为什么主电源的中性线接地?

电器工程 电源 地球 接地
2022-01-08 02:14:34

我爸爸是一名电工,我自己是一名电子设计工程师,直到今天他仍然无法给我一个很好的理由。

考虑以下两个图片/情况 - 两者都是相同的情况,但第二个中性线没有接地。为糟糕的图表道歉,但想象一下他们将叉子插入烤面包机/等的插头/刀中。为了触摸活跃。

在此处输入图像描述

在第一张照片中,这个人触电了。经典案例。这是因为人的手和脚下的大地之间存在 240VAC 的差异。这里要注意的关键是,引起震动的是 240VAC 的差异。

在第二张图片中,该人再次触摸有源线 - 但是,由于地线未连接到中性线,因此无法保证 240VAC 差异。没有。就像只将电池的一端连接到灯上一样,这种情况没有闭合电路。因此,受到电击的唯一方法是一个人同时保持活跃和中立 - 如果你以某种方式这样做,你将不得不试图自杀(即我的观点是,大多数电击是由活跃引起的-> 接地电位,未激活 -> 中性线 -并且,将中性线接地无助于防止激活 -> 中性电位冲击)。

是的,地球可能是浮动的,并且可能是关于活跃的“任何”潜力,并且在发电站、变压器插座和我们房子外面用接地桩将它连接到中性线是很好的,所以“我们知道”它的潜力是什么在。但是您可以提出这样的论点,即任何隔离电源都可能产生一些危险的潜力。所以我不认为这是一个可靠的论点,也是唯一的原因。最重要的是,隔离变压器/电源有时仅用于防止电击 - 那么我们为什么不将整个地球与电网隔离呢?哈哈。

显然,如果中性线没有接地,则不再需要接地机箱 - 因为如果由于某种原因设备带电(即与情况 2 相同),触摸金属外壳不会有危险。

TL;DR:是我们将大地连接到中性线的唯一原因,以便我们知道我们下方的地面相对于活动是 0V 吗?还是有其他原因?

4个回答

将中性线接地有四个原因。

1.中性点接地为所有插入电力系统的东西提供了一个通用参考。这使得设备之间的连接安全(r)。

2.如果没有接地,静电会累积到开关设备中会出现电弧的程度,从而导致传输功率的显着损失、过热、火灾等。

3.对于浮动系统,内部系统和相邻系统之间可能会通过接地路径短路,如下所示。在你的房子里打开灯也会导致你邻居房子里的灯亮起来。这种特性是高度不可预测的。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

4.最后,通过为接地提供一条到中性线的返回路径,设备接地机箱的短路会在保险丝或断路器响应方面产生可预测的结果。这为用户提供了大量的抢先保护。

总之

在一个简单的模型中,似乎不将接地连接到中性线会更安全。然而,实际上,在分布式电力系统中并不能保证这一点,因为您无法知道是否有其他路径通过不同的路线返回变压器。也就是说,在上述第 3 点中,您可能面临触电的危险,就像您的中性线接地一样。

最后,将地面连接到中性线的其他好处超过了一个可能但不可靠的隔离好处。


注意: 从第 4 点开始,您需要考虑中性点接地连接的方式发生了范式转变。不要认为中性线连接到地,而是考虑将地连接到中性线以允许从短路到地的电流返回到变压器。

你说的是一个孤立的系统我在这里有一篇关于它的扩展论文在一个隔离系统中,“第一个接地故障是自由的”(并成为中性接地键)。这就是你正在推广的想法。

问题是第二个。除非您有维护人员积极进行隔离测试并追查并消除第一个接地故障,否则它将默默地失败,未被发现,并等待所以你又回到了同样的困境,只是现在,你不知道今天是热的还是中性的对你来说是致命的。

还有一个谬误是你发现了一个你的想法更好的用例,但你没有考虑所有其他用例。NFPA 这样做了,并且平衡地考虑了它们,并制定了可以挽救最多生命和房屋的最佳实践。这实际上是他们的工作,作为国家防火协会。

此外,除非您拥有自己的变压器,否则隔离系统也无法工作,因为整个系统必须进行共同维护,这样您才能确保它保持隔离状态。我有幸拥有自己的变压器。我偶然将它作为“隔离系统”运行(中性点接地故障)。“第一次接地故障”确实无声无息地失败了,让我措手不及。我在给电路断电并将电线从插座上拔下后发现了这一点。为了确保电路关闭,我向大地闪过热,这重新点亮了电路!什么???结果是在一个不相关的电路上,热故障接地。系统中各处的中性线接地为 120V即使在被关闭的电路上!这太糟糕了,而且只是在没有得到有效维护的孤立系统上发生的那种胡说八道。沉默失败是不好的。

我会这样说:这是对之前工作的一个很好的验证测试,这是对一个几十个严重缺陷的站点的完全重新布线。

IT 网络上,插座上的两条线路都通电,GFCI不会在单一故障上工作。
这在一些高连续性系统(例如:手术室)中具有好处,单个故障并不能关闭一切。
但是您需要使用绝缘监测来主动监测单个故障。

相反,我们将中性点接地,这样即使发生单一故障,保护机制也能正常工作。我们称之为TT 网络

它与触摸安全无关。SELV(安全特低电压 42V)适用于潮湿区域和触摸安全。

正如尼尔所指出的那样,大局是你是一个大电网的一部分,如果它没有在某个地方接地,整个该死的东西会浮得很高——可能达到闪电伏特。

当您拥有本地未连接的太阳能系统时,您的第二个问题“将它漂浮起来不是更安全”,这将成为一个非常有趣的问题。电气法规(此处)要求您将 N 接地,但实际上,这只会使其更不安全。

这是一个我们(安装太阳能)在没有很好结论的情况下争论过的话题。