電,是我們日常生活中必不可少的東西了,可是我們很多人卻不了解我們使用的電是怎麼來的,220V電和380V電之間有什麼關係?
交流電是法拉第發現,因此法拉第也被稱為交流電之父。所謂交流電,就是電流做周期性的變化方向,其基本形式就是正弦波形式。這也是與直流電最基本的區別,直流電電流方向是恆定的。交流電的頻率,就是指一秒鐘內,交流電完成一個變化周期的次數。在中國,工業用電規定為50Hz,根據正弦波特點,我們知道每個正弦波有兩個方向的幅度,所以50Hz,就等於交流電在1秒內方向變化了100次。
我們日常生活中用的電,如電腦、電燈、電熱水壺、電冰箱、1P空調等,都是使用220V的交流電。而工業上用的電,大多是交流380V,當然也有更高的電,比如說660V等,但最常用的還是380V。為什麼要用380V電呢,主要原因如下:
1、產生旋轉磁場必須至少三相供電(不增加輔助設備情況下),三相交流電在交流電機定子繞組中可以產生旋轉磁場,而且這個磁場是穩定的具有固定旋轉方向的旋轉磁場。實際上,相數越多,越能能產生更穩定的旋轉磁場,當然成本也就越高,某些軍用設備能夠達到12相。
2、從發電方面來說,相同尺寸的三相發電機比單相發電機的功率大,在三相負載相同的情況下,發電機轉矩恆定,有利於發電機的工作。
3、從傳輸方面說,三相系統比單相系統節省傳輸線,三相變壓器比單相變壓器經濟。
4、從用電方面說,三相電容易產生旋轉磁場使三相電動機平穩轉動。
因此,綜合而言,工業上大多數都是380V用電。說了那麼多,到底380V電和220V電有什麼區別呢?其實很簡單:我們平常用的220V電,除接地線外,只有2根電線,一根是火線,另一根就是零線。火線就是從發電廠過來的,220V電就是火線對零線的電壓。零線是在發電機或者變壓器中性電進行接地,換句話說,220V電,實質上也就是火線對大地的電壓(我們定義大地電壓為零)。
380V交流電配電時,我們往往聽到三相五線接線。這個三相五線接線,實際就誰說3根火線、1根零線、1根地線,零線和地線跟220V中的零線和地線完全一樣。3根火線,指的是從變壓器拉過來的3根帶電的線,分別是A相、B相、C相電,一般情況下,它們帶的電壓是一樣的,對零線或者大地,都是220V。實際上,220V的火線,就是這三根線中的一根。
由於發電機發送出來的三相電,雖然電壓、頻率上是一樣的,但是相位上卻不一樣,分別相差了120°,見下圖所示:
三相電電壓波形圖
正是因為波形上存在了120°的相位差,所以相線對相線的電壓就是380V,如A相對B相、或者B相對C相、C相對A相,都是380V,它們是怎麼計算得來的呢?雖然真正推導起來有點麻煩,但是我們有一個很巧妙的方法。
由於三相電每一相電壓都一樣,所以我們根據矢量計算法,畫一個等邊三角,其夾角為120°,那麼它們的對邊的長度就是根號3×等邊長度。如果等邊為220V,那麼對邊就是:220V×根號3=380V。
現在徹底明白了380V和220V交流電的區別和應用了吧,所以日常生活中千萬不要以為兩根火線都是一樣,可以短接起來。如果那兩根火線不是相同的一根相電過來的,那麼它們之間的電壓差達到380V,一旦短接,比220V的電觸電還嚴重。
按照電工規範要求,配電電線實際上是有顏色區分的,一般來說A相電是黃色、B相是綠色、C相是紅色、零線是藍色、地線是黃綠色。但是實際施工中,不排除有些電工施工人員不按規範進行,為了省點電線錢,可能會把用剩的電線用到應該是不同顏色的電線上使用。