一文知道控制接線中地線和中性線的區(qū)別

了解接地與中性線的比較或?qū)Ρ?，以及為什么這種布線對(duì)于工業(yè)設(shè)施中的控制柜和其他布線需求很重要。

對(duì)于許多機(jī)械工程師和工業(yè)技術(shù)人員來(lái)說，接地和連接的話題可能會(huì)令人困惑，即使他們?cè)谠擃I(lǐng)域擁有相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。接地和電纜知識(shí)以各種方式使控制領(lǐng)域的工程師受益。了解許多系統(tǒng)的電線和電纜非常重要，包括變頻驅(qū)動(dòng)器、交流電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

與地線有關(guān)的法規(guī)和規(guī)范有很多，因此它是一個(gè)重要的話題。中性和接地通常有一些關(guān)系，因此會(huì)進(jìn)一步混淆主題。本文將對(duì)比這兩種導(dǎo)體，并在適用時(shí)描述一些類似的功能。

中性線和接地線的區(qū)別

電力總是涉及電源和負(fù)載之間的電流傳輸，這意味著必須有一根電線來(lái)發(fā)送電力，而另一條用來(lái)返回電力。

但是，大多數(shù)適當(dāng)?shù)淖≌凸I(yè)電路都包含第三根電線（或第四根，甚至第五根，在三相電路的情況下）。對(duì)于那些不了解它們存在的全部目的以及如何使用它們的人來(lái)說，這最后一根線，即接地線，是一個(gè)特別令人困惑的話題。

與其建立本文中的要點(diǎn)，不如先描述幾個(gè)要點(diǎn)，然后再進(jìn)一步解釋。

地線承載故障電流，這意味著在沒有故障的完美世界中，接地是不必要的。

接地是與中性線的冗余連接，可在發(fā)生這些故障時(shí)承載電流。

地線必須至少與相應(yīng)分支電路中最大的電線一樣大。

本文將解開這三點(diǎn)中的每一個(gè)，并解釋接地與中性線的比較或?qū)Ρ取?/p>

地線和故障電流

幾乎總是可以安全地假設(shè)每個(gè)正確接線的設(shè)施內(nèi)的電路和設(shè)備之間將互連綠色或裸銅接地線。

這些地線可能包含在插頭中，就像家用交流插座上的第三個(gè)圓形插腳一樣。在其他一些情況下，永久性電線將“粘合”到工業(yè)建筑內(nèi)的控制面板和金屬設(shè)備結(jié)構(gòu)上。

這種永遠(yuǎn)存在的連接的原因是為了確保如果任何時(shí)候，由于任何原因，“熱”通電導(dǎo)線磨損、松動(dòng)或斷裂并接觸金屬表面，電流會(huì)立即返回電源控制板。該電流僅在出現(xiàn)故障時(shí)才會(huì)出現(xiàn)在地線中，因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，熱線不應(yīng)該接觸設(shè)備。因此，它被稱為“故障電流”。

如果我們能確保不會(huì)出現(xiàn)故障電流，那么地線就沒有必要了，只是很貴。實(shí)際上，故障電流很少見，因此接地線的使用并不頻繁。在需要時(shí)，它可以挽救生命。

如果沒有通過地線返回的返回路徑，那么如果熱線松動(dòng)，金屬設(shè)備就會(huì)通電。高壓將為金屬部件供電，直到不幸的技術(shù)人員觸摸設(shè)備并立即觸電或觸電。接地不是建議；這是有必要的。

接地和中性線是冗余導(dǎo)體

交流系統(tǒng)中中性線的目的是與“熱”線一起為電子進(jìn)出原始電源提供路徑。在單相系統(tǒng)中，中性線至關(guān)重要。移除這條線會(huì)造成開路，并且無(wú)法為負(fù)載供電。

在三相系統(tǒng)中，三個(gè)不同的“相”線將以分布式方式共享電流，并且可能不需要中性線。電機(jī)就是這種類型的系統(tǒng)的一個(gè)例子，它具有三相線并且沒有中性線連接。

在這兩個(gè)系統(tǒng)中的任何一個(gè)中，都將存在接地線。線路和零線直接連接到負(fù)載設(shè)備，它們的設(shè)計(jì)目的是承載額定負(fù)載電流，僅此而已。99.9%的使用壽命，地線將閑置不用。

在“接地故障”的罕見情況下，地線必須將電流帶回電源。電流是由1-ph中的線路/中性線設(shè)置還是由3-ph系統(tǒng)中的三條線路承載都沒有關(guān)系。同樣，地線必須能夠?qū)㈦娏鲙Щ卦搭^。

那個(gè)來(lái)源在哪里？通常，電源是住宅系統(tǒng)中的主斷路器面板或返回到較大三相系統(tǒng)中分支電路的電源，只要該分支中有斷路器或熔斷器組件即可。

接地線的目的首先是在發(fā)生故障時(shí)去除金屬設(shè)備上的存儲(chǔ)電壓，但最終強(qiáng)制斷開或斷開保險(xiǎn)絲/斷路器，從而使電路斷電并允許安全故障排除。

地線必須是大直徑

如果接地線的目的是在發(fā)生故障時(shí)允許斷路器或保險(xiǎn)絲打開，則應(yīng)不惜一切代價(jià)避免額外的電阻。

如果電路中的電阻稍微過大，過流裝置可能不會(huì)打開，那么您就會(huì)出現(xiàn)永久性危險(xiǎn)故障。在某些情況下，絕緣擊穿僅允許少量電流接地，但這并不是接地的最壞情況。我們必須考慮全電源電流從斷線導(dǎo)體流向地面的情況。

為確保最小的額外電阻，地線應(yīng)至少與電源和返回導(dǎo)體一樣大。在大多數(shù)情況下，制造商規(guī)格將提供有關(guān)接地導(dǎo)體的指導(dǎo)。不僅是電線的尺寸和材料，還有將電線與金屬接合的確切程序。

接地導(dǎo)體對(duì)于安全和故障排除當(dāng)然很重要。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，您可能知道某些家庭電路，特別是在較舊的房屋中，沒有地線。這些電路本質(zhì)上不太安全，因此我們不喜歡遇到它們。

如果不能升級(jí)，通常允許它們存在，但不能在新建筑中存在。這些電路在發(fā)生故障時(shí)無(wú)法使斷路器跳閘，而且它們可能很危險(xiǎn)，尤其是在水附近。