交流电路是指电压和电流的大小和方向随时间做周期性变化的电路,主要是由交流电源、控制器件和负载(电阻、灯泡、电动机等)构成的。常见的交流电路主要有单相交流电路和三相交流电路两种,如图1-8所示。
图1-8 交流电路的结构
单相交流电路是由一相正弦交流电源作用的电路,如交流220V/50Hz的供电电路。这是我国公共用电的统一标准,交流220V电压是指相线(火线)对零线的电压,一般的家庭用电都是单相交流电,有单相两线式、单相三线式两种。
单相两线式是指仅由一根相线(L)和一根零线(N)构成的供电方式,通过这两根线获取220V单相电压,为用电设备供电。
如图1-9所示,一般在照明线路和两孔电源插座多采用单相两线式供电方式。
单相三线式是在单相两线式基础上添加一条地线,相线与零线之间的电压为220V,零线在电源端接地,地线在本地用户端接地,两者因接地点不同可能存在一定的电位差,因此零线与地线之间可能存在一定的电压。
图1-9 单相两线式供电方式
图1-10所示为单相三线式供电方式。
图1-10 单相三线式供电方式
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一般情况下,电气线路中所使用的单相电往往不是由发电机直接发电后输出的,而是由三相电源分配过来的。
三相交流电路是由三相正弦交流电源作用的电路。在我国,三相低压电气设备所用的电源统一为三相交流380V/50Hz。三相线之间的电压大小相等都为380V,频率相同都为50Hz,每条相线与零线之间的电压为220V。三相交流电路主要有三相三线式、三相四线式和三相五线式三种。
三相三线式是指供电线路由三根相线构成,每根相线之间的电压为380V,因此额定电压为380V的电气设备可直接连接在两根相线上,如图1-11所示。
图1-11 三相三线式供电方式
三相四线式交流电路是指由变压器引出四根线的供电方式,如图1-12所示。其中,三根为相线,另一根为中性线(俗称零线)。零线接电动机三相绕组的中点,电气设备接零线工作时,对电气设备起到保护作用。
图1-12 三相四线式供电方式
特别提示
在三相四线式供电方式中,三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利。在零线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备会产生危险的电压,这是不允许的。
在三相五线式供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线作为工作零线(N),另一根线作为保护零线(PE或地线),如图1-13所示。增加的地线(PE)与本地的大地相连,起保护作用。所谓的保护零线就是接地线。
图1-13 三相五线式供电方式