为什么我们不使用中性线接地设备和接地线来闭合电路?

电器工程 电力工程 地球 中性的 接地
2022-01-06 08:42:17

我知道配电变压器的中性点连接到接地(接地)线,所以我认为它们是相同的。

我可以通过将中性线连接到外壳(盖子)来使用中性线来保护金属外壳的电子设备吗?

我可以使用接地线来闭合电路吗?例如,我可以在火线和地线之间连接一个灯泡吗?

我认为答案是,“是的,但是这样做很糟糕”,但我不知道为什么它很糟糕。

编辑:

晶体管,非常感谢您的出色回答和您的时间。我很感激。我还有一件事我仍然不明白。我想知道你是否介意回答我,我希望我的问题不会打扰你。

如果灯泡以这种方式连接:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

如果客户在打开时触摸灯,我认为她不会注意到轻微的刺痛,因为返回路径是地面。

如果中性线脱落,则金属外壳不带电。如果地线脱落,灯泡只会熄灭,但没有危险。以这种方式连接设备是否正确?

4个回答

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

图 1 和 2. 显示通过中性线接地的危险。

在第一个示例中,Lunatic 的“讲师”通过将灯箱连接到中性线将灯箱“接地”。一切似乎都正常,尽管客户在打开灯时触摸灯时会注意到轻微的刺痛感。这是因为通过返回线的电流会导致轻微的电压降。客户住在这个时候。

在第二种情况下,Lunatic 'Lectrician 的一根电线脱落了。不幸的是,它是返回线,现在金属灯是带电的。(灯泡电阻不够高,无法保护客户。) 疯子'讲师可能会失去这个客户。

示意图

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图 3.“中性”连接到灯框架的相位反转危险。

现在并非所有国家都使用极化插头,不幸的是,Lunatic 'Lectrician 在其中一个国家开展业务。插头以“安全”方式运行的可能性为 50/50。有 50% 的可能性会以这种方式进行。

还需要说服力吗?

示意图

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图 4. 正确接线的灯。

考虑在正确接线的系统中会发生什么。如果火线从灯泡上掉下来并接触到金属外壳,就会有大电流流向大地。如果保险丝的额定值正确,它会迅速断开带电电源。如果中性线与外壳短路,则可能无法检测到故障,并且电流可能会在中性线和地线之间分流。RCD / ELCB 将防止此类故障,但这是另一个问题


问题更新后更新。

示意图

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图 5. 地线断裂。

不可以。将地线用作中性线是绝对不安全的。考虑图 5:地线已损坏,一旦 S1 接通,任何其他连接到它的东西都将变为生命。这太危险了。这会给下一个修改系统的人带来潜在的致命困惑。坚持良好做法,遵守当地法规,享受长寿。

虽然通常中性线和地线处于相同的电位,因此可以从纯电气的角度有效地交换,但它们的连接方式使它们非常非常不同。

家用电气系统应始终具有两个保护装置:

  • RCD,又称剩余电流装置
  • 断路器

RCD 连接到火线和零线,并测量两条线之间的电流差:如果差值太大,它会断开下游接线。该设备的目的是避免来自火线的电流不通过中性线返回:如果此类电流在未连接到中性线但与其他类似电位的负载(例如人)上流动,则可能发生这种情况,像地球一样。

断路器通常包括两种脱扣机制:磁脱扣和热脱扣。如果在断路器中流动的电流过高,即使是很短的时间,磁力机构也会进行干预,而如果在很长一段时间内流过有点高的电流,热力机构就会进行干预。该设备的目的是避免您的电线着火,同时仍然允许持续短暂的高但不是太多的电流尖峰。

如果你只是在负载下交换带电和接地,RCD 就会跳闸,不会发生任何有趣的事情,忘记它吧。如果没有 RCD 并且您的接线小/长/坏,您可能会从几伏的地线接地,这是一件坏事。

弗拉达米尔有一个重要的答案:我们以不同的方式对待这两条导体,即使它们名义上处于相同的电压。他举了 RCD 的例子,你在现代美国建筑中看到的 GFCI 的运作方式非常相似。期望是热线和中性线的电流大小相等。如果不是,则 RCD/GFCI 认为电流必须通过另一条路线(接地线、管道等)返回,因此它会跳闸。

他没有提到的第二个原因是它们只是名义上处于相同的电压。铜线并不完美。他们有一些抵抗力。这意味着流过中性线的电流可以将其“提升”到地电压以上。通常,这足够小以至于我们不会注意到,但立体声设备会注意到很大时间。音频设备通常需要针对公共节点测量小电压(即小于 1V),然后放大该信号以将其发送到扬声器。这种测量通常是在“接地”参考电压的基础上完成的(出于多种原因)。如果您开始将噪音放在“地面”上,它就会很快出现在声音中。这就是为什么许多立体声放大器都有一个 3 芯连接器或一个专用接地端口,如果附近的电噪声对您的音质有很大影响,您可以将其连接到地。

在编辑中回答问题:

如果灯泡以这种方式连接:

示意图

如果客户在打开灯时触摸灯,我不认为她会注意到轻微的刺痛,因为返回路径是地面。

如果中性线脱落,则金属外壳不带电。如果接地线脱落,灯泡只会熄灭,但没有危险。以这种方式连接设备是否正确?

电子不关心电线的颜色或我们附在它们上面的任意标签。如果我们的电源线有三个用黑白和绿色塑料绝缘的导体(我在这里假设北美颜色代码)并且我们将所有可触摸的金属制品连接到白线并且所有返回路径都连接到绿线,那么就不会有直接风险的震惊。即使出现了“单一故障”。

然而,这是一个坏主意有几个原因。

  1. 在许多实际的电缆中,地线不仅仅是另一种塑料覆盖的导体,它与其他电线的颜色不同。它可能仅通过外护套与接触电缆的人绝缘,而其他导体则被其自身的绝缘层和外护套绝缘。有时它可能根本不与接触电缆的人绝缘。
  2. 约定是有原因的约定。即使您的系统带有奇怪的电线颜色是安全的,它也只需要有人来对它进行修改,同时假设它遵循标准使其不安全。