電箱-配置怎麼接-搞懂110V與220V在哪裡

台灣的家用電力系統是110V,冷氣是220V這是大家都知道的事情,但是你知道 電箱 裡面哪一條線才是220V嗎? 答案可能會出乎你意料之外,其實台電拉進電箱的電線都是110V。怎麼會? 那冷氣的220V是怎麼來的? 別急,讓我們繼續看下去。

電箱-裡面的110V有正反之分

台電拉進住家電箱的進戶線共有三條線,分別是

  • +110 V 火線/Line/Live
  • -110 V 火線/Line/Live
  • 0V 中性線/水線/零線/Neutral

家裡的110V插座,只要拉一條火線配一條中性線就可以用了,而像冷氣需要220V的插座,則需要拉兩條火線一正一反,如此一來兩條線之間的電位差就會是220V,所以冷氣的三孔電源是沒有中性線的,而是+110V / -110V / 地線。

所以自家的電箱整體規劃起來,應該就要像下面這樣:

電箱-完整的迴路配置
電箱-完整的迴路配置

至於各房間的電源線到底是要拉+110V還是-110V呢? 基本上把插座與燈座的數量盡量平均分配給這兩種電壓迴路就行,這個目的是為了要達到負載平衡,才能讓台電端的中性線電流為最小,供電系統才會相對穩定。

這有點像團體旅遊時安排遊覽車,總不能所有人都擠在某幾輛車上,人與車要平均分配才好。負載不平衡的後果是台電的變壓器會長期處於壓力之下,溫度升高,線圈會提早陣亡。仔細點的作法是先預估家中各區域的用電容量,然後盡量把容量分散在兩個電壓迴路,除非社區所有用戶不約而同的在同一時刻全用了某個同相位的110V,不過這機會應該很小。

兩種火線的負載最好能盡量相同,否則台電端中性線的電流可能會非常大。台電端的中性線理論上電流要為零,但實務上不可能,只能在規劃上做到盡量為零,才能維持電力系統的穩定,詳情請看這篇中性線-它不是地線-別再誤會它了

打開你家的電箱

接下來該是打開你家電箱的時候了,理論上兩條火線都應該要有顏色,下圖中的火線卻都是白色,與原本就是白色的中性線容易搞混。綠色的是地線,這家電箱內的地線與中性線是分開的。

堪用的電箱配置-火線是白色易混淆
堪用的電箱配置-火線是白色易混淆

我測量了該戶中性線與地線之間的電阻大約為1.5 Ohm,加上該戶位於高樓層,而這棟大樓大約有90戶,我推測大樓的總電盤上的中性線與地線是有相接的,會說推測是因為我沒看到總電盤。

不過若90戶當初的N、G都沒有在屋內短路,那我應該也不會特別建議他自行短路,否則其他人的漏電流可能都會往這裡衝,這樣也不太好。

接下來看看另一位朋友的電箱,這回兩條火線有顏色了,一藍一白很好分辨。通常白色是中性線、綠色是地線,在實務面上中性線顏色百百種,但白色還是大家比較會遵循的作法。這個電箱的地線一進來就直接鎖在金屬外箱上面,沒有地線銅排。在此例中只有漏電斷路器有接地線,理論上較安全的作法是每個迴路都要配一組地線。

較正確的電箱配置-火線有顏色,有漏電斷路器
較正確的電箱配置-火線有顏色,有漏電斷路器

接下來這個是豪華型的電箱,它的兩條火線與中性線全部都是黑色,它的中性線也是黑色,顯然白色中性線的觀念並沒有深植人心,它只纏上白色膠帶做區分。這裡比較特別的是,它的兩條火線銅軌是露在外面的,而且有紅藍兩種顏色區分,讓你清楚知道它如何佈線。而且它還附有自動切換電源的ATS系統,也就是右上角的黃色裝置,可以在停電時將備用電源切入電箱。

豪華型的電箱-以銅排為幹線,外加ATS系統
豪華型的電箱-以銅排為幹線,外加ATS系統

它的中性線銅排有一條綠色線,用來與地線銅排短路,這部分不能這樣接,在用戶端電箱G、N不能短接,畢竟N相上有全部的回流電流,那是個非常大的電流,若N、G短接又不巧碰上N相意外斷路,則所有的電流會全部透過地線G流回電源處,若這麼不巧的連地線G也斷掉,那表示你的家電不須漏電就會電人了,因為N、G短接。

有些朋友拿屋內線路裝置規則第24條來告訴我,他說法規並不是這麼說的,法規說N、G要短接,關於這個問題,我寫在這裡三孔插座-兩孔插座-中性線與地線差在哪裡

一定有人會問,是真有這麼巧遇上N相與地線G剛好都斷掉? 老實講這機會還真小,但我不能講沒有,只是所謂安全就是想辦法把風險降到最低,我們已經不能再用電器只要能運作就好的Function Work方式來評斷施工好壞,更要以地線接線的方式來評斷施工的品質與皆地規劃的完整性,當然這牽涉到業主的預算與遠見。

講接地就會講不完,我會放在另外一篇來講,下圖是TN-C-S的接地方式(從N相分出來當接地線),若想從TN-C-S改為TT形式的接地(直接打地棒接上來),以下圖來說只要改總電箱就好,但若社區大樓的每戶都將G、N短接,那就沒辦法達到TT形式的接地了。關於TN與TT的介紹請看這篇Earthing System

電箱-中性線與接地線只在總電箱相接
電箱的中性線與接地線只在總電箱相接

之前曾有人提到在大樓內,總電盤N、G短接一次,在住戶電盤又N、G短接一次,這樣豈不是造成了地迴路(Ground loop)? 沒錯,這樣接確實會造成地迴路,所謂地迴路就是一群裝置除了機殼接地之外,訊號的地線彼此相接形成的網狀結構,這個網狀結構若有電磁場通過,就會形成感應電流,通常這個電場會是台電布建的電力線來的,因此這個磁場的頻率會是60Hz,若是在中國或歐洲這個頻率會變成50Hz。

地迴路最惱人的就是60Hz的哼聲(Humming),這通常是音響玩家最討厭的事情,因為在高度開發的地區普遍有電力線產生的60Hz磁場,很容易就會在地迴路中產生感應電流。這種電流通常很小,不會有致命危險,但是經由放大器層層放大之後,聽在人的耳裡卻非常的不舒服。

因此無論是在電路設計與設備接線上,都要避免地迴路的影響,現在無線設備很發達,與射頻相關的電路都索性直接蓋上鐵殼,避免外界電磁波干擾。而家中發生的地迴路,只是會有點惱人,卻是不會有安全疑慮的。

我這裡找到一篇關於地迴路的文章Ground Loop Basic,大家可以參考看看。

測量110V/220V

接下來,我們實際來測量110V與220V的電壓到底在哪裡。我們隨意挑一個斷路開關,把電表的黑色線插在中性線上,來觀察上方的火線相對於中性線的電壓,測得114v。

單相對中性線的電壓測量
單相對中性線的電壓測量

接著測量第二條火線對中性線的電壓,也是接近110v,實際測得115v。若您也想自己量看看,可以參考這篇文章三用電表如何使用-只要會用這個功能居家檢修沒煩惱 ,幾百元的電表讓自己也能做初步的故障排除,挺不錯的。

另一相火線對中性線的電壓測量
另一相火線對中性線的電壓測量

相信一定有人會問為何不是-115V,感謝您這麼認真看文章,沒有量到負電壓是因為台電提供的是交流電,所以這裡顯示的是交流電的振幅。我在上面的圖寫-110V是用來表示兩條火線在某時間點的電壓是彼此相反,如下圖只要經過半個週期110V與-110V彼此會對調。

說到這裡可能有人會問那三孔插座又是怎麼回事,這~說來話長,所以我寫在另一篇,請看三孔插座-兩孔插座-中性線與地線差在哪裡

兩條火線的波形為反相
兩條火線的波形為反相

若我們測量兩條火線之間的電壓,那等於是在同一時間測量一正一反的電壓你會得到230v,這就是冷氣220V的電壓來源,這樣大家有清楚了嗎。有人又要問了,說好的220V怎麼變成230V了,這是因為從台電到你家中間經過很多種設備,這些設備的誤差累積起來可能就是這個值。所以家電的耐壓一定要設計成比220V還多一些,用來預防外在因素的的升壓發生。

兩條火線之間的電壓是220左右
兩條火線之間的電壓是220左右

有沒有開始想看看你家的電箱了? 請記住,看看可以,若要變更設計施工,務必找專業的水電人員,因為他們才有大量的施工經驗與適當的工具。

這篇文章只是讓大家更清楚如何與施工或設計人員溝通,畢竟您才是用電的人,你才知道自己的用電習慣,尤其是高耗電的電器擺放位置,一定要讓規劃者知道,良好的溝通才能保障雙方權益。

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18 Comments

  1. 初次來您的網站,內容受益良多,已經加入我的追蹤名單了 : )

    想請教一下,假設家中老屋牆壁的110V插座只有兩孔(無接地),又有220V的插座,220V插座的第三孔是否都是接地線而不是接中性線呢?
    如果這樣的話,是不是就能夠將其他110V電器的接地線接到220V插座的第三孔即可?

    • 1
      220V第三孔是地線 還是中性線, 理論上要是地線 實際上我不知道
      因為電箱內若沒有地線銅排, 我不知道建商會怎麼接第三孔
      你可以量看看是不是中性線
      如果不是中性線, 那我也不知道他是不是地線
      因為測量地電阻超麻煩
      或著 …第三孔根本空接

      2
      我不建議這樣接
      理論上每個家電插座的地線都要獨立拉到電箱
      你的冷氣插座沒那麼多空間

      就算它是地線 要承受這麼多地方的地線匯入
      它也不夠粗
      而且我總覺得有很大機會是空接的
      你要不要拆開來看看就知道了

  2. 請問如果台電送來的是三相220V,要如何接出正確的單相220V?電表量測三孔插座時又應該會如何?

    • 理論上要是0V
      但是實際上會有小電壓在上面
      我自己家裡的是 Vng=0.1 Vac
      有人遇過15Vac, 這可能是有重載的時候才會有, 我自己是沒遇過

    • 大致上是如此
      早期的黑白電視還得一定要60Hz or 50Hz的電源才能避免rolling的雜訊
      變壓器也有工作頻率的限制 超出限制效能會變差 但還是能用
      現在的電器大都是AC轉DC工作 基本上無妨

  3. 我可以用測量中線與地線的電壓
    來推測
    +110
    -110
    負載是否平衡?
    調整配線的負載?
    減少家中對講機音響等humming的狀況?

    • 負載是否平衡要看中性線的電流
      如果是自己設計的電路, 負載確實是要調配
      如果是大樓配電, 這很難調配, 你無法強制用戶何時要用電
      音響humming的成因, ground loop只是其一, 真正原因要追進去才會知道

  4. 真的是一篇很棒的文章,我是一個研究人員,我把他分享給實驗室的同事,對我們幫助很大。
    若有任何可以輔助的地方,希望我也可以盡一份心力。

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