接地以及发生电荷泄漏的原因

电器工程 电源 力量 地面 接地
2022-01-28 14:13:22

在我的关于接地如何工作以及为什么重要的端到端图片中缺少基本信息。当在电路中施加电压时,电流开始流动(或场自行建立)。现在在交流家用电路中,电流像在直流中一样流过电路,但也发生每秒 50 或 60 次反向 (Hz)。

那么,为什么有些电器首先会在其金属表面上泄漏电流。不应该将所有电器的内部设计成永远不会(或很少)有任何电流泄漏吗?

我的问题的重点是,当电器触电时,我们为什么要归咎于缺乏接地——难道电器的设计不应该同样归咎于允许电荷泄漏的设计吗?

因此,在发生触电的情况下,调查设备(在这种情况下,它实际上是一台定制组装的台式电脑)以找出其电路为何将电荷泄漏到其金属机身部分,而不是总是期待接地以消除对大地的多余电荷。

解释这个问题的另一种方式是 - 某些电器(尤其是组装好的计算机)可能/预计会泄漏电荷。因此,如果发生罕见的电击,有时不应该更重要的是调查设备本身是否有接收泄漏电荷的倾向,而不是盲目检查接地

3个回答

通过小型高压电容器故意将主电源连接到地,以减少发射的无线电干扰,这并不罕见。这些电容器的额定值可以安全地承受高压,并具有“故障安全”(即在发生事故或温度过高时不会形成短路)。它们的外壳通常被标识为“Y 级”或“X2 级”标记,通常为 0.1 uF 275V 或 400V。

这些将向金属外壳传导小交流电流,如果金属外壳未正确接地,则可能会从该电流中受到轻微冲击,但这应该不危险。

我还简单地从(230V)电源变压器内的电容测量了暴露金属制品上约 110V 的交流电(短路电流仅为 30 微安,但可以感觉到“刺痛”)

然而,我同意应该调查从交流电源到金属制品的任何其他泄漏源 - 与上述不同,危险源通常会通过直流电阻测量出现。

由于设计错误或使用不当(将其掉在地板上),设备外壳可能会变热 == 连接到火线。这些事情发生了,就像任何和所有软件都有错误一样。如果这样的错误不会造成人命损失,那就太好了。出于这个原因,我们将外壳接地,如果发生短路,过大的电流会流向地面,断路器跳闸(或者更好的是,剩余电流装置跳闸),没有人受伤。

澄清:电荷不应该泄漏到地面。任何此类事件都意味着设备有缺陷,必须修理或更换。有趣的是,杀死一个人 30 毫安所需的电流中值也是剩余电流装置跳闸的标准值。

现在,为什么电流会流过一个人,将电器的外壳接地?为什么不将所有电源与地绝缘,然后通过人接触带电外壳就不可能闭合电路?

FIXMEUP:
不幸的是,我不确定。我认为这是因为地球有很大的电容,在它被充电到足以让电流停止之前,这个人就会死去很久。

在正常运行的 I 类(接地机箱)设备中,有两个主要的电源泄漏源:从电源到大地的蓄意电容连接和杂散电容。

首先,对于大多数消费类/轻商业级 I 类设备(台式电脑、电源供电的测试设备)来说,最重要的是 Y 类电容器,通常在 4.7-10nF 左右,从电源到电源处输入。这些提供了一条路径,允许内部高频噪声返回其来源,而不是进入或退出盒子——与其他电源入口过滤器部件一起,它们提供了一个“噪声防火墙”,可以防止你的盒子产生散列您最喜欢的广播电台。

然而,对于需要低泄漏的医疗设备和不需要这种性质的噪声过滤的旧设备,这些电容器是不存在的。结果,初级泄漏源现在是寄生或“杂散”电容,从电源线到接地金属,以及电源变压器两侧(如果存在一个且次级接地)之间的电容。在大多数情况下,这些电容比 Y 电容器小,但仍然可以提供一点漏电流,尤其是对于具有大型交流电机或类似设备的设备。

较新的电器,具有复杂的控制,以及其他一些设备(如微波炉)是两个泄漏电流源之间的平衡。