03.07 为什么回路电流走零线不走地线而漏电流走地线不走零线?

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为什么回路电流走零线而不走地线?为什么漏电电流走地线而不走零线?

⭕️【分享经验】

1⃣️我在单位兼管过电,也是无线电业余爱好者,路过此题,看来必须要答一下!

题主的提问一目了然,这答案的关键理由就在这漏电保护器上做的文章!人们只知道有三相火一相中心点零线,但怎么在正常用电中(不管是380V还是220V)怎么会出现漏电自动保护的呢?你看了我的草图就知道了。因为生活中好多用户漏电保护器坏了,为了学习修理,我就用好的拆解测量数据,计算线圈匝数以及电路板上各零件的实际数据都作了记录并画好了图纸,有了一手资料,只要坏了的保护器打开一看,便知道同题出在哪里?马上都能修理好!

2⃣️变压器端将三项的中心线(零线)深埋入地,通常以三相四线制输送到用户,三相都经过各人的漏电保护开关绕几圈再输出去,我解剖的家用小的保护器是在高磁圈上绕三圈,这样一火一零都经过高磁圈,它的工作原理是只允许电流通过设置的线路中流出,如果在输出中出现了二次电流分流再入地,那保护器中的线圈就出现感生电流,使工作线圈升压触发可控硅的触发极,电路中有25-30mA电流入地,可控硅的灵敏度就捕捉到,在几毫秒之内导通可控硅,使继电器工作线圈得电吸合而关闭电源!

🚪再重复一遍,触电保护器的工作原理是禁止相线二次入地,中心线(零线)只能在变压器下方入地,因为保护器设计的原理使相线只能经用电器回零线,如果中途因漏电二次入地了就起安全保护功能!

读了我的文章你就知道了原来是触电保护器控制的!






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因为零线和地线在电器上的接线位置不同呀。零线是工作线,自然会接到用电设备上。而地线之作为保护线使用,直接在了电器外壳上。

这样一来,正常情况下工作电流一直在回路内——也就是用电设备上,电流当然通过零线了。当电路发生漏电时,会导致电流外泄(否则怎么叫漏电呢)。外泄的电流会流经电器外壳,于是就通过接在外壳上的地线流走了(没有接地线的话,电流就通过人体流走,导致人体触电了)。

所以你问为什么正常工作电流不走地线,漏电电流不走零线——就好像咱俩一人摸着一根电线,自然是谁的电线里有电谁就触电了;没电的电线就不会触电。

零线和地线的原理

这一段你们看了也未必懂,不写又有人说我不懂~所以我简单说两句——在TN-S系统中:

零线:发电机有三相绕组,三相之间的空间角为120°,它们的夹角叫做“中性点”。为了防止中性点位移,因此给中性点做接地,接地之后引出的线叫做“零线”(也可以叫“中性线”)——未接地的TN-C系统中,严格来说从中性点引出的线只能叫“中性线”而不能叫“零线”。

地线:再只做一个接地体,这个接地体不与变压器(发电机)上的任何设备连接。从这个接地体上引出一根线,就叫做“地线”。

地线和零线都做了接地,所以它们的电位都是0。但是零线除了接地以外,还和变压器的中性点连在了一起,所以它可以做工作线。而地线只是一个接地体,所以它只能做保护线。


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首先你的知道零线和地线的区别.

地线是拿来保护作用的,比如有漏电的话,才会通过地线流出去,这样保证人的安全

零线是在供电端(发电厂、变电站、变压器)接地,或在入户前重复接地,是工作接地线,是输电线路的一部分,电流经电厂----火线----负载----零线反回电厂.


地线在用户端接地,和用电电器的金属外壳或人体可触部位连接,使机壳与大地等电位,保护人体不触电.零线不与输电线路构成回路,正常情况下没有电流.

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为什么回路电流走零线不走地线而漏电流走地线不走零线?

答:首先这是人为规定的规则,就和火线电压220V、动力电压380V、用电设备的外壳是接地而不是接零等是一样的。

人为的规定零线走回路电流是为了将用电设备正常工作的电流和接地故障电流分开,方便分别安装保护设备,以求用电的安全。在三相五线制的供电系统中,L1、L2、L3为供电的相线(火线)、工作零线N、保护地线PE,相线提供高电势、零线和地线提供零电势点,当相线与零线或地线接通形成回路后,会产生电流。而产生的电流也分为正常工作的工作电流和相线接地后产生的接地故障电流,工作电流是保证设备正常工作的,而接地故障电流是相线绝缘不好或者人身触电后产生的。

将这两种电流分开可以在相线绝缘不良或发生人身触电事故后迅速的切断相线,以保护人身设备的安全。

保护地线PE的接法,一般只连接用电设备的金属外壳或其他与火线零线绝缘的金属部分,因为正常情况下,保护地线是不会有电流的,当设备发生漏电事故后相线会与地线形成回路,就算没有漏电保护开关切除电源,人碰到电器设备的金属外壳也不会发生危险,这也是保护零线存在的意义。

当然也有零线和地线合二为一的配电系统,我们称之为TN-C系统:

在这样的供电系统中地线和零线合二为一称之为PEN线,值得注意的是这种系统中的PEN线需要在配电网中重复接地形成一个接地网,以保证PEN线的零电位。



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很高兴为您解答。


回路电流主要是指电流通过一些其他介质或设备将电流流回电源的一个通路,在正常情况下这个电路处于闭合电路,而在我们正常使用电源的时候,电流主要走得就是火线和零线,除非是电源出现故障的时候,电流会被分散,一部分电流会顺着零线回到电源,而一部分电流则顺着地线和接地网回到电源,通过地线或者接地网回到电源的电流我们称之为漏电流。

正常使用情况下,我们的电流必须是要通过零线回到电源的,就好比是我们平常说的水往低处流一样,只有火线和零线在正常使用情况下,才能形成一个通路,这个通路的电阻就是零线和火线的电阻和使用电器的电阻值,因为他们连接产生的电阻和火线与地线之间的电阻相比就要少的多,地线主要是和用电设备外部相连的,地线和用电电器内部是有电绝缘的。

为什么电源漏电的时候电流会被分散呢?

在我们正常使用电源的时候,电流是通过火线传输通过零线最终回到电源的,但是发生漏电情况之后,就是不一样的,如果因为零线触碰出现漏电的话,零线和地线会形成并联回路,零线和地线都是会有电流通过的,通过地线的电流也就是我们说的漏电流,一般控制单个回路的漏电保护器会发生跳闸情况。

如果是因为火线触碰导致漏电的话,火线在没有经过电器就发生故障漏电的话,这样发生的情况也就是我们所说的短路,这时产生的电流是非常大的,而且我们配电箱内的漏电保护器的空开开关也会随之跳闸的。

如果我们的用电设备表壳重复做了接地的处理之后,那么在我们用电的时候出现漏电或者是短路的时候电流也可以通过地线或接地网将电流流回电源的。


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回路电流走零线不走地线,而漏电时漏电电流走地线不走零线,这种情况说的是单相电也就是220V电路,三相电路中不存在这种情况,下面家居杂坛就来给大家好好说说这个问题,给大家解惑,以免大家操作失误造成伤害。



先来说说线路正常工作时的情况:

  1. 我们都知道家里的电线,从配电箱里的空开下口很清楚的就能看到,照明基本上都是两根线即火线和零线,插座基本上都是三根线即火线、零线、地线;
  2. 火线也就是相线,咱就不说了;零线也叫工作零线,所以它是参与工作的,工作时有电流通过;地线也叫保护零线,只是对线路起到保护作用,不参与工作,正常情况下没有电流通过;

  3. 家中用电设备工作的时候,电流的流向是通过火线和零线形成一个回路,使得回路上的电器工作;而地线只是对电路进行漏电保护,不参与工作;
  4. 所以正常情况下,回路电流是经过零线而不会通过地线的。


如果一旦发生漏电情况,那么电流的流向就会改变,具体情况家居杂坛接着来给大家分析:

  1. 如果我们家中家用电器或者是线路发生漏电,电流的走向就会改变了,电流就会流向电阻小的地方,那么它首先就会流向地线,因为接地电阻都非常的小,这样说可能大家不太明白;打个比方,让大家有个直观认识,大家都有个常识,那就是水往低处流,电流也是一样,它是往电阻小的地方走;
  2. 这时地线就会把漏电电流通过地线流向大地,而此时的漏保也会跳闸对线路进行保护,从而避免了漏电电流对人身造成伤害;
  3. 所以地线非常的重要,我们一定要引起重视,关乎我们的生命安全啊!



关于回路电流走零线而不走地线,而漏电电流走地线而不走零线的问题,家居杂坛都给大家分析完了,希望能够帮助到大家,如有不足之处欢迎大家留言讨论!最后还是恳请大家关注一下家居杂坛,多给家居杂坛点赞评论转发,万分感谢!

(注:以上图片均源自网络,侵权即删)


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现在,我来回答问题。

我们看图1:

注意到图1中还未出现零线,只有三条相线L1/L2/L3,以及三条相线的中性线N。三条相线对N线的电压均为220V,相线之间的电压则为380V。

我们知道,交流电压的表达式为: ,而交流电流的表达式为:

注意到一个事实,当三相平衡时,中性线总线上的电压和电流有如下特性:

在图1中,具有此特性的只有标注了N字样的中性线总线,而中性线支线是不具有此特性的。

对于中性线支线来说,流过中性线的电流与相线电流大小相等方向相反。

我们再来看图1。图1中的中性线发生了断裂,于是在断裂点的前方,中性线的电压依旧为零,但断裂点的后方若三相平衡时,它的电压为零;但若三相不平衡,则断裂点后方的中性线电压会上升,最高会升到相电压。

事实上,我们发现,只要三相不平衡,尽管中性线并未断裂,但中性线的电压也会上升。

我们看图2和图3:

图2中,在变压器的中性点做了接地,此接地在国家标准和规范中,被称为系统接地。注意,这里的接地符号是接大地的意思。

系统接地的意义有两个:

第一个意义:系统接地使得变压器的中性线的电位被强制性地钳制在大地的零点位;

第二个意义:给系统的接地电流提供了一条通道;

值得注意的是:图2中的N线因为有了工作接地,所以它的符号也变了,变成PEN,也就是题主主题中的零线。

零线,它的准确名称是保护中性线。在这里,保护优先于中性线功能。

通过前面的论述我们已经知道,若零线断裂,由于零线具有中性线功能,所以断裂点后部的零线电压可能会上升。

事实上,零线断裂点后部的由电压完全由下式决定:

可以看出,如果

各不相同,则三相电压就不平衡,零线电压当然也不等于零。

同理,我们可以看到零线断裂点后部的电流也与三相不平衡有关。

再看图3,我们发现零线PEN中采取多点接地的方法,以避免出现零线断裂点后部电压上升的情况。

注意哦,图2对应的接地系统叫做TN-C,而图3对应的接地系统叫做TN-C-S。

现在,我们可以回答题主的问题了。

我们来看图4:

图4中,变压器中性点接地,而用电设备的外壳直接接地。

正常运行时,我们看到,用电设备的外壳根本就不会有任何电流流过。

现在,我们来分析L3相对用电设备的外壳发生碰壳事故的情况。

我们首先遇见的是外壳接地电阻有多大这个基础参数。在国家标准GB50054《低压配电设计规范》中,把外壳接地后的电阻以及地网电阻合并叫做接地极电阻,并规定它的值不得大于4欧。但在工程上,一般认为接地极电阻为0.8欧。

其次,我们需要知道零线电缆的电阻是多少。这个值可以根据具体线路参数来考虑。方便起见,不妨先规定这条零线电缆的长度是100米,电缆芯线截面是16平方毫米,它的工作温度是30摄氏度,则它的电阻为:

有了这两个数据,我们就可以来进行实际计算了。

我们看图4的下图,我们发现当L3相对用电设备的外壳短路时,零线中有电流流过,地网中也有电流流过。

注意到零线电阻和地网电阻其实是并联的,按照中学的电学物理知识,我们知道并联电路的电流与电阻的阻值成反比,也即:

由此推得:

----------------式1

由式1我们看到,地网电流与零线电阻和地网电阻的比值有关。我们把接地极电阻按4欧取值,把具体参数代入,得到地网电流为:

即便我们按工程惯例接地极电阻取为0.8欧,得到地网电流为:

也就是说,地网电流只相当于零线电流的3%~15%而已!我们取为中间值,则地网电流只有零线电流的6%。

至此,我们已经回答了题主的问题。

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现在,我来提个问题:

用电设备的外壳发生碰壳故障后,地网电流如此之小,与零线电流相比,几乎可以忽略不计,那么用电设备的外壳带电将长期存在。如此一来,必然会出现人身伤害事故。

那么,在实际接线中,我们是如何来保护人身安全的?

这个问题且先提出,到了合适的时候,我来回答。

提示:这个问题的涉及面有点广,与低压配电网的接地形式有关,与用电设备的保护接零及保护接地有关,与TN-C系统下到底采用断路器保护还是采用漏电开关保护也有关。

解答:

从以上描述中我们看到,当发生单相接地故障时,地网电流很小,根本不足以推动断路器或者熔断器执行保护。怎么办呢?

国际电工委员会IEC提出了解决方案,这就是接地系统。

在具体描述之前,我们先明确几个概念:

第一个概念,什么叫做系统接地或者工作接地?

系统接地(工作接地))指的是电力变压器中性点接地,用T来表示,没有就用I来表示。

第二个概念,什么叫做保护接地?

保护接地指的是用电设备的外壳直接接地,用T表示。若外壳接到来自电源的零线或者地线,则用N表示。

第三个概念,什么叫做接地形式?

接地形式有三种,分别是TN、TT和IT。TN下又分为TN-C、TN-S和TN-C-S。

知晓这几个概念后,我们来看看IEC给出的有关TN-C和TT系统的原图。注意,这两幅图是不容置疑的,是有关接地系统的权威解释。

第一幅图:TN-C接地系统和TN-S系统

此图在知乎出现了多次。

由于电路中有系统接地,但负载外壳没有直接接地,而是通过零线PEN间接接地,所以该接地系统叫做TN-C。

图中左上角就是变压器低压侧绕组,我们看到它引出了三条相线L1/L2/L3和一条PEN零线。注意到零线的左侧有两次接地,第一次在变压器的中性点,这叫做系统接地,第二次在中间某处,叫做重复接地。重复接地的意义就是防止零线断裂后其后部零线的电压上升。

值得注意的是负载。我们看到中间的负载PEN首先引到外壳,然后再引到零线接线端子。这说明,零线PEN是保护优先的。也因此,零线的准确名称是保护中性线。

下图是TN-S系统,我就不解释了:

第二幅图:TN-C-S接地系统

TN-C-S区别于TN-C,就在于PEN在重复接地后分开为N中性线和PE保护线。

注意到TN-C-S的-S侧负载的外壳是接在PE线上的,而TN-C-S的-C侧则是接在PEN线上,因此前者是保护接地,后者是保护接零。两者相比,零线不能中断,而PE线同样也不能中断。

在居家配电系统和学校、企事业单位配电系统中,TN-C-S非常普遍。

第三幅图:TT接地系统

从符号代码看,TT接地系统有系统接地,但它的保护接地采取直接接地的方式实现的。

TT接地系统变压器的中性点直接接地,而用电负载的外壳也独立直接接地。构成保护接地。

值得注意的是:我们在前面已经描述过了,当发生单相接地故障时,流经地网的电流实际上只有N线电流的6%左右。因此,TT系统下发生的单相接地故障电流相对TN要小得多。

现在我们来对比TN系统和TT系统的异同点:

1.对于TN系统和TT系统来说,由于首字母都是T,说明这两个系统都有系统接地;

2.由于TN系统的N线与PE线在系统接地处或者重复接地处是连在一起的,PEN则完全合并在一起,而用电设备的外壳直接与PE或者PEN连在一起,因此发生单相接地故障时,故障电流会比较大,近似于相线对N线的短路。所以,TN系统又叫做大电流接地系统;

TT的系统接地与保护接地完全独立,单相接地故障电流要返回电源,必须通过地网,并且电流较小。所以,TT系统又叫做小电流接地系统。

有了接地系统的解释,我们就可以回答问题了。

1.需要适当地放大接地电流

适当地放大接地电流,使得用电设备的前接断路器可以执行过电流保护操作,这就是具有大接地电流的TN系统。

2.加装漏电保护装置RCD。

我们来看图5:

图5中,我们看到变压器的中性点直接接地,然后分开为N和PE,并且PE一直延伸到负载侧并接到用电设备的外壳上。所以,此接地方式属于TN-S接地系统。

当用电设备发生碰壳事故后,PE线的电阻当然小于地网电阻,并且PE的最前端还与N线相连,接地电流被放大到接近相对N的短路电流,则距离用电设备最近的上游断路器会执行过电流跳闸保护。

图5中,我们还看到从二级配电用四芯电缆引了三条相线和N线到负载侧,PE线被切断了,而用电设备的外壳直接接地。于是当用电设备发生碰壳事故后,接地电流只能通过地网返回电源。此接地方式属于TN-S下的TT接地系统。

由于TT下通过地网的接地电流很小,所以IEC和国家标准都规定了必须安装漏电保护装置RCD。

RCD的原理如下:

未发生单相接地故障时,三相电流合并N线电流后的相量和为零。当发生漏电后,某相电流会增加,并且漏电流经过地网返回电源,则N线电流依然与先前一致。于是,零序电流互感器的磁路中会出现磁通,其测量绕组中当然会出现电流,并驱动检测和控制部件使得前接断路器执行漏电保护动作。

RCD的动作电流可以在30毫安以下,有效地保护了人身安全。

本文源自张白帆老师在知乎网的回答,想学习更多水电知识,可关注我们!


水电小知识



二龙辰曲


顾名思义,地线是接地的线,而零线是三相绕组中性点的线,10千伏以上输送的电力是没有零线的,那么当10千伏变成380伏时,变压器线圈Y型绕法,中性点引出的线就是零线,我我们日常用电器,都是220伏就是一火一零,这就是相电压。线电压火线之间电压380伏。也就是说零线是这种供电系统中不可缺个的一根线吧,是有电流流过的,而地线,在你居住的楼房周围接地,漏电时电流通过地线流入大地。


大王叫我来巡山148775172


解释这个问题,首先要了解三相电,三相电是由三个在空间上相互间隔120度的线圈切割磁感线产生,因此,三相电初始相位相互差120度(这就是标准),发电机内部三个线圈会接在一起,这就是中性点,三相负载均衡时,中性点上是不会产生电压的,因此它们本身可以构成回路,而这个中性点就是我们说的零线所接地方,所以三相电传输可以只用三根电线就可以,实际上也是这样做的。远距离传输,一般是很高的电压,因此需要降压变压器,降到380伏,同理,三相变压器也有中性点,低压线圈的中性点就是零线接的地方。居民用电,只用到一相,220伏,这个叫相电压,380伏动力电,指的是相间电压,所以还是很高的。电路构成回路才能使用,所以居民用电单相必须构成回路,所以就是火线和零线,零线接在变压器的中性点上,在负载均衡时,零线是没有电压的,实际上不太可能,所以还是会有一定电压的,比如发生漏电。漏电本质上是,火线与其他导电体构成回路,如果与人构成回路,会发生触电,这是非常危险的,这就需要一个地线,充当临时的回路,用以保护电器和使用者。地线顾名思义,就是一端与大地相连,另一端与设备相连,一般是外壳等人容易碰到的地方,所以地线必须接。所以家用电器的开关,必须接在火线上,严格按照标准来做。这不仅是对家人的负责,也是对他人安全的保证。


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