Почему мы не используем нейтральный провод для заземления устройств и заземляющий провод для замыкания цепи?

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Рис. 1 и 2. показывают опасность заземления через нейтраль.

В первом примере Сумасшедший «Лектриан» «заземлил» корпус лампы, подключив его к нейтральному проводу. Все выглядит нормально, хотя клиентка замечает легкое покалывание при прикосновении к лампе, когда она включена. Это связано с небольшим падением напряжения, вызванным током через обратный провод. Клиент живет на этот раз.

Во второй ситуации один из проводов Lunatic 'Lectrician отвалился. К сожалению, это был обратный провод, и теперь металлическая лампа находится под напряжением. (Сопротивление лампы недостаточно велико, чтобы защитить клиента.) Сумасшедший «Лектор» может потерять этого клиента.

^{смоделируйте эту схему}

Рис. 3. Опасность переполюсовки при подключении «нейтрали» к корпусу лампы.

В настоящее время не во всех странах используются поляризованные вилки, и, к сожалению, Lunatic 'Lectrician работает в одной из этих стран. Вероятность того, что вилка пойдет «безопасным» путем, составляет 50/50. Вероятность того, что это произойдет, составляет 50%.

Вам нужно больше убедительности?

^{смоделируйте эту схему}

Рисунок 4. Правильно подключенная лампа.

Рассмотрим, что происходит в правильно подключенной системе. Если провод под напряжением сорвется с лампы и коснется металлического корпуса, на землю потечет большой ток. Если предохранитель имеет правильный номинал, он быстро перегорит, отключив питание. Если нейтраль замыкает на корпус, неисправность может быть не обнаружена, а ток может разделиться между нейтралью и проводом заземления. УЗО / ELCB защитят от этого типа неисправности, но это другой вопрос .

Обновление после обновления вопроса.

^{смоделируйте эту схему}

Рисунок 5. Обрыв заземляющего провода.

Нет. Использование заземляющего провода в качестве нейтрали никогда не является безопасным. Рассмотрим рисунок 5: заземляющий провод оборвался, и все, что к нему подключено, заработает после включения S1. Это слишком опасно. Это вызовет потенциально фатальную путаницу для следующего человека, который модифицирует систему. Придерживайтесь передовой практики, местных правил и наслаждайтесь долгой жизнью.

Хотя обычно нейтральный провод и заземляющий провод имеют одинаковый потенциал и поэтому могут быть эффективно заменены с чисто электрической точки зрения, способ их соединения делает их очень и очень разными.

Бытовая электросистема всегда должна иметь два устройства защиты:

• УЗО, оно же устройство защитного отключения
• автоматический выключатель

УЗО подключается к току под напряжением и нейтрали и измеряет разницу токов между двумя проводами: если разница становится слишком большой, он отключается, отключая нисходящую проводку. Целью этого устройства является предотвращение того, чтобы ток, идущий от сети, не возвращался обратно через нейтраль: это может произойти, если такой ток протекает на нагрузку, например, на человека, который подключен не к нейтрали, а к другому подобному потенциалу. как земля.

Выключатель обычно включает два механизма отключения: магнитный и тепловой. Магнитный механизм срабатывает, если ток, протекающий в выключателе, становится слишком высоким даже на короткое время, в то время как тепловой механизм срабатывает, если в течение длительного времени протекает несколько высокий ток. Цель этого устройства состоит в том, чтобы избежать возгорания ваших проводов, в то же время допуская высокие, но не слишком сильные скачки тока, которые длятся в течение короткого момента.

Если вы просто поменяете местами питание и землю при нагрузке, УЗО просто сработает, и ничего интересного не произойдет, просто забудьте об этом. Если нет УЗО и у вас маленькая/длинная/плохая проводка, вы можете поднять землю относительно земли на несколько вольт, и это Плохая вещь.

У Владимира есть важный ответ: мы относимся к двум проводникам по-разному, даже если они номинально находятся под одним и тем же напряжением. Он приводит пример УЗО, и устройства GFCI, которые вы видите в современном строительстве США, работают очень похоже. Ожидается, что ток, протекающий по горячему проводу и нейтральному проводу, будет равен по величине. Если это не так, RCD/GFCI считает, что ток должен возвращаться по другому маршруту (заземляющий провод, водопровод и т. д.), поэтому он сработает.

Есть и вторая причина, о которой он не упомянул, а именно то, что они только номинально имеют одинаковое напряжение. Медные провода не идеальны. У них есть какое-то сопротивление. Это означает, что ток, протекающий через нейтральную линию, может «поднять» ее до напряжения выше земли. Как правило, это достаточно мало, чтобы мы не замечали, но стереооборудование замечает большиевремя. Звуковому оборудованию часто требуется измерять небольшие напряжения (т.е. менее 1 В) относительно общего узла, а затем они усиливают этот сигнал, чтобы отправить его на динамики. Это измерение часто выполняется вне опорного напряжения «земли» (по многим причинам). Если вы начнете помещать шум в «землю», он довольно быстро начнет проявляться в звуке. Вот почему многие стереоусилители имеют либо 3-контактный разъем, либо специальный заземляющий порт, который вы можете подключить к земле, если близлежащие электрические помехи сильно влияют на качество звука.

Отвечая на вопрос в редакции:

Если лампочка подключена следующим образом:

Если покупатель коснется лампы, когда она включена, я не думаю, что она >заметит легкое покалывание, потому что обратным путем является земля.

Если нулевой провод отвалился, металлический корпус не находится под напряжением. Если заземляющий провод отвалится, лампочка просто погаснет, но опасности нет. Правильно ли подключать устройства таким образом?

Электроны не заботятся о цвете проводов или произвольных ярлыках, которые мы им прикрепляем. Если бы наш питающий кабель имел три проводника, изолированных черно-белым и зеленым пластиком (здесь я использую североамериканские цветовые коды), и мы подключили бы все металлические конструкции, к которым можно прикасаться, к белому проводу, а все обратные пути к зеленому проводу, то не было бы непосредственного риска. шока. Даже если развилась «единичная ошибка».

Однако есть несколько причин, почему это плохая идея.

1. Во многих практических кабелях заземляющий провод представляет собой не просто еще один проводник с пластиковым покрытием, который отличается от других проводов только цветом. Он может быть изолирован от прикосновения людей к кабелю только внешней оболочкой, а другие жилы изолированы как собственной изоляцией, так и внешней оболочкой. Иногда он может быть вообще не изолирован от прикосновения людей к кабелю.
2. Соглашения являются соглашениями по какой-то причине. Даже если ваша система со странными цветами проводов безопасна в своем нынешнем виде, достаточно, чтобы кто-то пришел и внес в нее изменения, предполагая, что она соответствует стандарту, чтобы сделать ее небезопасной.

Раньше это было стандартной практикой в ​​домашней электропроводке: 3-штыревые розетки с перемычкой N и PE и 2 проводами в стене. Меньший риск обрыва провода в стене и возникновения описанного выше наихудшего сценария; тем не менее, поврежденная или плохо выполненная / модифицированная проводка привела к достаточному количеству аварий, чтобы в большинстве мест отказаться от такой практики.