地线有什么用?没接地线有什么后果?如何检测有没有接地线
我们来看下图:
这张图内容较多,我来仔细解释一下。
我们看图中的左上角,也即总配电室开关设备。
我们看到,变压器三相绕组的中性点接了地,然后以 PEN 零线的形式引出;而三相则引至母线系统,再由各个馈电回路通过电缆发送到住宅总配电电度表箱(图中的中上部)。
现在,我们把着眼点放在住宅总配电电度表箱处。我们看到,PEN 在箱内通过 MEB 再次接地,接地后分开为 N 线和 PE 线连同相线 L 一同进入我们的居家中,由此完成入户。
在上述过程中,我们看到 PEN 线有两次接地。
PEN 线第一次接地在变压器的中性点。这里接地的意义在于获取零电位,IEC60364 和 GB16895 把这种接地叫做工作接地,用 T 来表示。
PEN 线第二次接地在入户前,接地后 PEN 线分开为 N 线和 PE 线。这里接地的意义在于保护人身安全,,IEC60364 和 GB16895 把这种接地叫做保护接地,用 N 来表示。
三相连同 PEN 线输送给最终用户,这种接地形式被 IEC60364 和 GB16895 称为 TN-C 接地系统;如果入户前 PEN 线再分开为 N 和 PE,这种接地形式被 IEC60364 和 GB16895 称为 TN-C-S 接地系统。
我们继续看入户后的居家配电箱,在图的中间右侧。
首先,入户有三条线,分别是相线 L,中性线 N 和地线 PE。
入户后,相线和中性线接到 2 极的总开关,之后接到配电母线。最靠近主开关的是漏电开关 RCD,此 RCD 开关为系统的插座提供电能和执行线路保护。
我们看到 RCD 的下方有零序电流互感器(椭圆符号)。当相线和 N 线的电流相同时,零序电流互感器输出为零;当 RCD 的出线侧发生漏电时,相线电流大于 N 线电流,也即 I:
。若相线与 N 线电流之差大于 30 毫安,也即:
,则 RCD 将跳闸执行线路保护。
在图的右下方,我们看到有两只插座上接入电饭煲,而且左边的插座接地线是正常的,右边的擦合作接地线已经撤离。那么这两台电饭煲均发生单相接地故障,会出现何种现象呢?
右边电饭煲的金属外壳接有接地线,于是一方面漏电电流沿着接地线返回到总配电箱,再沿着 PEN 线返回到电源,见图中紫色线。由于流过 RCD 开关的相线电流大于 N 线电流,所以 RCD 会执行漏电保护;同时,由于单相接地电流比较大,近乎于相线对 N 线短路,因此主开关也有可能会动作;另一方面,由于接地极和地线的电阻很小,因此右边电饭锅尽管发生了单相接地故障,但它的金属外壳上的电压并不高,不会超过 50V 安全电压,因而也不会出现人身伤害事故。
由此可知:若电饭锅的金属外壳有接地,则当发生单相接地故障时,RCD 和主开关都会跳闸保护。 当然,主开关的保护电流会更大一些。
再看左边的电饭锅,它的金属外壳未接地。当发生单相接地故障时,尽管电饭锅外壳带电,但因为流过 RCD 的电流未发生变化,主开关的电流也没有变化,于是 RCD 和主开关均不会产生线路保护动作。同时,它的金属外壳上的电压就是相电压,触及电饭锅外壳的人有可能发生电击事故。
由此可知:若电饭锅的金属外壳未接地,则当发生单相接地故障时,RCD 和主开关都不会跳闸保护,因而可能发生人身伤害事故。
现在我们来回答题主的问题:
第一:地线有什么用?
回答是:有两种接地,分别是系统接地和保护接地。
系统接地的任务是建立零电位参考点;保护接地的任务是保护人身安全。
对于保护接地,它的任务是:
A)提供设备与接地体之间的的低阻抗连接,由此也降低了人身电击伤害的危险;
B)给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路,使熔断器或断路器得以动作。
注意 1:在 TN 系统下,单相接地故障电流被放大为相对 N 的短路电流,因此过电流保护装置能够执行保护操作;
注意 2:我们来看上图中左下角的两张图。
左图中,我们看到当发生单相接地故障时,由于地线的电阻远远小于人体的接触电阻,因此流过人体的电流被极大地减小了;右图中,系统未接接地线,因此当发生单相接地故障时,人体由于接触到了相电压,因此受到电击伤害的可能性极大。
C)给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路。
第二:不接地线可能会导致哪些后果?
回答:可能出现人身伤害事故。
第三:怎样检测家里是否接了地线?
回答:
方法 1:只要看看入户处是否有地线即可。
方法 2:把 RCD 的输出端相线快速对地短接一下,看看 RCD 是否动作。若没有接地线,或者未做好接地线路 i,则 RCD 不会动作。
本问题下有两条回答说用万用表来检查是否有接地,这种检测方法的准确度极低。
对于家装的接地线,我们假定它的截面为 2.5 平方,查表得知每公里的电阻为 6.880 欧。假定家装线路的长度为 30 米,再假定流过的漏电电流为 1A,则此 30 米的接地线它的电压降为:
不要说一般的家庭都没有万用表,就算有,要测量出 220V 电压中出现了 0.21V 的电压偏差,几乎就不可能。
当线路正常时,相线对地线和相线对 N 线的电压偏差,其差别也微乎其微,根本就不可能用来作为判断是否接有地线的依据。
也因此,通过直观地看入户处是否有地线,或者看电表箱内是否有 MEB 线等方式,其可行性相对会高一些,也准确一些。