Mikä on erillisten maajohdon sekä vaihtovirtajohdon ja neutraalijohdon tarkoitus sähkökytkentässä

Maalin erottaminen maanjäristys-, virta- ja nolla-johtimiksi sähköpiirissä

Virtajohto

Sähkön siirto: Virtajohto on pääjohto, joka vastaa sähkön siirtoa piirissä. Se siirtää vaihtovirtasähköntuotannon (kuten 220V verkon) tarjoaman vaihtovirran eri sähkölaitteisiin tarjotakseen laitteille työskentelyyn tarvittavan energian. Esimerkiksi, kun sytytetään valolamppu, virta kulkee virtajohtosta lampun sisään, läpi sen säteilyn, ja palaa sitten sähkölähdeeseen nolla-johtimella, mikä saa lampun hohtamaan.

Korkean potentiaalin luominen: Virtajohtolla on korkea potentiaaliero nolla- ja maajohtimiin nähden. Vaihtovirtapiireissä virtajohton jännite muuttuu sinimuodostuneena, ja sen huippu on yleensä 2 kertaa 220V:n neliöjuuri (noin 311V). Tämä korkea potentiaaliero on voima, joka ajaa virran kulkuun piirissä, jotta sähkölaitteet voivat toimia oikein. Esimerkiksi moottorissa virta, joka syntyy virta- ja nolla-johtimen välisen potentiaalieron seurauksena, aiheuttaa moottorin spiraaleihin magneettikentän, joka ajaa moottorin kierron.

Nolla-johto

• Silmukan muodostaminen: Nolla-johtimen pääröoli on muodostaa silmukka virtajohtimen kanssa, jotta virta voi kiertää sähkölähdeestä sähkölaitteisiin. Normaalilla tilalla nolla-johtimen potentiaali on lähellä geodeettista potentiaalia, ja maajohtimen potentiaali on hyvin lähellä. Esimerkiksi kotitalousverkossa virta kulkee virtajohtosta sähkölaitteisiin, tehdessään työtään, ja palaa sitten sähkölähdeeseen nolla-johtimella, suorittaen täydellisen silmukan.

• Jännitteen tasapainottaminen: Nolla-johto myös tasapainottaa jännitettä kolmivaiheisessa piirissä. Kolmivaiheinen nelijohdin sähkölähdelajissa kolmen virtajohtimen jännitteen vaiheero vaikutus on 120 astetta, ja kolmivaiheisessa piirissä jännitettä voidaan tasapainottaa nolla-johtimen avulla. Jos nolla-johto katkeaa tai yhteys on huono, se voi johtaa kolmivaiheiseen jännitteen epätasapainoon, minkä vuoksi sähkölaitteet eivät voi toimia normaalisti, ja ne voivat jopa vaurioitua. Esimerkiksi joissakin tehtaissa tai kauppapaikoissa, jos kolmivaiheinen kuorma on epätasapainossa, nolla-johtimelle kulkuvan virran määrä kasvaa, ja on tärkeää varmistaa, että nolla-johto on hyvin yhdistetty, jotta sähköjärjestelmä voi toimia vakaudessa.

Maajohto

• Turvallisuussuoja: Maajohtimen pääröoli on tarjota turvallisuussuojaa. Kun sähkölaite on vikana, kuten leviytyminen tai lyhyys, maajohto voi nopeasti tuoda leviytymisvirtauksen maahan välttääkseen ihmishenkilöiden sähköiskuja. Esimerkiksi, kun pesukoneen kuori on sähköistynyt, jos pesukone on yhdistetty maajohtoon, leviytymisvirtaus kulkee maahan maajohtomaisen, ei ihmiskehon kautta, suojellen käyttäjän turvallisuutta.

• Staattisen sähkön poistaminen: Maajohtot voivat myös poistaa sähkölaitteiden tuottaman staattisen sähkön. Joissakin kuivia ympäristöissä sähkölaitteet ovat alttiita staattiselle sähkökyllästymiselle, ja jos sitä ei poisteta ajoissa, staattinen sähkö voi kertyä korkeampaan potentiaaliin, aiheuttaen haittaa ihmishenkilöille tai laitteille. Maajohtoa yhdistämällä staattinen sähkö voidaan nopeasti vapauttaa maahan, varmistamalla laitteen ja ympäristön turvallisuus. Esimerkiksi tietokeskuksessa, jotta estetään elektronisten laitteiden sähköiskut, asennetaan yleensä maan yhdistäviä kupariviivoja, jotka yhdistävät kaikki elektroniset laitteet maajohtoon poistaakseen staattisen sähkön.

Yksi johto ei voi palvella kaikkia näitä tarkoituksia

Eri sähköominaisuudet: Virta-, nolla- ja maajohtimien sähköominaisuudet piirissä eroavat. Virtajohtolla on korkea potentiaaliero, ja se vastaa sähkön siirtämistä; Nolla-johto muodostaa silmukan ja tasapainottaa jännitettä; Maajohtimet suojavat ja poistavat staattisen sähkön. Jos yhden johtimen olisi tarkoitus toteuttaa nämä toiminnot samaan aikaan, se aiheuttaisi sähköpiirin sähköominaisuuksien epävakauden, lisäämällä sähkölaitteiden vikaan joutumisen riskiä. Esimerkiksi, jos maan ja virta- tai nolla-johtimet yhdistetään, kun sähkölaite leviyttyy, leviytymisvirtaus ei ehkä mene maahan ajoissa, mikä lisää ihmishenkilöiden sähköiskujen riskiä.

Turvallisuusstandardit eivät salli: Sähköturvallisuuden varmistamiseksi maat ovat kehittäneet tiukat sähköturvallisuusstandardit, jotka määräävät selkeästi, että virtajohto, nolla-johto ja maajohto on asennettava erillisesti. Nämä standardit perustuvat pitkäaikaiseen käytännön kokemukseen ja tieteelliseen tutkimukseen ihmisten elämien ja omaisuuden suojelemiseksi. Jos näitä standardeja rikotaan, käyttämällä yhtä johtinta kolmen johtimen sijaan, se voi johtaa vakaviin sähkötapaturmiin ja jopa henkilökohtaiseen vaaraan. Esimerkiksi sähköasennuksen rakentamisessa, jos rakennustyöntekijät yrittävät säästää kustannuksia yhdistämällä maan- ja nolla-johtimet, jos tapahtuu leviytymisongelma, leviytymissuojalaitteisto ei ehkä toimi oikein, mikä tuo suuria turvallisuusriskoja käyttäjälle.