在回答使用 120V AC 工作的基本培训问题时, zebonaut 回答说“常规壁装插座以大地为参考”,这为电路提供了闭合回路来完成。此外,为了安全起见,如果使用隔离变压器,电流将不得不流回变压器,并且只用一只手触摸就不会受到电击。那么为什么电力公司的电源不来自隔离变压器呢?这样会不会减少电器触电的风险?
为什么电力公司的电源以大地为参考?
您不希望您的整个房屋电气系统任意浮动。首先,只是微小的泄漏或静电就可以将其充电至高电压。整个系统将有足够的接地电容,因此放电可能会造成损坏。
那么如果三条线路中的任何一条不小心短路到地怎么办?如果其中一个短路,您将不会知道发生了什么,但系统的其他部分突然处于致命电压。
在美国,您家附近有一个最后的变压器,通常位于您家门前街道的电线杆上。无论电线杆上的更高电压是什么,这都会使中心抽头 220V。这些被隔离在杆子上,所有三根线都被带入房子。然后用粗电缆将中心抽头接地到进入地下的铜管,或仅用于该目的的接地桩。这留下了两个极性相反的 110V 相。大多数电路连接在相之一和中心之间,称为“中性线”。一些特殊的大功率电路,如干衣机或电灶,两端连接,因此是 220V,而不是通常的 110V。
地面设置的部分原因是为了尽可能地处理闪电。该系统尽可能靠近房屋中的断路器面板接地,以最大限度地减少由于接地偏移而导致的系统公共电压。想象一下,如果变压器次级中心抽头在电线杆而不是你家接地,并且附近发生雷击,会发生什么情况。在中心抽头接地的位置和您房子中其他东西可能连接到的实际接地电位之间可能很容易出现多个 kV 偏移,例如您站在地下室的混凝土地板、水管等。即使绝缘良好,设计合理的电器不会保护您免受这种情况的影响。
因为任何真正的变压器都不是理想的绝缘体。初级和次级绕组之间总是有数百或数千皮法的电容。
如果您不将次级绕组接地,那么在所有次级输出上,您将有大约为初级电压一半的浮动 60Hz 交流电压,例如相对于大地的 5500 伏特。
而且,是的,除了简单的一阶效应之外,还有数十个安全、监管、成本、环境和其他方面。
如果没有接地参考,如果电线杆的高压初级与低压(120V 或 240V)次级短路 - 数千伏电压发送到您的设备,将存在非常高的风险。对于接地参考,这样的短路会在公用事业侧击穿断路器。