為什么回路電流走零線不走地線,漏電電流走地線不走零線?這是電工小白經(jīng)常會問的問題,下面就一起來看看:
零線和地線在電器上的接線位置不同,零線是工作線,自然會接到用電設(shè)備上。而地線作為保護(hù)線使用,直接在了電器外殼上。
這樣一來,正常情況下工作電流一直在回路內(nèi)——也就是用電設(shè)備上,電流當(dāng)然通過零線了。當(dāng)電路發(fā)生漏電時(shí),會導(dǎo)致電流外泄(否則怎么叫漏電呢)。外泄的電流會流經(jīng)電器外殼,于是就通過接在外殼上的地線流走了(沒有接地線的話,電流就通過人體流走,導(dǎo)致人體觸電)。
零線走回路電流,地線走漏電電流是為了將用電設(shè)備正常工作的電流和接地故障電流分開,可以在相線絕緣不良時(shí)保護(hù)人身設(shè)備安全。
知識拓展:IT、TT、TN系統(tǒng)講解
低壓配電接地系統(tǒng)分為IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)三種形式,而這三種接地方式非常容易混淆。小編全面、深入總結(jié)了IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)的原理、特點(diǎn)和適用范圍,以期能對廣大的電氣人有所幫助。
根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50054),低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式,即IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。
(1)第一個(gè)字母表示電源端與地的關(guān)系
T-電源變壓器中性點(diǎn)直接接地。
I-電源變壓器中性點(diǎn)不接地,或通過高阻抗接地。
(2)第二個(gè)字母表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系
T-電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地,此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)。
N-電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。
下面分別對IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)進(jìn)行全面剖析。
一、IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)不接地,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)。IT系統(tǒng)可以有中性線,但I(xiàn)EC強(qiáng)烈建議不設(shè)置中性線。因?yàn)槿绻O(shè)置中性線,在IT系統(tǒng)中N線任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障,該系統(tǒng)將不再是IT系統(tǒng)。
IT系統(tǒng)接線圖如圖1所示。
圖1 IT系統(tǒng)接線圖
IT系統(tǒng)特點(diǎn)
IT系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí),接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流,其值很小,外露導(dǎo)電部分對地電壓不超過50V,不需要立即切斷故障回路,保證供電的連續(xù)性;-發(fā)生接地故障時(shí),對地電壓升高1.73倍;-220V負(fù)載需配降壓變壓器,或由系統(tǒng)外電源專供;-安裝絕緣監(jiān)察器。使用場所:供電連續(xù)性要求較高,如應(yīng)急電源、醫(yī)院手術(shù)室等。
IT 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時(shí),供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所,或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方,例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差,電纜易受潮。運(yùn)用 IT 方式供電系統(tǒng),即使電源中性點(diǎn)不接地,一旦設(shè)備漏電,單相對地漏電流仍小,不會破壞電源電壓的平衡,所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)還安全。 但是,如果用在供電距離很長時(shí),供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。在負(fù)載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時(shí),漏電電流經(jīng)大地形成架路,保護(hù)設(shè)備不一定動作,這是危險(xiǎn)的。只有在供電距離不太長時(shí)才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。
二、TT系統(tǒng)
TT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)直接接地,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地,而設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地叫做保護(hù)接地。
TT系統(tǒng)中,這兩個(gè)接地必須是相互獨(dú)立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各自獨(dú)立的接地裝置,也可以若干設(shè)備共用一個(gè)接地裝置。
TT系統(tǒng)接線圖如圖2所示。
圖2 TT系統(tǒng)接線圖
TT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是:
1)能抑制高壓線與低壓線搭連或配變高低壓繞組間絕緣擊穿時(shí)低壓電網(wǎng)出現(xiàn)的過電壓。
2)對低壓電網(wǎng)的雷擊過電壓有一定的泄漏能力。
3)與低壓電器外殼不接地相比,在電器發(fā)生碰殼事故時(shí),可降低外殼的對地電壓,因而可減輕人身觸電危害程度。
4)由于單相接地時(shí)接地電流比較大,可使保護(hù)裝置(漏電保護(hù)器)可靠動作,及時(shí)切除故障。
TT系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是:
1)低、高壓線路雷擊時(shí),配變可能發(fā)生正、逆變換過電壓。
2)低壓電器外殼接地的保護(hù)效果不及IT系統(tǒng)。
3)當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時(shí),由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是,低壓斷路器(自動開關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓,屬于危險(xiǎn)電壓。
4)當(dāng)漏電電流比較小時(shí),即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù),因此TT系統(tǒng)難以推廣。
5)TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多,而且難以回收、費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。
TT系統(tǒng)的應(yīng)用
TT系統(tǒng)由于接地裝置就在設(shè)備附近,因此PE線斷線的幾率小,且容易被發(fā)現(xiàn)。
TT系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)外殼不帶電,故障時(shí)外殼高電位不會沿PE線傳遞至全系統(tǒng)。因此,TT系統(tǒng)適用于對電壓敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備及精密電子設(shè)備進(jìn)行供電,在存在爆炸與火災(zāi)隱患等危險(xiǎn)性場所應(yīng)用有優(yōu)勢。
TT系統(tǒng)能大幅降低漏電設(shè)備上的故障電壓,但一般不能降低到安全范圍內(nèi)。因此,采用TT系統(tǒng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置或過電流保護(hù)裝置,并優(yōu)先采用前者。
TT系統(tǒng)主要用于低壓用戶,即用于未裝備配電變壓器,從外面引進(jìn)低壓電源的小型用戶。
三、TN系統(tǒng)
TN系統(tǒng)即電源中性點(diǎn)直接接地,設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源中性點(diǎn)直接電氣連接的系統(tǒng)。
在TN系統(tǒng)中,所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接到保護(hù)線上,并與電源的接地點(diǎn)相連,這個(gè)接地點(diǎn)通常是配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)。
TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地,電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)導(dǎo)體與該點(diǎn)連接。
TN系統(tǒng)通常是一個(gè)中性點(diǎn)接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點(diǎn)相連,當(dāng)發(fā)生碰殼短路時(shí),短路電流即經(jīng)金屬導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路。形成金屬性單相短路,從而產(chǎn)生足夠大的短路電流,使保護(hù)裝置能可靠動作,將故障切除。
如果將工作零線N重復(fù)接地,碰殼短路時(shí),一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點(diǎn),會使保護(hù)裝置不能可靠動作或拒動,使故障擴(kuò)大化。
在TN系統(tǒng)中,也就是三相五線制中,因N線與PE線是分開敷設(shè),并且是相互絕緣的,同時(shí)與用電設(shè)備外殼相連接的是PE線而不是N線。因此我們所關(guān)心的最主要的是PE線的電位,而不是N線的電位,所以在TN-S系統(tǒng)中重復(fù)接地不是對N線的重復(fù)接地。如果將PE線和N線共同接地,由于PE線與N線在重復(fù)接地處相接,重復(fù)接地點(diǎn)與配電變壓器工作接地點(diǎn)之間的接線已無PE線和N線的區(qū)別,原由N線承擔(dān)的中性線電流變?yōu)橛蒒線和PE線共同承擔(dān),并有部分電流通過重復(fù)接地點(diǎn)分流。由于這樣可以認(rèn)為重復(fù)接地點(diǎn)前側(cè)已不存在PE線,只有由原PE線及N線并聯(lián)共同組成的PEN線,原TN-S系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)將喪失,所以不能將PE線和N線共同接地。
TN系統(tǒng)中,根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開而劃分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)三種形式。
(1)TN-C系統(tǒng)
TN-C系統(tǒng)接線圖如圖3所示。