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

Я знаю, что нейтральная точка распределительного трансформатора подключена к заземляющему (заземляющему) проводу, поэтому я думаю, что они одинаковы.

Можно ли использовать нейтральный провод для защиты электрических устройств в металлическом корпусе, подключив его к корпусу (крышке)?

Могу ли я использовать заземляющий провод для замыкания цепи? Например, можно ли подключить лампочку между проводом под напряжением и проводом заземления?

Я думаю, что ответом будет «Да, но это плохо», но я не знаю, почему это плохо.

Редактировать:

транзистор, большое спасибо за ваш отличный ответ и ваше время. Я ценю это. У меня есть еще одна вещь, которую я до сих пор не понимаю. Интересно, не могли бы вы ответить мне, и я надеюсь, что я не буду беспокоить вас своими вопросами.

Если лампа подключена следующим образом:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Если покупатель дотрагивается до лампы, когда она включена, я не думаю, что она заметит небольшое покалывание, потому что обратный путь - это земля.

Если отвалился нейтральный провод, металлический корпус не находится под напряжением. Если провод заземления упал, лампочка просто выключится, но опасности нет. Правильно ли подключать устройства таким образом?

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

На рис. 1 и 2. показана опасность заземления через нейтраль.

В первом примере Lunatic «Lectrician» заземлил корпус лампы, подключив его к нейтральному проводу. Все выглядит нормально, хотя покупатель замечает небольшое покалывание, когда она касается лампы, когда она включена. Это потому, что есть небольшое падение напряжения, вызванное током через обратный провод. Клиент живет в этот раз.

Во второй ситуации один из проводов Лунатика Лектрика упал. К сожалению, это был обратный провод, и теперь металлическая лампа работает. (Сопротивление лампы недостаточно для защиты покупателя.) Lunatic 'Lectrician может потерять этого покупателя.

^{смоделировать эту схему}

Рис. 3. Опасность изменения фазы при подключении «нейтрали» к раме лампы.

В настоящее время не все страны используют поляризованные вилки, и, к сожалению, Lunatic 'Lectrician работает в одной из этих стран. Есть 50/50 шансов, что вилка будет работать «безопасным» образом. Есть 50% -ная вероятность того, что так будет.

Вам нужно больше убедительности?

^{смоделировать эту схему}

Рисунок 4. Правильно подключенная лампа.

Рассмотрим, что происходит в правильно подключенной системе. Если провод под напряжением падает с лампы и касается металлического корпуса, большой ток будет течь на землю. Если предохранитель имеет правильную номинальную мощность, он быстро перегорит, отключая подачу электропитания. Если нейтраль замыкается на корпус, неисправность может не обнаруживаться, и ток может разделяться между нейтральным и заземляющим проводами. RCD / ELCB защитит от этого типа ошибки, но это другой вопрос .

Обновление после обновления вопроса.

^{смоделировать эту схему}

Рисунок 5. Обрыв провода заземления.

Нет. Никогда не безопасно использовать заземляющий провод в качестве нейтрали. Рассмотрим рисунок 5: провод заземления оборвался, и все, что с ним связано, станет активным после включения S1. Это слишком опасно. Это может привести к фатальной путанице для следующего человека, который будет модифицировать систему. Придерживайтесь хорошей практики, местных норм и наслаждайтесь долгой жизнью.

Хотя обычно нейтральный провод и заземляющий провод имеют один и тот же потенциал, и поэтому их можно эффективно заменить с чисто электрической точки зрения, то, как они соединены, делает их очень, очень разными.

Бытовая электрическая система всегда должна иметь два защитных устройства:

• УЗО, также известное как устройство защитного отключения
• выключатель

УЗО подключено к току и нейтрали и измеряет разницу тока между двумя проводами: если разница становится слишком большой, отключается выходная проводка. Цель этого устройства состоит в том, чтобы избежать того, чтобы ток, исходящий из под напряжением, не возвращался через нейтраль: это может произойти, если такой ток течет на нагрузке, например, на человека, который не связан с нейтралью, а с каким-то другим подобным потенциалом, как земля.

Выключатель обычно включает в себя два расцепляющих механизма: магнитный и тепловой. Магнитный механизм срабатывает, если ток, протекающий в выключателе, становится слишком высоким даже на короткое время, тогда как тепловой механизм срабатывает, если в течение длительного времени протекает несколько большой ток. Целью этого устройства является предотвращение возгорания проводов, при этом допускаются сильные, но не слишком сильные пики тока, которые длятся недолго.

Если вы просто поменяете местами «живое» и «заземленное» при нагрузке, УЗО просто отключится, и ничего интересного не произойдет, просто забудьте об этом. Если УЗО нет, а у вас небольшая / длинная / плохая проводка, вы можете поднять землю с земли на несколько вольт, и это плохо.

У Владамира есть важный ответ: мы относимся к двум проводникам по-разному, даже если они номинально имеют одинаковое напряжение. Он приводит пример УЗО, и GFCI, которые вы видите в современном строительстве в США, работают очень схожим образом. Ожидается, что текущий ток горячего провода и нейтрального провода будет равным по величине. Если это не так, RCD / GFCI показывает, что ток должен возвращаться по другому маршруту (заземляющий провод, водопровод и т. Д.), Чтобы он отключился.

Есть еще одна причина, которую он не упомянул, а именно, что они номинально находятся под одинаковым напряжением. Медные провода не идеальны. У них есть некоторое сопротивление. Это означает, что ток, протекающий через нейтральную линию, может «поднять» его до напряжения над землей. Как правило, это достаточно мало, чтобы мы не замечали, но стереооборудование замечает большиевремя. Звуковое оборудование часто должно измерять небольшие напряжения (то есть менее 1 В) по отношению к общему узлу, и затем они усиливают этот сигнал, чтобы отправить его на динамики. Это измерение часто делается выключение «основного» опорного напряжения (по многим причинам). Если вы начнете помещать шум на «землю», он начнет довольно быстро появляться в звуке. Вот почему многие стереоусилители имеют либо 3-контактный разъем, либо отдельный порт заземления, который вы можете подключить к заземлению, если близлежащие электрические помехи сильно влияют на качество звука.

Отвечая на вопрос в редакции:

Если лампа подключена следующим образом:

Если покупатель прикасается к лампе, когда она включена, я не думаю, что она заметит небольшое покалывание, потому что обратный путь - это земля.

Если отвалился нейтральный провод, металлический корпус не находится под напряжением. Если провод заземления упал, лампа просто выключится, но опасности нет. Это правильно для подключения устройств таким образом?

Электроны не заботятся о цвете проводов или произвольных метках, которые мы прикрепляем к ним. Если бы у нашего питающего кабеля было три провода, изолированных белой и зеленой пластмассой (я предполагаю, что здесь используются североамериканские цветовые коды), и мы соединили все осязаемые металлоконструкции с белым проводом и все пути возврата к зеленому проводу, то не было бы никакого непосредственного риска шока. Даже если "единственная ошибка" развилась.

Однако есть несколько причин, почему это плохая идея.

1. Во многих практических кабелях провод заземления - это не просто еще один покрытый пластиком проводник, который отличается только по цвету от других проводов. Он может быть изолирован от людей, которые касаются кабеля только внешней оболочкой, тогда как другие проводники изолированы как собственной изоляцией, так и внешней оболочкой. Иногда он не может быть изолирован от людей, которые касаются кабеля вообще.
2. Соглашения - это соглашения по причине. Даже если ваша система со странными цветами проводов безопасна в том виде, в каком она есть, достаточно, чтобы кто-то пришел и внес изменения в нее, предполагая, что она соответствует стандарту, чтобы сделать ее небезопасной.

Раньше это было стандартной практикой в ​​домашней проводке - 3-х контактные розетки, которые имели N и PE, соединенные мостом, и использовали 2 провода в стене. Меньший риск поломки провода и возникновения сценария наихудшего случая, описанного выше; тем не менее, поврежденная или плохо выполненная / модифицированная проводка привела к достаточному количеству несчастных случаев, что привело к отказу от такой практики в большинстве мест.