在任何一個(gè)電路中,電路不工作時(shí),線上有電壓(俗稱(chēng)帶電)的線,叫做相線,線上無(wú)電壓的線,叫做中性線。
在單相電路中,為了更形象、更好理解,為相線和中性線又分別起了兩個(gè)別名,叫做火線和零線。因此,相線=火線,零線=中性線。
相線很好理解,發(fā)電廠出來(lái),電能輸出,就是靠相線。在三相電路中,三根相線彼此之間的夾角為120°,三根相線彼此之間的電壓為380V。它們有一個(gè)共同的交點(diǎn),這個(gè)交點(diǎn)叫做“中性點(diǎn)”。中性點(diǎn)與任一相線之間的電壓為220V(三角函數(shù)計(jì)算得出)。由中性點(diǎn)引出的線,就叫做“中性線”。
因此,額定電壓為380V的電器,使用三根相線;額定電壓為220V的電器,使用一根相線。
這里就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題,電路需要形成一個(gè)完整的環(huán),才能正常使用。因此,在只使用一根相線的單相電路中,必須要有零線才能夠正常工作。而使用三根相線的三相電路中,不需要使用零線,也能使電器正常工作(三相電路中的零線,通常是保護(hù)接零,下文會(huì)講)。
此時(shí)則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)疑問(wèn)——既然兩個(gè)相線之間的電壓就是380V,那為什么還要同時(shí)使用三根相線呢?
這是因?yàn),兩根相線只有在二者之間的夾角為120°時(shí),電壓才是380V。而如果這兩根相線之間的夾角發(fā)生了變化,電壓就會(huì)隨之改變。而如果使用了三根相線, 它們之間的結(jié)構(gòu)就要穩(wěn)定得多(三角形的穩(wěn)定性)。
因此,雖然兩根相線也能夠使額定電壓為380V的電器正常工作,但通常不會(huì)這樣使用。
中性線和地線都需要接地
中性線(零線)接地,這一說(shuō)法事實(shí)上是錯(cuò)誤的。準(zhǔn)確的說(shuō)法應(yīng)該是中性點(diǎn)接地。
接地的方式
無(wú)論是中性點(diǎn)還是地線,它們的接地方式都是相同的。
接地方式有很多種,最常見(jiàn)的是用扁鋼焊接成一個(gè)“工”字型,埋入1m深的坑內(nèi)。再向坑內(nèi)撒入鹽水,然后在坑內(nèi)的扁鋼上焊接一根垂直的扁鋼,伸出地面。這根扁鋼與地線或中性點(diǎn)連接,完成接地。
具體操作較為復(fù)雜,有興趣的朋友可以翻看我的往期文章。
零線和地線的區(qū)別
既然二者都需要接地,那它們之間有什么區(qū)別呢?
地線的結(jié)構(gòu)是比較簡(jiǎn)單的,一端連接接地裝置,另一端連接用戶(hù)。它的作用比較單一,就是為了防止用電器的外殼帶電。用電器一旦發(fā)生漏電,外殼上的電流,會(huì)通過(guò)地線流向大地,從而減少對(duì)人體的傷害。
而中性線屬于工作線路,電流可以通過(guò)中性線,直接回到電廠。同時(shí),還有以下作用。
中性點(diǎn)接地的作用
一旦發(fā)生相線接地(漏電后與大地接觸等事故),由于中性線與大地連接,就會(huì)產(chǎn)生較大短路電流,促使保護(hù)裝置(熔斷器、斷路器等)迅速切斷電路,避免更嚴(yán)重事故產(chǎn)生。
同時(shí),中性點(diǎn)接地后,可以保證中性線上的電位與大地相同,將中性點(diǎn)鎖定為零電位。這樣就會(huì)避免發(fā)生中性點(diǎn)偏移,改變相線間的夾角,造成三相電壓不平衡。