交流電供電中零線和火線反接為什麼會燒壞電路?
12-30
維修工把整幢單元樓的零線火線接反了,直接把十幾戶的電器燒壞了很多。可是交流電不是正弦的么?為什麼零線火線接反會產生這麼嚴重的後果?
我們看下圖:
這張圖是小區和居家配電系統圖。我來解釋一下:
圖的上方我們看到了電力變壓器。變壓器的右邊,就是小區總配電室內接線的示意圖。
我們看到,電力變壓器低壓側三相繞組被輸送到右邊註明「TN-C接地系統」的總配電櫃內,同時三相繞組的公共端也即中性線被接地,此接地被稱為工作接地或者系統接地,目的是獲取地電位也即零電位。接地後,中性線被冠以PEN也即保護中性線的名稱,送到總配電櫃內。我們看到,在總配電櫃內,有主進線斷路器,還有饋電斷路器。從左邊第一組饋電斷路器引出了一條電纜,把三相和PEN線引到單元樓附近的熔斷器配電箱內。小區單元樓都是分層的。我們假定有6層樓,於是1樓和2樓用A相電源,3樓和4樓用B相電源,5樓和6樓自然就用C相電源了。在熔斷器配電箱內,各相熔斷器就是為了這些樓層的用電提供用電安全保障。
接著,我們看到從第一組熔斷器中引出A相電源線和PEN線(也即A相火線和零線)到單元樓的1樓和2樓中,這兩個樓層一般會共用一個入戶配電計量箱(圖中未繪出),裡面安裝了電度表,並且再次分配電能。本樓層各住家的電能供應屬於並聯關係。在PEN線入戶前,需要再次接地,然後分開為N線和PE線,連同相線也即A相火線一同入戶。上圖中我們能看到入戶後的配電情況。因為與主題無關,故略去說明。我們再看下圖:接地,其實是一條叫做MEB的扁鋼,此扁鋼一端接到大樓的地網,或者採取接地措施後入地。各住家的配電系統,其實都是從MEB引地線。這種做法有規範給予說明,見GB50054-2011《低壓配電設計規範》。
當熔斷器配電箱的A相也即L1相出線電纜接反後,EMB被帶上電。由於接地極有接地電阻,因此EMB的扁鋼電壓會從地電位上升到接近相電壓220V。我們從上圖中可以看見,MEB被引入住家後,最終會接到各個用電設備的外露導電部分,也即外殼上,例如電冰箱的外殼上。當電纜接反後,居家內各個用電設備的外殼均帶電,例如電冰箱外殼帶電,電飯鍋外殼帶電。對於配電系統來說,雖然前接線路未出錯,但因為火線被接到MEB上,其電流會大增,近乎於短路,於是熔斷器配電箱內的熔斷器會在一瞬間熔斷保護。由於保護的時間短,因此居家內的用電設備不會出現實質性損害。再看看其它樓層。當EMB帶上A相電壓後,與其它樓層原先的電壓B相(L2相)和C相(L3相)形成近乎於380V的高電壓。雖然各用電設備的外殼近乎於220V相電壓,但因為用電設備的N線被接入了A相電壓,而相線卻為原先的B相或者C相,於是用電設備的工作電壓為380V,這些住家的用電設備當然要被燒毀了。
電壓如此之高,熔斷器配電箱內的熔斷器會執行瞬間的熔斷保護。儘管是瞬間,但足以把用電設備給燒毀了。這就是當火線和零線對調後出現的結果。我估計,題主家所在的配電相序正好是A相,因此未發生燒毀用電電器事故。但也挺危險,畢竟用電設備的外殼曾經短暫地帶上220V較高電壓。好在沒出事!最後,回答題主的問題:我們發現,相線與PEN線對調後所造成的各種事故,是因為接地系統引起的,與交流電壓的正弦波波形沒有什麼關係。懷疑是燒壞的那些被接入380伏了。民用低壓三相四線制供電線路中,三相的任意兩相間是380伏,零線與任意火線之間電壓是220伏,零線與其中一相火線接反會導致380伏被接入住戶,燒毀電器。補充手繪圖一張。正常電路如上圖,在下圖中,x處斷開,零線直接進入c住戶,c相接入中性點,就是我前面說的情況,會燒毀A相用戶和B相用戶的電器,而C相用戶火零則被反接,可能會增加觸電的危險。
大一物理專業,剛剛學了電工學,知道一點點。變電站出來的是三個(相位不同)的火線,一根火線和和零線之間的電壓是220V,任意兩根火線之間的電壓是380V。三根火線相位相差120度(分別為 220√2sin(wt) 220√2sin(wt-120o) 220√2sin(wt+120o) )。任意兩個相減220√2sin(wt)- 220√2sin(wt+120o)你可以算算結果,然後取交流電有效值,是380v。電工學一般用的相量計算的,由幾何關係就知道了,手機上打不出來,你可以看看相關資料。或者直接到百度網盤搜索引擎裡面搜索電工學pdf,下載課本,找到三相電的那一部分看看。上面肯定說的比我清楚。也就是說,本來我們用的220v的電,如果接錯之後(把一根火線當做零線),家庭電壓會變成380v,家裡面電器額定電壓都是220v的,電壓升為原來二分之一還多,肯定會燒毀電路了。
向電壓跟線電壓的區別。
估計就是兩根火線都接上了,導致出現 380V 的電壓。很簡單,零火220,火火380要麼變壓器端中性點沒接地,要麼兩相都是火線
大多數情況下反接火線和零線不會造成問題,原因是交流電本來就是電流正反交替的,無所謂正反。但是,有些情況也會出問題,比如燒毀電路,擊穿元器件。原因在於,對地電壓不同。零線之所以叫零線因為他是接地的,對地電壓是零。火線則相反,對地電壓是220v(民用電)。現在更多的設備越來越精細化,對電路和原件的選擇、控制、保護等都基於各自的工作環境進行設置,零線的設置和火線設置會有區別,這時候如果把火線和零線反接就可能造成原件擊穿電路損壞等故障。總結,交流電在物理意義上本沒有固定極性,但在實際使用中為了用電安全仍然區分了固定的零線和火線,請注意線路差別,按對應的電壓電流等級使用電器。
國內零火線接反是不會燒電器的,想像一下兩爪插頭,只要轉180度就是零火反轉,燒過么~有些地方比如美國,插頭兩個腳大小是不一樣的,這種電器如果零火接反了可能會燒…
從變電站過來的都是三相交流電,一般供電過來四根線,三根火線和一根零線。火線是平均地接到不同的家庭去的。但是如果其中一根火線跟零線接反,那有1/3的家庭只是零線跟火線接反,除了注意觸電危險外也不影響,但是另外有2/3的家庭就是兩根火線。那三相交流電其實都是有效值為220v的交流電,互相之間的相位角是120°,互相之間的有效電壓就是220×根號3≈380V。也就是說這2/3家庭的火線和「零線」之間的電壓是380v,額定電壓為220v的電器不燒就怪了。
我懷疑是兩路火線接在了一起,相電壓升高到了線電壓
不要忘了,零線等於接地,用電器可以不分。但供電段,等於火線接到零線直接短路啊。
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