一般家庭寫字樓等都采用的是TN-C-S供電系統。
TN-C-S供電系統如上圖所示,變壓器出來一共4條線,分別是三根火線L1、L2、L3和一根零線PEN,這里是沒有地線PE的。4根線通過電纜送至用電負荷區域的總配電箱,比如小區總電房。在總配電箱內,把零線PEN接地,然后引出中性線N及保護線PE。從這以后三相五線就有了,并且零線和地線嚴格分開,不得混用。
假設張三家里要用電,那就拉一根火線L1、一根中性線N、一根保護線PE給張三家;
同樣李四家里要用電,那就拉一根火線L2、一根中性線N、一根保護線PE給李四家;
那么老王家里要用電,那就拉一根火線L3、一根中性線N、一根保護線PE給老王家;
總之,盡可能把三根火線平分給各家各戶,這叫三相平衡。
地線作用
假設沒有地線,當設備發生漏電,人觸摸到會怎么樣呢?如圖
當設備發生漏電,由于沒有接地線,設備外殼會帶上和火線一樣高的電壓。如果人觸摸到設備外殼,那么電流會通過人體--大地--總配電箱接地點--PEN回到變壓器。此時流過人體的電流非常大,危險性很高。
如果有接地線,當設備發生漏電,人觸摸到會怎么樣呢?如圖
當設備發生漏電,由于設備外殼接了地線,那么電流會通過外殼--PE線--PEN線--變壓器。此時相當于火線和零線直接聯通,電流非常大,漏電設備的空開會短路跳閘。
其實也會有一部電流通過人體流向大地,然后從總配電箱接地點回到PEN線,最后流向變壓器。但是由于人體電阻和接地電阻遠遠大于保護線的電阻,所以這一部分電流非常小,幾乎可以忽略不計。
剛剛我們說的是比較理想的情況,但是在生活中還有一種這樣的例子。某設備發生漏電,但是漏電不嚴重(火線和外殼接觸不好),這個時候由于火線和外殼之間接觸電阻比較大。整個線路電流就比較小,不足以讓空開短路跳閘。此時設備漏電,外殼依然會帶電,只不過外殼電壓低一些,但是人觸摸到依然會發生觸電。
為了防止這種情況,所以在家庭供電中,人能觸摸到的設備線路都需要加裝漏電斷路器,用來防止人身觸電。
地線在漏電開關中的作用
正常時,電流從火線L出發通過設備回到中性線N,此時L和N電流大小相等,方向相反。但是一旦設備發生漏電,漏電電流就會通過設備外殼流向地線。漏電設備檢測到L和N電流不相等,開關就會跳閘。如果沒有地線提供漏電回路,就算設備因漏電導致外殼帶電,漏電開關依然不會動作。
所以,漏電開關能可靠動作,地線必不可少!
地線作用總結
1. 設備發生漏電時,它可以把漏電電流上升為短路電流,斷路器會因電流過大而跳閘,從而讓漏電設備斷電。
2. 當漏電不嚴重、斷路器不跳閘時,它可以降低設備外殼與大地的電壓,從而減少危險性。
3. 當設備漏電時它可以給漏電設備提供漏電通路,漏電開關才會跳閘。
總之,家庭地線非常重要,安全全靠它,必須要正確安裝及使用!
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