浅析三相五线制电路
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【摘 要】 目前，我国在企事业、商业、居民住宅、智能建筑、基建施工现场及临时线路，一律实行三相五线制供电方式，对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电，安全正确使用电力非常重要。
【关键词】 三相五线制 相位角 漏电保护 知识
1 三相电的基本概念
1.1 什么是三相电
众所周知，线圈在磁场中旋转时，导线切割磁场线会产生感应电动势，它的变化规律可用正弦曲线
表
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示。如果我们取三个线圈，将它们在空间位置上相差点120度角，三个线圈仍旧在磁场中以相同速度旋转，一定会感应出三个频率相同的感应电动势。由于三个线圈在空间位置相差点120度角，故产生的电流亦是三相正弦变化，称为三相正弦交流电。我们国家工业用电采用三相电，如三相交流电动机等。相与相之间的电压是线电压，电压为380V。相与中心线之间称为相电压，电压是220V。我们国家家庭用电采用380V或220V。电灯、电视、冰箱等家用电器都是220V。
1.2 三相五线制的概念
如图1所示，在三相四线制制供电系统中，把零线的两个作用分开，即一根线做工作零线(N)，另外用一根线专做保护零线(PE)，这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式。三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线。
1.3 为什么不是“五相”“六相”
“相”是指相位角，比如常说的三相电，是指相位角在空间互成120?交流电。如果使用移相技术，我们一样可以得到四相、五相、N相都可以～但那在电力拖动中没有实际的应用意义，只在电子技术中有时用到。为什么在电力拖动中大都使用三相(当然有时会用到单相)，而不是四相、五相呢,因为发电机的三相绕组在空间120?分布时，交变磁力线均可最大限度的切割它们，成而最以限度的发出电能。而三相用电器呢，除了相反的原理外，三相互成120?的回路又能最大限度的使用电能～
2 三相五线制供电的原理
2.1 为什么是三相五线制
在三相四线制供电中由于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。在零干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产生危险的电压，这是不允许的。
如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压，使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患。
2.2 三相五线制输送电力原理
从线路的性质上来说，火线(相线)是提供能源的线路，零线是单相电路中，给提供能源的线路一条电流回路(和相线形成电流通道)的线路，地线是作为保护电器设备、防止漏电而发生事故的一条“非正常”电流通道。这三条线，正常工作时，由相线(某一个单位时间内)提供电流，经过用电设备(负载)后由零线回到电源端;正常情况下，地线是没有任何
电流通过的。所以从性质上来看，这三条线路中的零线和地线，是不允许“并用”或合用的。
2.3 电器设备保护接地
按照规定，380伏(三相)的民用电源的中性点是不应该在进户端接地的(在变压器端接地，这个接地是考虑到不能因悬浮点位造成高于电源电压的点位，用户端的接地与变压器端的接地在大地中是存在一定的电阻的)，如果把电源的中性点直接接地(这在民用电施工中是不允许的)，漏电保护器就失去了作用，不能保护人身和电器设备的短路了。
因此，三相五线制地线在供电变压器侧和中性线接到一起，但进入用户侧后不能当作零线使用，否则发生混乱后就与三相四线制无异了。
2.4 漏电保护器的工作原理
如果有人体触摸到电源的线端即火线，或电器设备内部漏电，这时电流从火线通过人体或电器设备外壳流入大地，而不流经零线，火线和零线的电流就会不相等，漏电保护器检测到这部分电流差别后立刻跳闸保护人身和电器的安全，一般这个差流选择在几十毫安。
判定是否漏电的的原理依据是:流进和流出开关的电流必须相等，否则就判定为漏电。当漏电电流达到和超过一定的程度时，产生保护动作――跳闸。判定的阈值是可以设定的，因为电路就是我们设计的。只是应用时要根据不同的场合，选用不同灵敏度的保护器就可以达到保护人身和用电设备安全的目的。
3 安全用电，防止人身触电
漏电保护设备主要有漏电保护器或保护开关。在实际应用中，以人身安全保护为目的，则漏电电流小于30mA，视为安全，如大于30mA，则视为不安全，将产生保护动作。漏电保护的额定电流必须小于30mA，保护动作时间还应在0.1秒以内。
3.1 漏电保护参数选择
这两个参数的选择主要依据是:
(1)30mA:人体的感知电流――成年男性为1.1mA，女性为 0.7mA;摆脱电流男为16mA，女为10.5mA;儿童要较成人为小。在较短时间内危及生命的电流是致死电流，从两个方面理解:一是电流达到50mA就会引起心室颤动，有生命危险，而100mA以上的电流则足以将人致死，30mA以下暂时不会有生命危险。
(2)0.1秒:人的心脏每收缩扩张一次有0.1秒的间歇，而在这 0.1秒内，心脏对电流最敏感，若电流在这一瞬间通过心脏，即使电流较小，也会引起心脏颤动，造成危险。
3.2 漏电保护设备选择
(1)空气开关:空气开关是控制电气回路的分合开关，若以空气为灭弧介质的称空气开关。一般以额定电流(负荷)选择，做为电气回路的总开关使用。
(2)漏电保护器:当一个空气开关带有漏电保护功能时，称之为漏电保护开关。如果是一个单单用于漏电保护的电气装置，则称之为漏电保护器。
(3)导线面积:应通过计算确定(一般铜导线的安全载流量为 5,8A/mm2，铝导线的安全载流量为3,5A/mm2)
但必须注意，通常的漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频电源，对其它电源，如直流电源、高频电源是不适用的，千万不能乱用。
4 结语
在电力应用无处不在的今天，我们的生活无时无刻都离不开电力供应。三相五线制用电的普及，只有真正了解了相关知识，才能做到正确、安全使用电力。这对于我们的人身及设备安全运行是至关重要的。
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