先看下图,图中就是大家都在使用的笔记本,还有它的电源插头。不难看出,笔记本电源插头是三插的。
下图是这台笔记本插头取电的客厅插座:
不管是居家配电的单相插座,抑或是写字楼里的单相插座,或者是工业用电的单相插座,左侧插孔一定是中性线,右侧插孔一定是相线。对于三插插座,上部的插孔一定是地线。这个问题与地线的功能密切相关。
先弄清几个概念:
第一个概念:接地的用途是什么?
所谓接地,指的就是把用电设备的金属外壳与地线连接。为何如此?其目的有两个:第一个目的,当用电设备内部的相线与外壳相接也即发生漏电时,地线会流过漏电电流,于是线路保护装置(漏电开关和微型断路器)就会执行跳闸保护;第二个目的,就是确保用电设备的外壳电位为零,即便发生了漏电,也不会对人体产生电击。
如此看来,用电设备的外壳是金属的,那么它的外壳就一定要接地;反之,若用电设备的外壳是非金属的,它的外壳就不一定要接地。
我们看到电蚊香的外壳是塑料的,电蚊香采用了双插插头。电风扇是最矛盾的用电电器:它的外壳是金属的,它应当采用三插插头。然而,市售的电风扇插头都是双插的,我也是挑了许多品牌的电风扇,最后没得选,只能用此双插插头的电风扇产品。不知道现在市场上的电风扇是否有所改进?
第二个概念:插座所在位置的配电线路是如何构建的?
我们以居家配电线路为主来展开讨论。下图是一幅居家配电线路图:
小编来仔细解释这张图:
①图的左上方是居家配电的入口处,我们看到了火线L和零线PEN。注意到火线其实就是相线,而零线PEN在电力变压器处已经有过一次工作接地,所以它的电位为零。
在入户墙体的外侧(左侧),我们看到零线再次重复接地,然后分开为中性线N和保护线PE。接着,它们与相线L一同入户。
从此以后,在户内不再有零线,只有相线L、中性线N和保护线PE。知晓这一点很重要!!!
②入户后,我们看到相线L和中性线N被引入到一个双极的微型断路器(简称微断,俗称空气开关)中,而微断的下方出口处安装了漏电开关RCD的零序电流互感器。漏电开关与微断直接联动,若发生了漏电,则RCD将驱动进线微断执行跳闸操作。
③在图的中部和下部,我们看到了系统母线,包括相线母线L、中性线母线N和保护线母线PE。我们还看到了母线上连接了两只馈电微断,分别接到户内照明灯和台灯插座。
注意:户内照明灯安装在天花板上,人无法触及,因此它无需连接地线;台灯安放在写字桌子上,因此台灯的金属外壳必须接地。我们看到,图中台灯的外壳的确已经接地。
现在,我们可以回答这道问题了:这是认识错误! 使用三孔插座的唯一目的,就是使得用电电器的金属外壳接地,与功率大小无关!
我们在设计家装配电系统时,作为户主,没有几个是懂得配电知识的。但只要遵循以下几个原则,就可以为我们家的用电安全构建安全防护。居家用电安全原则如下:
1、必须为居家配电系统引入地线。
2、必须在居家配电系统安装漏电开关。尤其是浴房的热水器,一定要确保带有漏电保护。
3、凡属于人手可触及的带有金属外壳的用电设备,它的插头最好使用三插的,以此确保用电设备的外壳接地。
作者:张白帆(Patrick Zhang),ABB公司的资深电气工程师,在知乎网拥有超过18万粉丝的电气领域大神。北京地铁、首都机场T3航站楼、长江三峡永久船闸、上海磁悬浮列车、大亚湾核电站等数百项目中均留下他的足迹!已出版《低压成套开关设备的原理及其控制技术(第3版)》、《老帕讲低压电器技术》等图书。