对地电压和相电压经常被放在一起讨论,但两者的含义并不相同。
对地电压,指电气设备发生接地故障时,接地设备的外壳、接地线、接地体等与零电位点之间的电位差。简单说,就是故障点相对大地的电位。
相电压是相线对中性线的电压。无论是三相变压器还是单相变压器,都有“相电压”这个概念,它由绕组匝数决定。而对地电压只存在于接地系统中:如果变压器中性点或单相中的零线(地)没有接地,系统和大地之间没有电气连接,自然也就不存在“对地电压”的说法。
对地电压之所以关键,是因为它决定了带电设备或导线的绝缘水平。如果绝缘选择不满足要求,就可能引起放电,甚至发生事故。
我国交流电压等级包括 750、500、330、220、110、60、35、10 kV 和 380/220V,其中市电为 380/220V。
市电就是通常所说的工频交流电(AC)。工业用电为三相 380V,指相线(俗称火线)与相线之间的电压为 380V。在三相四线制中,相线与零线间电压为 220V±10%。由于零线接地,因此相线与地线间电压同样为 220V±10%。民用电一般为单相 220V,即火线与零线间电压为 220V±10%。其实工业用电和民用电同属 380/220V 电源系统,只不过民用电仅使用其中一相。
如果三相电的相线与地线间电压为 380V,也就是说相线与零线间电压为 380V,就明显高于市电标准,不适用于 380/220V 的电机、电器。三相电中任意一条火线与地线之间的电压为 220V。
理想三相交流电压可以用下面这组公式表示:
V1 = A sin(2πft) = A sin(ωt)
V2 = A sin(2πft - 2π/3) = A sin(ωt - 2π/3)
V3 = A sin(2πft + 2π/3) = A sin(ωt + 2π/3)
其中 A 是电压峰值,f 是交流电压频率,ω 为角频率。
三相电负载的接法主要有两种:三角形接法和 Y 形(星形)接法。

三角形接法的负载引线为三条火线和一条地线,三条火线之间的电压为 380V,任一火线对地线的电压为 220V。
Y 形接法的负载引线为三条火线、一条零线和一条地线,三条火线之间的电压为 380V,任一火线对零线或对地线的电压均为 220V。
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