浅谈三相电/单相电/火线/零线/地线

一、三相电

1.三相交流发电机原理：如图1，三个线圈相互间隔120度相角，用一个磁铁匀速旋转，切割磁感线，获得三个幅值相等相位差120度的正弦交流电

 

 

图1

2.星形连接和三角形连接，如图2，以上发电机的出线图是星形连接

 

 

图2

3.三相电电压波形和向量图，如图3

 

 

图3

(1)由相位图可以算出三个相位之和为0，根据线性时不变系统可以使用相量法来解电路，这里可以得出理想情况下三相电压和为0，相电压为每一相电源和中性点之间的电压。中性点：三相电拉出来的公共点。

(2)在经过输电后，经过变压器降压，低压配电为220V/380V。这里说的220V指的是相电压的有效值(注意区分有效值、平均值、峰值，正弦量的这三个值不相等，具体的比例关系这里不展开了)。而380V指的是线电压的有效值，线电压为相电源与相电源之间的电压，可以根据向量的计算方法如图4所示算得(或者用中学学的余弦定理算得)。

 

 

图4

二、单相电

1.接到居民家里的都是单相电了，家里电器带三脚插头的并不是指它用的三相电，而是该电器的外壳需要接地。即这种电器需要用到火线、零线、地线三根线。

2.一般的小区配电系统为TN-S(其他配电系统不展开)，如图5所示。在变压器低压侧那里，从三个相线任意取一相来做单相电使用，中性点处直接接地，并分出两根线，一根作为零线(中性线接地了就称为零线)，一根作为保护地线(接用电器外壳做触电保护用)。以上三根线进小区配电柜，经过配电柜后连接入户，即是家庭电路里面的火线、零线、保护地线。

 

 

图5

三、火线/零线/地线

1.火线：变压器非中性点一侧引出的线为火线

2.零线：中性点引出的线为中性线，当中性点接地，中性线就称为零线。零线的接地叫工作接地，用电器工作在火线和零线之间的回路。

3.地线：地线又叫保护地线，即PE线，是接在用电器外壳上面的，防止用电器漏电导致人员触电

4.从图5可以看出，在这种TN-S家庭供电系统中，零线和地线是在变压器那里一起短接到地的，用万用表测家里的零线和地线会发现两者的确是连通的

5.家里的插座如图6，左零右火，中间地线。零线N是neutral，地线PE为protective earth