UPS不间断电源之关于电的常识

木犯001号

UPS不间断电源之关于电的常识 [复制链接]

问题集中

1.什么是三相交流电?380V电到底是3相4线还是3相5线?
2.民用电和工业用电的电压的区别在哪?
3.什么是保护地，工作地，地排，摇表?地线如何接比较好?为什么一定要有地线?
4.为什么零地电压要少于 1V ?为什么零地不可以短接?电流对电线的粗度有何要求?

解答

　　三相交流电

　　由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。

　　为什么是 3 相?

　　三相交流电可以使电机转动，当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动(电流的效应——电磁力)。

　　电到底是3相4线还是3相5线?

　　按照上面的说法，3相电只要3条相线加上一条地线，也就是3相4线就够了，为什么一般的380V设备是3相5线呢?

　　因为工业用电在实际中常常用于各种机电设备，这些机电设备在各个相线上所耗的功率常常不一样，比如在生产线上由于各设备之间连带相关动作的要求，A相上的电动机运行时，要求B相上的电动机是停止转动的，在所以各相上的功率消耗不一样，故电压也不同，所以需要一条中线来维持电压对等，所以常用的工业设备是3相5线的。

　　民用电和工业用电的电压的区别在哪?

　　220V 民用电： 火零线间电压220V ，火地也是220V ，IBM 设备要求零地压最好少于1V 。

　　380V 工业用电：各相线间电压380V ，相地之间电压220V ，所以说民用电就是三相之中的一相。电厂到居民变电站都是3 相5 线，变电站的作用之一就是把电分成很多个1 相3 线给居民使用，当然，在一相的电线中，不存在各相平衡问题，所以中性线就不需要存在。

　　看到这里，细心的你可能会问：

　　不知道怎么理解相线间的电压是 380 啊，它是怎么实现的呢?

　　因为相地之间的电压差都是220V ，等于说如果地是0 电位的话，三条相线都应该是220V 的电位啊，三条相线都电位相等，又怎么会有380V 的电压差呢?

　　上面的想法是用单纯的加减法，是直流电的算法，交流电又有不同，因为其实发电的时候出来的电压不是恒定的，是根据时间变化的，3 相线上的电压值有个相位差(其实就是时间差)，所以相线之间的电压差就是380V 。

?380V电到底是3相4线还是3相5线?

2.民用电和工业用电的电压的区别在哪?

3.什么是保护地，工作地，地排，摇表?地线如何接比较好?为什么一定要有地线?

4.为什么零地电压要少于 1V ?为什么零地不可以短接?电流对电线的粗度有何要求?

解答

　　三相交流电

　　由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。

　　为什么是 3 相?

　　三相交流电可以使电机转动，当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动(电流的效应——电磁力)。

　　电到底是3相4线还是3相5线?

　　按照上面的说法，3相电只要3条相线加上一条地线，也就是3相4线就够了，为什么一般的380V设备是3相5线呢?

　　因为工业用电在实际中常常用于各种机电设备，这些机电设备在各个相线上所耗的功率常常不一样，比如在生产线上由于各设备之间连带相关动作的要求，A相上的电动机运行时，要求B相上的电动机是停止转动的，在所以各相上的功率消耗不一样，故电压也不同，所以需要一条中线来维持电压对等，所以常用的工业设备是3相5线的。

　　民用电和工业用电的电压的区别在哪?

　　220V 民用电： 火零线间电压220V ，火地也是220V ，IBM 设备要求零地压最好少于1V 。

　　380V 工业用电：各相线间电压380V ，相地之间电压220V ，所以说民用电就是三相之中的一相。电厂到居民变电站都是3 相5 线，变电站的作用之一就是把电分成很多个1 相3 线给居民使用，当然，在一相的电线中，不存在各相平衡问题，所以中性线就不需要存在。

　　看到这里，细心的你可能会问：

　　不知道怎么理解相线间的电压是 380 啊，它是怎么实现的呢?

　　因为相地之间的电压差都是220V ，等于说如果地是0 电位的话，三条相线都应该是220V 的电位啊，三条相线都电位相等，又怎么会有380V 的电压差呢?

　　上面的想法是用单纯的加减法，是直流电的算法，交流电又有不同，因为其实发电的时候出来的电压不是恒定的，是根据时间变化的，3 相线上的电压值有个相位差(其实就是时间差)，所以相线之间的电压差就是380V 。

木犯001号

　为什么零地电压要少于 1V ?

　　一般来说，接地良好的地线电压都假定为0V ，假如零地电压差太大，就是零线的电压不为0 ，那火零电压就少于220V ，零地电压相差越大，火零电压就越不到220V ，电压不够，功率就不够，就推不动机器。

　　换个思路，假如机器接地不良好，假如零线的电压为0 ，零地电压太大，因为地线上的电压和机柜的电压是一样的，那就是说机柜带电，机柜带电的后果是不堪设想的。

　　为什么一定要有地线?

　　国家规定，金属用电器必须有地线。地线用于保护使用者，在漏电的时候，用电人和地线形成一个并联电路。由于地线电阻比较小，所以负载的电压大，人上负载的电压相对就很小。

　　什么是保护地，工作地?

　　在实际工作中，电工往往把零线叫做“工作地”，把地线叫做“保护地”。

　　什么是地排?

　　很多时候，电源中的地线可能会没有接地良好，或者电源头到大地的距离太长，已经有了电压差(所以零地电压不等于零)。

　　为了让设备更好的接地，通常机房中会专门有金属架埋到地上，称为地排，地线直接接到地排上效果最好。既保护了工程师，又保护了设备。

　　BTW ，基本上机房的架构都是： 主机——空气开关——配电柜——UPS——市电

　　地线如何接比较好?

　　因为主机电源线里面有地线，所以只要电源上的地线是接入和接地良好的电源配电柜的地线相连的空气开关。不过实际中很多配电柜中的地线都不是接地良好的，甚至没有接地点的。

　　我装机的时候见过很多次配电柜里面的地线，无接到空气开关上去(专业的术语叫做空开)。这时候电源里面的地线就没用了，这时候就要用到机柜下方的一个接地孔(有接地标志，不过无螺丝，要另外找)，把接地孔连到地排上去。顺便说一句， 我们的7014-T00 机柜的门和机柜主体之间有一条金属带子，就是起了门和机柜导通的作用，其实原理和地线差不多。

木犯001号

　KVA 和 KW 有什么区别?

　　我们在看很多 GUIDE 的时候往往会看到功率有时候用KVA ，有时候用KW 来表示。

　　UPS 的功率有两个，一个是输入功率(用KVA 表示)，一个是输出功率(用KW 表示)

　　输出功率= 输入功率 X 功率因数

　　功率因数就是UPS 消耗电的比例(一般是90% 以上，其实当成1 ，就是100% 就可以)

　　为什么零地不可以短接?

　　零地短接的时候，万一火线和零线接反了，整个机柜就相当于接在火线上，就会带电了。

　　摇表是什么?

　　摇表是一种检查电气设备、测量电阻的简便直读式仪表,通常用来测量电路、电机绕组、电缆等绝缘电阻。

　　对于我们，主要是测量接地电阻。因摇表大多采用手摇发电机供电,所以称摇表。要测量某个地方的绝对电压，要测得准的话，用一般的万用表是测不出来的，因为你不知道哪里才是绝对的接地(电压为0 )，用摇表就可以摇出来。

　　电流对电线的粗度有何要求?

　　所谓的几平方的线，就是横截面积是几平方毫米的电线，电线可以承载的电流和电线的粗细关系为：

　　1.5 平方电线的额定电流约为10A

　　2.5 平方电线的额定电流约为15A

　　4 平方电线的额定电流约为20A

　　6 平方电线的额定电流约为30A

　　10 平方电线的额定电流约为60A

　　一般我们的最低要求都是6 平方线，UPS 提供 30A 电流，所以如果客户的机房的电线太细，只有2.5 平方的话，要求客户更换粗的线缆。

maychang

“为什么是 3 相?”
更准确地说，3相发电、变电、输电……成本最低。
要说旋转磁场，2相也可以做到。特斯拉当年就是用2相交流驱动感应电动机的。但2相交流的成本(传输单位功率的成本)比3相高。4相、6相……传输单位功率的成本也比3相高。
所以，今天全世界都使用3相交流电。