一文解析电器上的地线如何防止人体触电

时间： 2024-10-23 来源：鼎阳科技（SIGLENT鼎阳知乎）

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我们都知道，电器上的地线是为了安全保护，防止触电而存在的。那么地线到底是怎么样、通过什么方式来防止人体触电的呢？相信大家也很好奇这个问题。所以本文将和大家来详细聊聊为什么接上地线的电器更安全？又怎么才算接上了地线？什么时候要接地线？

家庭电力的初始来源是发电厂，发电厂把电发出来之后，通过变电站把电变成高压进行传输，再在入户通过层层转换，把电转化为适合家用的幅值，将电力引入我们的家中。比较了解家庭用电的小伙伴们可能知道，家庭电路中入户电线有三根：零线、火线、地线。通常来说，火线是红色、黄色或者绿色，零线时蓝色，地线则是黄绿相间的。

其中，火线和零线是用来供电的。他们的区别在于对地电压不同。火线对地电压是220V，零线对地电压是0V（因为零线就是和地接在一起的）。这样用电器在接上火线、零线时，两端就会产生电压差，通电成功，你也就用上电了。

我们可以使用鼎阳SDS800X HD 示波器实际测量一下，看看市电的幅值。可以看到，火线对零线的电压有效值大致为220V，峰值可以达到300多伏，是远超过人体安全电压36V的。

而正因为它们的电位不同，我们碰到它们的结果也不同。如果零线和火线直接接在一起，由于人体的电阻相对较少，就相当于直接短路，会产生大电流。电流通过人体形成回路，从而可能导致烧伤、心脏骤停等触电事故。

如果我们只碰到了火线，同时站在地上，把自己“接地”，让脚电位成为0V，手脚之间的电压差也会高达220V，人体就成为了导通电的导体，即刻触电不是梦。

不过，如果我们碰到零线，由于手脚都是0V电位，没有电压差，在正常情况下是不会触电。但仅作理论探讨，不宜尝试。

听上去这个系统已经很完整了，而且前面也提过，零线本身就是接地的，那让我们回到题目的一个问题：地线到底是怎么保护人的呢？或者说，为什么我们还需要一根地线来保证安全呢？这个问题其实和题目上另一个问题息息相关：为什么有的插头是两个脚的，有的插头是三个脚的。两个脚的插头很简单，一个头接上零线，一个头接上火线，把电引入用电器就完事儿了，很符合我们的逻辑。

而三个脚的插头，多出来的脚是插在地线上的。现行的三角插头都遵循“左零右火上地线”的原理排布，当你把三个脚的插头插入插座时，实际上就是把用电器接在了零线、火线、地线三根线上。

零线和火线直接连接设备电路，地线则最终会接到用电设备的外壳上，所以大致的示意图是这样的。可以看到，地线这条路是独立的，不会接触零线和火线。

如果你注意观察会发现，通常都是具有金属外壳的设备才会使用三脚插头。金属外壳的设备具有很好的导电性能，在某些情况下是能带电的。比如说，潮湿、进水、故障等原因，绝缘性材料性能下降或者失效，火线和外壳产生了连接，此时外壳就会带电。

这个时候，如果你在没有地线的情况下触碰外壳，触碰点和接地点之间就会产生电位差，电流从你身体里流过，你就触电了。

但如果有地线，那么地线至少能给你带来两重保护。首先，这种情况下，由于我们脚底的电位和地线电位都是0V，相当于我们和地线产生了并联关系。地线由于是导线，电阻很小，所以电流会优先从电阻更小的支路流过，减小人体身上流过的电流，起到一个保护作用。

更重要的是，在火线接上外壳的情况下，火线相当于直接接触了地线，原本应该在接触完用电器后全部回流至零线的电流分出了一部分到地线上，火线零线电流不相等，此时漏电保护器就会开始工作，直接跳闸，在你摸到外壳前就能避免事故发生。

我们可以试想一下，如果没有地线，那么在有物体触碰到设备外壳之前，设备外壳的支路相当于断路，哪怕火线已经接到外壳上了，火线和零线上的电流依然会相等，漏电保护器识别不到，就无法断开电路。

此时，如果有一个人不小心摸了设备外壳，导通这个电路支路，就会造成触电。

那如果我们在家中怀疑某个设备有漏电情况，怎么去测量呢？

其实最简单的方法就是拿出我们的万用表。将设备的电断掉，把万用表的档位调制电阻档位，并测量火线与地线之间的阻抗。

我们之前说过，火线和地线正常来说是不会接触的，所以他们之间的阻抗值应为无穷大，如果测量出了小电阻，那你可就要小心了。

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