人在地上活动,可能电流会经过人体→大地→电源构成回路(变压器中性点接地回路阻抗小,不接地回路阻抗很大),如果能用导线替代人通过电流,则通过人体电流就会减少,这就是法拉第笼子原理。

    参考下图;

    接地21副本 (1).jpg

    那么起这个法拉第笼子作用的是导线,而不是大地。离开接地极一定距离,短接人体的导线电阻就会增大,法拉第笼子效应就会减小或者失效。中性线对地电压 U=RB×Id 也不是零电位。所以,在这个层面上大地并不是零电位,这个大地零电位对人身安全也毫无意义。

    总上述分析,“引入大地绝对零电位。”是没有科学根据的。

    2020-09-24 17:48:24

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  • 风平浪静02

    普及一下电工基础知识;

    关于三相交流电的中性点位移:

    三相交流电系统,可以等效成如下原理;

    原理图123.jpg

    可以用两点间电位公式求得: UNn=ΣEG/G;E 为电源电压,我们暂且认为电源电压是对称的,G=1/R 为负载电导,Ga=Gb=Gc,Gn=0 ,(中性线断开);

    UNn=ΣEG/G=( EaGa EbGb EcGc )/Ga Gb Gc 0

                        =G (Ea Eb Ec )/3G ;

    ∵ 三相电源对称,Ea Eb Ec=0,  ∴ UNn=0;中性点电位没有位移。

    如果负荷不对称, Ga=Gb,Gc=2Ga,则

    UNn=( EaGa EbGa Ec×2Ga )/Ga Ga 2Ga 0

                        =Ga(Ea Eb 2Ec )/4Ga

                       =Ga(-Ec 2Ec )/4Ga

                        =(1/4)Ec ;        中性点位移电压就是(1/4)Ec 。

    如果把中性线连上,而且忽略中性线电阻,Rn=0,  Gn=∞ ;

    UNn=( EaGa EbGa Ec×2Ga )/Ga Ga 2Ga ∞

                        =Ga(Ea Eb 2Ec )/∞ ;        因为分母无穷大,分数等于0 。

                        UNn=0 ;        说明只要保证中性线电阻尽可能地小,就能限制中性点位移电压。与变压器中性点接地毫无干系。中性点接地是不可能避免中性点偏移电压的。希望不要再去传播,中性点接地可以避免中性点电压位移了,这是没有根据的。

    yd-1101.jpg

    三相交流电三个线电压构成一个等边三角形,中性点可以在等边三角形内任意移动,不会影响线电压的大小。相与相之间角度变化,是相电压幅值引起的,不会引起线电压变化,线电压之间的初相位120°也不会变化。线电压变化与中性点位移无关,不再这里遨述。

    采用两相380V用电,那是太多了。比如,380V电焊机、热水器、空调等等。电力牵引机车,都是接在两相之间负荷轮流工作的。以后单相变压器也是接在两相之间的负荷。

    千万不要搞一点接地,把PE引向用户,这个不是 TT 系统。因为超过一定距离人就不站在PE导线上了,站在4欧姆接地电阻下面,刚好站在变压器接地电阻和保护接地电阻中间,得到110V分压。人体电阻与接地电阻并联,4:2000,如果接地电流有15A以上,人就危险了。

    也不是中性线需要接地,而是变压器中性点需要接地,连累中性线接地了。主次不能颠倒的,否则就会混乱。比如,现时保护导体(PE)不是与变压器中性点连接,而是与中性点接地的接地体连接,导致中性点接地引下线通过故障电流。这样既降低保护的灵敏度,也给变压器中性点接地构成不利因素。

    如果变压器中性点不接地,不要说碰触中性线没问题,就是碰触相线也是安全的。



    2020-09-22 12:24:22

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这个家伙什么也没有留下。。。

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