變壓器-台電如何配電到你家-電箱前端原來是這樣

大家都知道電箱負責家中用電的配置,但在自家的電箱之外,電力公司又是怎麼把電送到你家的電箱呢? 為了這個題目阿信助教特別製作了3D立體圖的變壓器來說明,相信對說明台電如何配電會有幫助。

台電如何配電

一切都要從馬路上的電線杆開始說起(如下圖),電線杆上越高的位置電壓越高,這些高壓電線會經過變壓器轉為低壓,也就是我們一般家庭所使用的110V,於是兩條110V配上一條中性線總共三條,就是將來會送電到你家電箱的那三條線,專業術語稱為單相三線的供電方式。這三條線到了房屋內部會先串接一組開關,稱為錶前開關,再串接上電錶(瓦時計),最後才接到家裡的電箱。當然台電供電方式還有很多種,給大樓的或給工廠的,我這裡只講最單純的家庭用電,其他供電方式請參考台電營業規則第三章-供電方式

 

變壓器-輸配電概要圖
從變壓器到用戶端電箱的接線概要圖

 台電與用戶的責任分界

從變壓器低壓側到房子進屋點那一段稱為接戶線,進屋點之後稱為進戶線,通常會在這裡續接電線進屋,雖然電流路徑是同一條但是責任區分不同,接戶線屬於台電負責,進戶線屬於用戶負責。下圖的進屋點在一些老舊公寓或偏遠住宅會經常看到,大樓或工廠會有不同供電方式,此時的分界點會有不同,詳細請參考台電營業規則第22條

進屋點就是台電與用戶的責任分界
進屋點就是台電與用戶的責任分界

中性線共同接地

理論上變壓器的兩側都會各自有一條中性線,但是為何上圖只看到一條中性線呢? 如下圖,因為這兩側的中性線都會接地,電壓都為0V,彼此沒有電位差,因此N相可以共用相接。以電流來看,變壓器的兩側有各自的電流迴路,只有N相這一個點相接,不會形成迴路因此也不會有電流。由於中性線有接地,因此手去觸碰中性線是不會觸電的。

變壓器-中性線共同接地
中性線共同接地

變壓器-接法

下圖這種電線杆只有一個礙子,估計它的高壓電是6.6KV,供電方式為三相四線,所以總共會有四條線分別稱為R、S、T、N,在有些國家稱為A、B、C、N。三條高壓線要放在電線杆最高的位置,中性線與低壓線放在低一些的位置。

如果你仔細看看市區的某些桿上變壓器,會只看到一條高壓線接到變壓器一次側,如下圖所示。但是從電路圖來看,一次側的線圈一定有兩個接點啊,那另一個點在哪呢?

原來這種變壓器稱為單套筒變壓器single bushing transformer,一次側一樣有兩個接點,只是一個做得比較顯眼,因為有高壓接點H,另一個做得非常隱蔽,因為這個接點直接在變壓器內部與機殼接在一起,用來與中性線和地線相接,如下圖。

而它的二次側就是X1、X2、X3與線路圖完全相同,所以很容易理解。X2為兩組線圈的接點,當作中心抽頭接N相並接地,這個接地也是接外殼。X1與X3就是彼此反相的兩條火線,我個人喜歡用+110V與-110V來表示。

變壓器-桿上變壓器
桿上變壓器

變壓器接地

當我們抬頭看變壓器接線的同時,也別忘了留意地面下的接地線,中性線雖然平時電流不大(理論上為零),但總是有電流,再來銅線雖然是導體,它一樣有電阻,只是電阻很小,只要導線長度變長還是會有電阻出現,電流經過電阻,電壓就出來了,這也就是為何有時候中性線會有電壓出現的原因。

所以中性線的接地很重要,三不五時就要接地一下,如下圖,馬路邊的電線杆每隔幾根就會將中性線接地,一般住宅在總電箱電錶端也會接地,確保中性線的電位與大地相同。

但同樣是中性線接地,電線杆的接地還有一項重要的功能就是避雷,若電杆遭遇雷擊,所有電線杆的強大地網可以將落雷導至地表,減少損害。

電線杆與用戶端下面應該要有接地銅棒
電線杆與用戶端下面應該要有接地銅棒

我們來看個實際案例,以下是阿信助教在日本看到的電線杆地線施工結果,會拍日本的電杆是因為我家附近的電杆雖然也有地線,但不知怎麼的到了地面附近就都斷掉了,肉眼就看得到,所以沒辦法當作示範,只好拿國外的來當範例。

日本電線杆的地線
日本電線杆的地線

這些地線最後都會通到地面下的土壤,如果每根電線杆都確實接地,才能確保用戶安全。

地線接入地面要能防止被破壞
地線接入地面要能防止被破壞

大樓大廈的配電

以上講的都是舊公寓以及郊區獨棟建築的配電方式,若是都市的高樓大廈,你會發現完全看不到電線桿,因為全都地下化了,這類大樓戶數多用電量大,也有電梯等等的機電設備,因此你就會在路邊看到變壓器從天上到地面上了,如下圖。

變壓器-167KVA與100KVA
大容量的變壓器-167KVA與100KVA

當然現在環保人權觀念提升,有些人不希望這些東西出現在自家附近,紛紛要求遷移,問題是想要用電又不想設變壓器,這一題本身就無解,因此台電近來只要是新大樓都將變壓器放在大樓地下室,稱為配電室,配電室終年都是大門深鎖,因為裡面都是高壓電實在太危險了,只有台電在維修需要時可以打開。

社區住宅地下室的配電室與受電箱
社區住宅地下室的配電室與受電箱

台電對於大樓配電室的供電方式會是以11.4KV的方式走到地下室供電,近年更積極鼓勵各機構升級為22.8KV供電,以符合用電需求,三相的高壓會先進到大樓的配電室,裡面有變壓器將高壓轉為各種設備需要的電壓,再經由配電室外的受電箱(總電箱),輸送到各個用電設備與用戶端。

所以變壓器是必要的,想要用電又不靠變壓器,起碼以目前的科技是辦不到的。所以若要抗議,可能要把訴求想清楚,否則變壓器真的拆光了結果自己也沒電可用。

3 Comments

  1. 我記得我之前摸家裡的中性線是有觸電的經驗
    想請問除了配電時候接反以外還有什麼其他可能嗎?XD

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