零线和地线到底是不是通的?
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零线和地线到底是不是通的?
答:要回答这种问题得首先搞清楚什么是零线?什么是地线?
因为在三相四线制(TT制)供电系统线路中,零线是从变压器中性点引出的一根导线,并且已经通过变压器旁边的预埋接地网接地,所以在整个供电线路中,零线和大地的电位是相等,或者只有很小的电位差。而相线(火线)对地的电压就是相电压。
地线是电器设备最近的接地的导线,三相四线制供电线路中只有零线,用户需要地线则需要在潮湿的地面用金属往下深埋,达到接地保护装置的规定的小于等于4Ω即可作为地线使用。
地线的主要作用是保护人体安全,让其他种种原因造成的电器设备绝缘损坏而产生漏电,经过地线流入大地。
三相五线制交流供电系统,在电力系统中俗称TN-S系统,见下图所示
从总配电箱的分配电开关,分别引出黄、绿、红(A, B, C)三相线,淡蓝色工作零线,从工作零接线端引出,黄绿双色PE保护零线。
电力系统中性点直接接地,中性点与保护线是分开的,就这一点来说,零线和地线是相通的,除去零线和地线的电阻值,它们两者之间非常小,但其作用完全不一样,零线是单相交流220V的回路,而地线仅仅只是将电器设备由于其他原因导致的绝缘损坏后的漏电电流通过线路流向大地。
三相五线制供电线路中三根相线A、B、C,一根中性线N和一根保护接地线PE,仅电力系统一点接地,用电设备的外露可导电部分分接到PE线上。这种系统安全可靠,多用于环境比较差的场所及高压用户在低压电网中采用保护接零的系统中。
在这种系统中,自电源处将保护线PE和中性线N分开设置,且分开后也不容许再次相接。中性线N仅作为单相用电设备的回路。当电力系统正常工作时,PE线上不出现电流,因此用电设备的外露可导电部分也不出现对地电压,发生事故时容易切断电源,比较安全。
知足常乐2022.6.8日于上海
┰ℋ零线和地线到底是不是通的?
理论上应该是相通的,但是有时候也是不相通的,因为很多时候,理论和实际还是有出入的。
家庭用电的电源,进入各家入户总箱是3根线,一根火线,一根零线,还有一根是保护地线。在这3根线中,火线和零线通过家用电器形成220伏的工作回路,而保护地线,则接在家用电器的金属外壳上,用于万一在电器发生漏电时,将电流泄入大地,保护使用者的安全。
什么是零线?
我们家里的220伏的电压,是通过10千伏配电系统,经过变压器降压出来的380伏三相电,变压器低压绕组有一个中性点,从这个中性点接出来的一根线,并在变压器附近接地,这就是零线。
就是说,变压器的低压侧一共出来4根线,这4根线,除了已经接地的零线,另外3根线都是火线,也叫做相线。它们是A、B、C三相线,分别用黄、绿、红三种颜色来表示。A、B、C 3根线相互之间的电压是380伏,叫做“线电压”,每一根相线与零线之间都是220伏,叫做“相电压”。
在城市低压配电线路上,我们可以看到电杆上有4根导线,这4根导线,就是A、B、C三相线和1根零线。
其实,这4根导线都是同时进入我们居住的大楼内,只不过在进入每家每户的时候分开了,只有3根相线中的其中1根相线和零线进入家庭,因此我们的家里就有了220伏的电压。
什么是保护地线?
那为什么我们的家庭入户总箱的进线是3根呢?这“多”出来的1根线,就是我们所说的保护地线。
这根保护地线,是大楼施工的时候,工人在大楼的附近,或者地下埋设的金属扁带或者圆钢等接地体,然后通过大楼的钢筋网,或者是专用通道进入每个家庭。这就是为什么家庭入户总箱是进来3根线的原因。
这3根线,在装修的时候,电工布线时,每个插座都要接上,按照左零右火上地的原则安装在插座上。但是灯具,不需要保护地线,所以灯具的接线盒里只有一火一零两根线。
保护地下与零线相不相通呢?
前面说过,零线是变压器的中性点,要在变压器附近做可靠接地,保护地线,则是在大楼附近做可靠接地,而大地,理论上又是一个导体,因此,正常情况下,绝大部分保护地线与零线是相通的。
但是,由于大地的地质情况不同,有些地方土质很差,土壤的电阻率非常大,这种情况,保护地线的埋设位置与变压器中性点的埋设位置之间,就存在很大的电阻,如果这段距离的电阻值超过了10欧姆,就可以认为这两者不相通。
可能你会说,听说大楼的保护地线是测量合格的呀。是的,不管是变压器的中性点接地,还是大楼的保护地线接地,都必须要经过检测合格,既然地质情况非常不好,那还会合格吗?
会的,因为这个接地电阻是有一定范围要求的,一般来说,只要接地电阻不超过4欧姆,都可以认为合格。当然是越低越好。
如果经过检测,接地电阻超过了4Ω,就要采取降低土壤电阻率的措施。降低土壤电阻率的措施有换土,就是将埋设接地体的四周土壤换成导电系数低的腐殖土,或者是在接地体的周围,埋设木炭或者是盐等手段来降低接地体周围的土壤电阻率,或者是增加接地体的数量等。因此,采取了措施的接地电阻,都是合格的。
但是(又一个但是),接地体周围的土壤阻是降低了,两个接地体之间的电阻却还是很大,很多时候都超过了几十欧姆,这就实在没有办法了。只要是两个接地体各自的接地电阻合格,能起到保护作用就行了。如果在土壤电阻率极差的地区,要将所有的接地体之间点做到合格,一方面没有必要,另一方面成本也太大了。
在这种情况下,家庭的保护地线与零线,就可以认为是不相通的。
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零线是习惯叫法,实际上是中性线用N表示,地线的全称叫保护接地线用PE表示。零线和地线有的系统中是直通的,有的系统中经大地连通。
因此先要了解一下380/220V低压配电系统的不同接地方式。
虽然我们常见的三相四线低压配电系统,都能提供三相380V与单相220V交流电,但系统的接地方式有所不同,也就决定了地线来源的有所不同。
按照接地形式及引出线的不同,分为TT系统与TN系统,TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种系统。
1.TT系统
第一个T表示变压器中心点接地,第二个T表示设备外露可导电体(外壳)单独接地,如图
a、b、c是变压器3个低压线圈,首端引出3根火线L1、L2、L3,尾端接在一起组成中心点N,中心点接地并引出中性线N,中性点接地极的接地电阻要求不大于4Ω,由于中性点接地后与大地等电位,也就是中性点对地零电位,所以中性线N又称为零线。3根火线之间的电压都是380V,每根火线与零线之间的电压都是220V。
连接设备外壳的保护接地线PE,从独立的接地极引出,该接地极一般由用户自备,同一建筑物内的设备可共用一个接地极,接地电阻也要求不大于4Ω。
可见TT系统中的地线PE与零线N是不直接连通的,但它们可通过大地连通,由于PE线的接地电阻是4Ω(许多场合往往大于4Ω),N线的接地电阻也是4Ω,实际上PE线与N线之间有8Ω的接地电阻。如果万一设备漏电,有一相火线碰到外壳,漏电电流的通路是从火线→外壳→PE线→独立接地极→大地→中性点接地极→中性线→中性点。
火线对零线电压是220V,漏电通路的电阻是8Ω,那么漏电电流是
I=U/R=220÷8=27.5A
27.5A电流在大多数情况下,都无法使设备的电源开关(断路器)跳闸,将不能及时断开电源,在这种情况下设备外壳有110V对地电压,依然很危险。
为了在出现漏电情况时能及时断开电源,要求在TT系统中的各级开关都采用漏电断路器。
TT系统适合分散供电,因此农村及公用电网采用较多。
2.TN-C系统
T表示中性点接地,N表示设备外壳与中性点共用接地极,C表示合并,就是把保护接地线PE与中性线N合并,组合成保护接地中性线PEN,如图
连接设备外壳的保护接地线PE都接到了PEN线上,而PEN线既是地线也是零线。因此在TN-C系统中地线与零线是直接连通的。
这种系统让人们难于分辨那是地线那是零线?从而出现了下面这种连接方式如图。
这是把PE线就近接到了自己的零线上,有的甚至在三孔插座内,直接把N端与PE端连通,当把两根电源线分别接入火线零线时,想想看会出现什么情况?有可能该接零线的接到了火线上,结果造成设备外壳带有220V对地电压,极其危险。
该系统还有一大缺点是,当三相不平衡时,零线对地有电压,也就造成所有设备外壳对地有电压。
所以目前TN-C系统基本已被淘汰。
3.TN-S系统
TN与前述相同,S表示分开,就是把保护接地线PE与零线N分开各自独立,如图
由于地线PE与中性点N共用接地极,因此在TN-S系统中,地线PE与零线N在起始端或称电源端是连接在一起的,分别引出地线PE与零线N后,就不允许两者再连接。
TN-S系统消除了TN-C系统的一切缺点,大幅提高了安全性能,是目前采用最多的系统。
4.TN-C-S系统
这是把TN-C系统变成TN-S系统的方法,前半段是TN-C系统,在用户总配电箱内把PEN线分开,分别成为地线PE与零线N,并在此做重复接地,PE线与N线在此分开后不允许再连接。如图
这样在用户处就是TN-S系统了,因此在TN-C-S系统中,地线PE与零线N在总配电箱内是连通的,引出来后就不允许两者再连通。
TN系统当设备发生漏电时,会造成火线与PE线或PEN线短路,短路电流可使设备电源开关(断路器)跳闸,从而能及时断开电源。所以TN系统中不强制采用漏电断路器,只要把接地做好,就能保证安全。
◒↦零线和地线到底是不是通的?
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。对于零线和地线在低压电力系统中是非常重要的,它们在电路中起到了不同的作用,今天我们来聊聊关于低压线路中零线N和地线PE的一些问题。
低压线路中零线N和地线PE的作用
我们知道在低压线路中所说的零线是指工作零线,尤其是在三相四线制和三相五线制中,在单相用电设备中就需要一根火线和一根工作零线为单相用电设备提供220V的电压,这是零线的主要作用。接地PE线是把用电设备中的金属外壳与电网的零线进行可靠的连接,用来保护人身安全的一种安全措施。这两者的线追根溯源都是从电源变压器二次绕组中性点接过来的,只不过它们在连接的过程中所起的作用不一样罢了。
在我们工厂和家庭所用的配电线路中,大都采用三相四线制或者三相五线制。所采用的连接方式按照我们专业术语讲叫做TN接地方式。这个字母N它就表示了用电设备在正常情况下不带电的金属部分与电源变压器中性点是连接在一起的,因此我们说在TN接地方式中,零线和地线是通的。我记得在电工配电中有这样一句顺口溜:“TN系统优先选、工厂供电保安全。三种方式均可靠,PE和N要接牢。”因此只要是TN方式的接地方法,那么零线和地线都是相通的,只不过在配电过程中,零线在经过配电箱时,工作零线N会经过断路器,当检修电路时,停电会造成人为的隔离断点。
在实际线路中,有的场合需要对火灾防护有严格的要求或者对供电的可靠性有严格的要求,这时的零线N和地线PE就是相互独立,互相隔离开来了。比如在特定场所配电线路使用的TT接地线路和IT接地线路就是把零线N和接地保护线PE独立走线的,二者是不允许接在一起的,如下图所示。
因此零线和接地线到底是不是通的,这要看我们在配电线路中使用什么样的接地方式了,在绝大多数下,如果没有特殊要求我们优先选用TN接地方式中的TN-S接线方法,就是工作零线N和保护零线PE完全分开,它们的源头都来自电源变压器二次绕组的中性接地点,此时N线和PE线是通的。
以上就是我对这个问题的回答。欢迎朋友们留言、讨论。敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。
✴ℴ零线和地线到底是不是通的?
不一定,这要看是什么接地系统,TT系统和IT系统的设备接地线就是就近接地的,系统不提供独立的接地线,TN-S系统的保护地线是独立的,只有TN-C和TN-C-S系统零线和地线才是相通的,而TN-C系统还是零地共用(PEN),也就是人们常说的三相四线制,TN-C-S系统是部分零地共用,部分是零地分开的,也就是人们常说的三相五线制,在日常的使用中,TN-C-S用的最多,最典型的就是住宅的配电系统,进线是四条线,入户后就变成五条线了,变压器中性点接地又分出一条零线严格讲也属于TN-C-S系统。
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