交流電沒有正負(fù),為什么火線電人而零線不電?
看交流電的波形圖:
圖1的左上圖中我們看到電路上方的電流方向是從左至右,而在左下圖中我們看到電路上方的電流方向是從右至左。再看圖1的右圖,我們看到交流電按一定的周期其電壓和電流取正值和負(fù)值。這就告訴我們,交流電的大小和方向隨著時間周期性地變化。
我們注意看圖1的左上圖和左下圖,這兩張圖有一個關(guān)鍵區(qū)別,就是下圖的變壓器副邊繞組下側(cè)直接接大地,于是下方標(biāo)注了N的線其電位為大地的零電位。由于我們?nèi)耸钦玖⒃诖蟮厣系?,因此我們腳下的地電位與這條接了大地的零電位導(dǎo)線等電位,當(dāng)我們觸摸到這條線時,就不會感覺其帶電。反之,若我們觸摸上部的線,它的電壓是220V,我們會被狠狠地電擊。
可見,這里的關(guān)鍵點就是導(dǎo)線接大地以獲取大地的零電位后,這條導(dǎo)線的電位為零。
我們再看下圖:
圖2:國家標(biāo)準(zhǔn)中定義的TN-C接地系統(tǒng)
圖2是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16895.1-2008《低壓電氣裝置 第1部分:范圍、目的和基本原則方式》定義的TN-C接地系統(tǒng)。
圖2中的左上方,是電力變壓器的三相繞組,它們的公共點叫做中性點,我們看到中性點直接接地,使得中性點的電位為大地的零電位。這種做法用T表示。
正因為中性點直接接地,故從中性點引出的中性線N具有大地的零電位。也因此,這條中性線N用PEN來表示,它的準(zhǔn)確名稱是保護(hù)中性線,俗稱就是零線。相應(yīng)地,上方的三條相線被稱為火線。
在國家標(biāo)準(zhǔn)中,把用電設(shè)備的保護(hù)線來自電網(wǎng),用TN表示。而這條保護(hù)線既是中性線又具有大地的零電位,國家標(biāo)準(zhǔn)中把這種接地形式叫做TN-C接地系統(tǒng)。
我們再看圖2右下側(cè),我們看到用電設(shè)備的外殼直接接零線。當(dāng)人觸及用電設(shè)備的金屬外殼時,我們不會被電擊。
這就是火線帶電而零線不帶電的原因。
TN-C接地系統(tǒng)好不好呢?答案是否定的。因為零線一旦斷裂,其后部因為三相不平衡原因會發(fā)生電位的零點漂移最高可達(dá)相電壓,則人觸摸到斷裂點后部的電器,就會被電擊。為此,國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16895.1-2008又推出了一套系統(tǒng),叫做TN-C-S接地系統(tǒng),如下:
注意看圖3,我們看到零線在入戶前重復(fù)接地然后分開為中性線N和地線PE,用電電器的外殼直接接地線PE,而中性線N和三條相線(此時不叫做火線)一同進(jìn)入用電設(shè)備的電源輸入端。如此一來,即使中性線斷裂,或者前方的零線斷裂,用電設(shè)備的外殼始終是大地的零電位。
在我們的日常中,單相交流電有相線L、中性線N和地線PE,直接使用火線和零線是非常稀罕的。我估計,題主可能把中性線N當(dāng)成零線了吧。
我們再看下圖:
圖4我用了不計其數(shù)次了。在這里,居家配電系統(tǒng)根本就沒有零線,零線在戶外電度表箱處,我們是接觸不到的