AC：为什么要区分接地和中性？

电流流经处于不同电位的导体连接点。

除了多相细节之外，常见/常规AC系统使用3线设置：

• 导线1：线/火线/热线/相线，其点在2个电位之间振荡。

• 电线2：中性线，呈现未知/未指定和变化的电位点，但至少在某些时候仍会给电线1呈现一定的固定/指定电位差。

• 线3：地线/地线在与其周围的实际环境之间存在0V电位差。

除了要供电的某些设备外，电线1和电线2还用于构建闭合电路。如果发生任何故障并且设备的用户接触到Wire-1或Wire-2，则使用Wire-3（不考虑EMI /屏蔽问题）来确保电流将流过它而不是设备的用户。

但是，除此之外，Wire-2和Wire-3在某些点连接。这样做是为了确保Wire-2的电势保持接近Wire-3的电势。由于某种原因，这似乎很重要。

现在我不明白的部分是，如果电源线下方没有几米的距离，为什么在电源插座的Wire-2和Wire-3之间需要加以区分。

我试图进行查找，但是到目前为止我能找到的所有答案似乎都不完整。答案取决于问题的措辞方式：

• 如果问题的措辞是“为什么我们除了电线2之外还需要电线3”，答案是因为“电线2与其周围环境/用户可能存在巨大的潜在差异，因此如果他/她/她曾经接触过它或Wire-1”。

• 如果问题的措辞是“为什么我们除了Wire-3之外还需要Wire-2”，那么答案是因为“ Wire-2需要形成闭合的电路”或措辞有些不同，“ Wire-2需要创建导线1产生电位差，从而使电流流过。”论点还在于，在实际考虑时，导线3不能像导线2一样为导线1提供可靠/稳定的电位差。

但这并不能真正回答为什么需要区分Wire-2 / Wire-3的原因

• Wire-3保持Wire-3不变，并保持与其周围环境/用户的0V电位差，无论周围发生了什么其他事情..因为那是它应该做的事情，或者用不同的措辞来表达，因为这就是Wire-3被保留的原因首先有用..对吗？

和

• 电线2连接到电线3

我在这里想念什么？

• 为什么触摸电线3而不接触电线2是安全的？为什么电线3可以提供电线2不能提供的保护水平？

• 为什么要区分电源插座处的Wire-2和Wire-3，然后将它们沿线进一步连接？

如果电线100％可靠且电阻为零，则零线（接地导体）和安全接地（接地导体）之间不会有任何区别。但是，这两个条件均不适用。

即使在断路器面板上连接了中性接地导体和安全接地导体，从箱中抽出一定距离的电流消耗设备也可能导致中性接地导体的电压大幅下降。使用单独的安全接地导体将设备的任何裸露部分接地，可以避免中性线末端的电压出现在裸露部分上。

另外，使用分开的导体可以确保在不造成立即危险的情况下发生各种单一故障（尽管在未纠正第一个故障的情况下发生的第二个故障可能是立即危险的）。

1. 如果设备的裸露部分连接至安全接地导体，并且设备内的热线意外接触到这些部分，则短路电流应使断路器跳闸。

2. 如果断路器面板和设备之间的热线故障，则设备将无法通电，但设备附近的任何地方都不会存在危险电压。

3. 如果中性线接地失败，则设备中的中性线可能与直接的热电势仅相距几欧姆，但不会有电流流过，也不会有通向操作人员可能碰到的任何东西的路径。裸露的零件仍将安全地连接至安全接地导体。

4. 如果安全接地线发生故障，将不再保护该设备以防止热线接触外壳，但不会立即造成危险。

如果案件没有任何关联，则失败＃1将立即导致潜在的致命危险；如果它与中性线相连，则故障3将立即造成潜在的致命危险。但是，如果同时使用两条导线，则一次故障不会立即造成危险。

TL; DR：

接地线是一项安全功能，可确保您在某些情况下无法正常工作时保持安全。

您有一根中性线作为导电线来提供电源。

接地线可作为带有导电（金属）外壳的设备的安全接地点，并在情况变坏时作为电流的安全短路路径。

现在，有一些背景。在美国，电源以较高的电压输送到房屋，然后降低功率以提供230 VAC的中心抽头。

中性线连接到中心抽头。

从变压器输出的两端可以得到230VAC。

从任一端到中心，您都拥有115VAC。

因此，有2个电路可提供115VAC。这两个电路分别为房屋的一半照明和一半插座供电。

中性线因此漂浮，并且处于某个未知电压之上，该电压高于脚下（文字）接地的电压。触摸中立将非常危险。触摸任何一根带电的电线也是非常危险的。

为了防止中性线浮动，将其连接到房屋的地面-房屋下方的地面中有一根大的金属导体，可将其与真实的地面真正地连接起来。

处理电源系统有两个危险点。

一种是将自己连接在两条电压传输线之间的危险-显然，这会导致电流流过您的身体。

如果将自己连接到电压传输线和地面之间，则存在另一种危险-实际上就是脚下的地面。如果电源系统未接地，则始终会存在与地面之间的电压差。

可以通过一次不触摸多根导线来解决第一个危险-通常很容易做到。

第二个要困难得多。如果触摸未接地电源系统中的任何电线，则其与地面之间将存在电压差，电流将流过您的身体=死/死。

为了减少第二种危险，电源系统应接地。

在美国，您将中性线接地。现在（几乎）处于地电位。现在，只有一根线可以安全地（偶然地）触摸。这就是将中性线接地的原因。

现在，两根火线的接地电压为115VAC，但是每个插座中只有一根火线，因此接线更加安全-插座盒中只有一根电线会杀死您。

但是我们还没有结束。如果有大电流流过中性线，那么（由于欧姆定律）将在其与地面之间存在电压差，因此中性线不再真正处于接地电位。

考虑到美国房屋中的两个115VAC电路永远无法平衡，因此几乎总是有电流流过中性线，因此它实际上不是处于地电位。

现在，假设您正在使用带有接地金属外壳的设备。如果您将中性线用作安全地线，则外壳实际上并不是处于接地电位，因此如果触摸外壳，您会（希望是）产生低水平的刺痛感-不好，仍然会受伤。

如果火线与金属外壳之间存在短路，则外壳上的电压将上升==哎呀，哎呀，哎呀。如果中性线现在在电源线中断裂或在插座中连接不良，则金属外壳现在处于线路电压=没电了。

现在，想象一下带有安全接地线的同一设备。安全接地连接到金属外壳。由于永远不会有任何电流流过安全地线（除非它能保护您免受短路影响），设备的外壳确实处于接地水平，即完全安全，无刺痛感。

如果从火线到外壳的距离很短，则在断路器断开连接之前，外壳上的电压只会升高一点（地线的电阻）。电压可能会高到足以刺痛，但不足以杀死用户继续生活。

我认为，基于各种前提，这很可能是关于美国NEC（国家电气法规）要求的问题。

为什么要区分电源插座处的Wire-2和Wire-3，然后将它们沿线进一步连接？

因为如果将它们连接到主板的更上游，则您将有一条通过接地线的正常返回电流路径，这对于任何人触摸它或与之连接的任何物体（包括许多金属外壳）都会造成不安全的情况。一本关于这一主题的不错的书对此进行了详细的阐述。

中性点通过维修连接是接地导体，但不是接地导体，因为它不用于将其他任何东西接地。它仅用于承载从相线到中性线连接的灯，插座或其他设备的正常负载电流。接地导体在除服务处的连接以外的所有地方都与地面保持隔离。如果建立了多个接地连接，则负载中性点电流将在接地导体和EGC（设备接地导体）之间分配。这可能会导致在管道系统或金属结构和管道上的连续电流流动，这可能会导致电解腐蚀并由于辐射磁场而干扰敏感的电子设备。

实际上，美国的设置并不是万无一失的，因为猪排杆（变压器）由几间房屋（在小房子里）共享，而一间房屋内的空中线会通过附近房屋的接地产生以下电流返回路径，这就是调试起来并不容易（同一本书的图片）：

至于另一个问题：

为什么触摸电线3而不接触电线2是安全的？为什么电线3可以提供电线2不能提供的保护水平？

好吧，在大多数情况下它是更安全的。当然在发生故障时同样不安全。同一本书说（第104页）：

切勿认为接地电极导体已死。

最后，这种NEC要求的设置在IEC术语中称为TN-CS接地系统。在欧洲（包括英国），特别是在城市地区，TN-S系统很常见，在该系统中，从中性线一直到变电站都是分开的。

正如您在其他地方已经读过的那样，需要中性线来承载来自热的返回电流，但它仅在一个点处与地面相连以使其在意外接触时更安全。它仅摆动几伏，而不是一百或两伏。这就是为什么您总是切换负载的热端，即使这会使控制电路更加困难。

由于中性线会摆动几伏特，并且在极端情况下可能会发热和掉落，因此使整个混乱状态变得热起来，因此与污垢相比，要求地面提供真正的0V。这意味着它不能承载任何电流，因为那样会使它不再在设备端接地，就像中性线一样。但是，即使它不承载工作电流，也需要承载故障电流，以使用户否则可能会接触到高温而使保险丝/断路器跳闸。

您提出了一个很好的观点，我认为可以完全摆脱导线3（接地）是合理的。毕竟，这不像是屏幕阻止排放物发出的信号-它只是一根电线，通常横截面比带电或中性的要小。

但是，漏电断路器如何保护用户呢？它（一个ELCB）坐在那里，寻找从地线向下流回的地电流-该电流表明负载（电视，洗衣机，吊扇等）上正在发生异常情况。如果有电流流过，则某些绝缘层将被击穿，并且电器的潜在裸露部分（连接至地线）可能会因变质或误用而与带电线连接。如果发生这种情况，那么只有wire-3可以告诉我们。

现代装置（在欧盟中）使用RCB来做同样的事情，但不依赖于测量地电流-它们通过测量带电和中性线之间的“差”电流来暗示这一点。这是通过将L和N馈入环形磁芯并具有多匝次级绕组来完成的，如果“差”超过（例如）30mA以上，则该次级绕组可以触发复位。

现在，考虑一下用不良的电工为某人的房屋接线的方法-如果通过简单的电压表无法将中性与带电区分开，那么他（或她）的工作就困难得多。

只是一些想法。

如果没有电流流过电线3，则电线3上将没有电位（欧姆定律）。这样，连接到Wire-3的任何外壳也都处于接地电位，这意味着触摸安全，因为外壳与地面之间没有电位。

线2承载电流，如果连接到外壳，则将导致外壳到地面之间的电位，这可能是有害的。同样，如果Wire-2断开并且以错误的方式插入设备（Wire-2和Wire-1互换，很容易实现），则外壳突然具有完全接地的电位。

如果要将Wire-2的不同点接地，也将无法可靠地检测剩余电流-这些电流已经可以杀死您。

再往下走，只有受过训练的人员才可以与行接触，并且可能不再需要额外的安全性。这样一来，即使没有第四根导线一直回到发电机，您也可以节省很多钱。（有些系统是这样工作的）

至少这是我了解的-至少希望如此。

我保持并希望加强的理解是，“地面”被更明确地称为“安全地面”。为了安全起见，它被添加为辅助接地系统，以防万一“热”引线进入了设备的（金属）外壳。并非总是有3线单相电路。“中性线”或“回路”线是发电厂的回路导体。我总是尝试将其作为参考。（我可能在这里很远，但我的印象是实际上不需要回线；通过大地回线。请告知。）虽然我怀疑这样方便，但不对接地电路（绿色）进行常规维修电线开始用作电气控制电路（计时器等）的回路。电工和所有者也不想为此使用单独的电线，并且会因允许小的电流而作弊。传统的带灯墙壁开关是通过滴流穿过没有发现光的白炽灯泡电路的小电流来实现的。CFL将闪烁（随着电量增加）。如果墙壁照明开关用另外的电线制成，则单独的接地可使墙壁照明开关工作。那么，我们是否允许使用接地电路？我之所以说不，是因为它的目的是要确保自己不活着。le流方法是一个棘手的作弊，但不是开路。有点切线，但这是实际情况。传统的带灯墙壁开关是通过滴流穿过没有发现光的白炽灯泡电路的小电流来实现的。CFL将闪烁（随着电量增加）。如果墙壁照明开关用另外的电线制成，则单独的接地可使墙壁照明开关工作。那么，我们是否允许使用接地电路？我之所以说不，是因为它的目的是要确保自己不活着。le流方法是一个棘手的作弊，但不是开路。有点切线，但这是实际情况。传统的带灯墙壁开关是通过在没有发现光的白炽灯泡电路上滴一个小电流来实现的。CFL将闪烁（随着电量增加）。如果墙壁照明开关用另外的电线制成，则单独的接地可使墙壁照明开关工作。那么，我们是否允许这种接地电路的使用？我之所以说不，是因为它的目的是要确保自己不活着。le流方法是一个棘手的作弊，但不是开路。有点切线，但这是实际情况。我们是否允许使用接地电路？我之所以说不，是因为它的目的是要确保自己不活着。le流方法是一个棘手的作弊，但不是开路。有点切线，但这是实际情况。我们是否允许使用接地电路？我之所以说不，是因为它的目的是要确保自己不活着。le流方法是一个棘手的作弊，但不是开路。有点切线，但这是实际情况。

中性线（第2线）未接地。如果您没有汲取电流，则其测量值与插座上的接地值相同。

消耗电流后，插座中性线连接处的电压将不会为零。

让我们举个例子：

插座距离断路器50英尺，您要汲取12安培的电流（一个吹风机）14G导线。这个部位的电阻为0.13欧姆。

12A，* 0.13欧姆= 1.56V，位于出口处的刀片上。不多，但不为零。

此外，还有更新的断路器和GFI插头可检测接地线中是否有电流流动，如果有，则会跳闸。

根据国家/地区的不同，Wire-2并不总是中性的，并连接到Wire-3。导线1/2也可以是两个相位（均带电）。另一个方面是，Wire-3始终接地，以防止金属外壳在出现故障时带电。

这是简单的英语确切原因。如果您使用的是工具或设备，并且正常的“接地”以某种方式断开，那么您可能会成为默认的接地，至少可以说令人震惊。但是，如果电动工具的外壳，灯架或电炉中的所有金属也分别接地，则可以安全使用。在正常情况下，地面永远不会断开，但有时会断开，因此将第三根导线正确接地是一个好主意。同样，在错误的接线中，某些白痴有可能将两根电线反向连接，无论如何，许多电器都可以运行，但是外壳还是可以带电的！但是，如果外壳单独接地，则会立即烧断保险丝。