居民住宅供电系统中地线与零线的区别及其在漏电保护系统中的作用

居民住宅供电系统中地线与零线的区别及其在漏电保护系统中的作用内容摘要：在居民建筑中，零线与地线都是接地的，它们用试电笔测试时，氖管都不会发光，它们与火线之间的电压都是220V，不少人对地线与零线的认识很模糊。本文介绍了在居民供电系统中，零线和地线的形成及各自特点，并对地线在漏电保护系统中的作用进行了探讨。关键字：零线，地线，TN-S供电系统，漏电保护系统我国的居民住宅供电系统，一般是采用TN-S供电系统，即三相五线制，此系统的线路，零线和地线分开铺设。在家里，火线可以用试电笔轻易判别出来，但是零线和地线用试电笔试碰到后氖管都不会发亮，而且用万用表测火线和零线之间或火线和地线之间的电压都是220V，相当一部分人对零线和地线搞不清楚，甚至把他们混为一体，错误地认为零线就是地线，地线就是零线。笔者将对零线和地线的形成做简单介绍，并对地线在漏电保护系统中的作用进行分析，希望让读者对零线和地线在供电系统中的作用有个更好的理解。一、地线与零线的区别及各自特点在TN-S供电系统中，一般情况下居民用电负载是不会相同的，即三相负载不平衡，三相变压器一般采用Y-YN0接线，变压器的三相绕组的中性点接在一起，并且接地，（如图1所示）这条线引出来就是零线（N），零线的干线部分也叫中线，中线保证了三相不平衡负载每一相的电压相等，都等于220V，故中线上不许安装保险丝或开关。这三相四线（U、V、W、N）从配电房来到民用建筑。每一幢建筑物正常的情况下都要有符合国家技术标准的接地装置，从接地装置拉出来的线就是地线（PE）。一般在建筑物的一楼，地线和从配电房过来的零线，将会连接在一起，这样做的目的是让中线（零线的干线部分）重复接地，提高系统的接零保护水平，减轻故障时的触电危险。按国家标准要求零线用蓝色的外皮而地线是用黄绿双色线的外皮。综上所述零线就是变压器的中性点接地所拉出来的线，而地线就是建筑物接地装置所拉出来的线，正常情况下，零线的干线部分将通过较小的不平衡电流，但每一相零线所通过的电流和这一相火线所通过的电流是相等的，而地线是没有任何电流通过的，和地线相连接的电气设备金属外壳在正常运行时不带电位。零线和地线不可以对调，如果对调漏电保护开关将会动作，切断电源。二、居民住宅供电系统中，地线在漏电保护系统中的作用地线在正常的情况下，没有电流流过，三脚插头的家用电器（例如电饭锅），即使把它的地线剪断，也不会影响电饭锅的正常使用，但我们绝对不能认为地线的作用在线路中是可有可无的。我们知道，漏电保护开关具有当人身触电或Ⅰ类电器设备漏电时自动跳闸的两大作用。（所谓Ⅰ类电器设备是指基本绝缘，金属外壳接地或接零，绝缘电阻≥7兆欧，家里的三脚插头的家用电器都是Ⅰ类电器，如电饭锅，洗衣机，微波炉等）但是如果缺少地线，漏电保护开关将剩下当人身触电时自动动作的功能，而当Ⅰ类电器设备设备漏电时，其将不会自动动作。下面就地线在漏电保护开关中的作用进行分析：漏电保护开关的主要工作原理如图2所示，为了叙述方便，我们假设在正弦波正半波的情况下，即电流是从火线流入漏电保护开关，经过家用电器后从漏电保护开关的零线流出的情况下进行分析。当流入漏电保护开关的电流（简称I入）和流出漏电保护开关的电流（简称I出）相等的时候，漏电保护开关不动作，当I入不等以I出时（一般相差30mA，具体数值由漏电保护开关的漏电动作值决定）在0.1秒之内它就会动作。家用电器（如电饭锅）绝缘良好的情况下，由于I入等于I出，所以漏电保护开关不会动作（如图2）。如果电饭锅绝缘出问题的时候，火线碰到了外壳，而电饭锅的外壳是接有地线的，有一部分漏电电流通过地线流入大地，这部分电流通过大地回到变压器中性点形成回路。这样对于漏电保护开关来讲，流入的电流肯定和流出的电流不相等，因为有一部分电流经过地线流入大地了，所以漏电保护开关马上就会动作，使人体避免了触电的危险（图3）。如果家里没有安装地线，当平时家用电器绝缘良好的情况下，倒是太平无事，当电器的绝缘出问题的时候，电饭锅整个外壳带电，但是由于外壳没有接地线，不可能和变压器中性点形成回路，也就不可能形成漏电电流，此时对于漏电保护开关来说，I入还是等于I出，所以漏电保护开关对电饭锅外壳带电浑然不知，此时漏电保护开器在电器外壳带电的情况下也不会跳闸。当人体接触到电饭锅外壳时，如图4所示，就有电流通过人体流入大地，回到变压器中性点形成回路，此时，流入漏电保护开关的电流和流出漏电保护开关的电流就不相等（因为有一部分电流通过人体流入大地去了），漏电保护开关将会在0.1秒之内动作。虽然动作后，人就没有危险了，但缺少地线终归对人体是不安全的。（漏电保护开关动作时人已经触电，虽然不至于丧命，但对人体是有伤害的）所以说如果在居民住宅区不安装地线，当设备漏电时，漏电保护开关将不会动作，人将会有触电的危险。TN-S供电系统中，零线是变压器中性点接地，它使三相不平衡负载的每一相电压都相等，零线的干线有较小的不平衡电流流过，而地线是从建筑大楼接地装置中拉出来的，虽然地线平时没有电流流过，但它在整个线路中是不可或缺的，它和漏电保护开关开关相配合，当电器设备漏电时，可以及时切断电源，使人体避免触电。