三孔插座-兩孔插座-中性線與地線差在哪裡

現在很多電源插頭都是三孔插座,但有些舊公寓的插座卻又是兩孔插座,這兩種有差嗎? 事實上這兩種都可以用,差別就在於安全性。

三孔插座-較安全

如下圖,三孔插座分別是火線(短)/中性線(長)/地線(圓),電流會經由火線流經電器用品做功然後再由中性線回流,正常情況下地線不會有電流,若地線有電流表示有漏電,但由於漏電流走在地線裡面,人體若誤觸漏電處則不會觸電,人體是安全的。

而兩孔插座則沒有圓形的地線,只有火線與中性線,因此若發生漏電,漏電流只能由觸碰的那位倒楣鬼的身體流向大地,這就是觸電,所以兩孔三孔都可以用,但三孔插座較安全。

三孔插座
三孔插座

中性線與地線

如果你測量過中性線與地線之間的電壓,你會發現它逼近0V,於是你開始懷疑中性線與地線到底是不是同一回事。中性線等於地線嗎? 中性線可以跟地線短路嗎? 相信很多人有這種困擾。

簡單回答的話,中性線並非地線,中性線是正常電流的回流路徑,地線是給漏電發生時漏電流回流的路徑。將中性線接地只是單純為了將中性線的電壓定為與大地相同,而地線本身就已經埋在土裡了,所以它能代表大地的電位,同時也定義為0V。既然中性線並非地線,那麼已經接地的中性線,在電工法規內有個撓口的名詞,叫做”被接地線”。關於中性線的說明請看這篇中性線-最常被誤認為地線的導線

配電系統

為了瞭解這些看來都差不多的中性線與地線,我們必須把視野從家裡的插頭,擴大到戶外的變壓器,相信這樣的觀察格局會有所不同。請看下圖,家裡的三孔插座就是圖中C點處,也就是住戶電盤的這三條線 +110V/N(中性)/G(地),當然也會有另一組插座是 -110V/N(中性)/G(地),雖然N與G在總電箱是短接的,但是到了住戶端就不可以再短接,避免漏電斷路器ELCB誤動作。

台電到住家的配電系統
台電到住家的配電系統

中性線在電線杆與總電箱已經接地

中性線主要是提供電流的回流路徑,讓電流形成迴路驅動負載,它是供電迴路的一部份,中性線接地純粹是要將它的電壓定為0V而已,所以中性線並非地線,雖然它是0V,但它是有電流的喔。

從變壓器的A點開始看起,電線杆上的變壓器二次側的N相會先接地一次(G1),確保N相的電位是0V,這裡的接地稱為系統接地。電線(這段又稱進屋線)到了大樓的總電箱B點,會再接地一次(G2),通常是社區的總電箱。至於為何還需要在接一次,因為戶外的電線杆接地可能銹蝕或鬆脫,雖然戶外施工的責任在電力公司,但為了安全考量,在大樓總電箱處還是再接地一次會妥當一些,而且這裡的責任就落在住戶身上了,基本上接地是多多益善。若是一般老舊公寓則不會有總電箱,它的中性線接地只能靠戶外的變壓器做N相接地。

三孔插座-第三孔接地-防止觸電

插座的第三孔是地線,若設備發生漏電可以將漏電流導入大地,一般較重視安全的設備,都會將金屬外殼與第三孔連接。把金屬機殼接地的動作稱為設備接地(如上圖E點),關於接地請參考這篇[用電安全]系統接地與設備接地-避免工安意外你必須知道

一般來說這條接地線是不會有電流的,若設備接地的導線上有電流,那表示負載內部的某個地方與機殼short了(俗稱漏電,如上圖Motor右方紅點處),而這條設備接地線的作用就是將短路的故障電流S導入大地,而且電壓與大地相同,機殼右方的人員就不會觸電了。

住戶端N與G不要短接

到了住戶端D點,N與G就不要再相接了,否則漏電斷路器(ELCB)會有誤動作的情況。正常情況之下,C點的input(火線)與output(中性線)電流是相等的,因此相加為零。若負載的電壓有誤觸機殼的情況,部分電流變會從機殼流向大地,C點的input與output電流相加不等於零。

ELCB便是根據這兩者的電流是否出現差異來決定是否跳脫,若N與G在住戶端的D點短接了,原本要走N相回去的電流,會有部分電流從地線走回去,N相的電流就變少了,火線與中性線的電流一旦發生差異,ELCB於是跳脫。

一個經常跳脫的ELCB(因N與G短接),可能會被不明就裡的住戶嫌棄,遭遇被移除的下場,結果就是住戶永遠無法知道自己家裡是否有東西漏電,將來發生意外的機率就提高了。

有人說根據屋內線路裝置規則第24條(俗稱電工法規),屋內的中性線需要在這裡與地線再接一次,怎麼跟我說的N、G不能短接不一樣,為了說明這件事情,法規24條我先摘要如下:

第 24 條
接地方式應符合左列規定之一:
一、設備接地:高低壓用電設備非帶電金屬部分之接地。
二、內線系統接地:屋內線路屬於被接地一線之再行接地
三、低壓電源系統接地:配電變壓器之二次側低壓線或中性線之接地。
四、設備與系統共同接地:內線系統接地與設備接地共用一接地線或同一接地電極。

然後我們再來看看這個法規的歷史沿革,它是民國41年(西元1952年)頒布的,若各位查一下它的修正條文,你會發現從來沒有針對第24條做過任何修改,這個意思是說我們現在用的條文是民國41年的條文。

民國41年當時沒有摩天大樓,基本上馬路旁的電線杆變壓器(俗稱電桶)一個就能支應好幾戶的用電,不需要甚麼社區總電箱,當時還是公寓矮房眷村的時代也沒有幾百戶的大型社區,因此這個條文在當時是適用的。也就是依當時的情況,你家裡的電箱確實是需要把中性線接地的,但我想當時大多數人也不知道接地這種事情,只有少數專業人員知道要將屋內的中性線接地,於是這樣的作法與習慣就一直沿用至今。

但隨著時間推進物換星移,現代住宅的大型社區多了,人們對於安全的要求也增加了,於是在住戶與台電輸電線之間多了一個社區的總電箱,那這樣到底是社區總電箱要N、G相接? 還是住戶自己的電箱要N、G相接?

根據以前的施工習慣,當然就是把住戶的電箱也N、G相接了,那你說這樣接能不能用? 可以用,而且可能一輩子都沒出事,只是萬一有漏電,無法確定漏電流在社區系統內行走的路徑,所以這樣很難找到問題點,於是可能會發生別家漏電但卻燒斷你家地線的狀況。

另外,在大型社區的住戶端將N、G短接還有個好處,就是施工人員將來比較不會有把柄給人說嘴,因為完全遵照法規,而且以前的施工方式一樣、也跟同業一樣,即便出了狀況也比較不會被放大檢視,說是因為你N、G沒接才導致如何如何。

那你說法規為何不修改? 這就要問問我們的立委了,或許已經有針對接地的修正案提出,只是可能一直卡很久…你知道每年立法院都會演出”挑燈夜戰”的戲碼。

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6 Comments

  1. 你好,我不懂電工方面的事情,但剛好家裡要裝修,所以GOOGLE搜尋時發現您的文章很有益處,所以有電方面的問題請想請教。
    住家大樓是七層樓高(民國84年左右完工),家戶的電箱中配有漏電斷路器(ELCB),可以解釋成這棟大樓是有設計接地的嗎?
    另外,現在由於網購發達,有想購買一些大陸的廚房電器,所以找水電人員將110V的插座更換成大陸的220V插座,這樣可行嗎? 有沒有甚麼要注意的地方呢?

    • 1. 有ELCB不代表電箱有接地, 電箱內要看到有地線銅排才叫做有接地
      2. 110V插座 要改220V, 可以改也可以用, 只是最好能有地線使用上才會安全, 就跟台灣的冷氣一樣, 不然你就要祈禱它永遠不會漏電

  2. 所以一般家用單相三線式的用電,因為就公寓沒有總配電盤上來的地線,可以從家中的配電盤的中性線額外拉出綠色的線當地線嗎?

    • 是的
      從總電盤拉綠色地線, 要多花錢, 當時又沒有法規硬性規定
      所以舊公寓都是兩孔 沒有地線

    • 不行拉~中性線當地線用~臺電單相三線紅黑白,白色絕對不可以接地線(綠色),應該要請水電工買一條銅棒,找個有泥土的地方打下去至地球(牆壁,柏油路都不算),這樣才可以有接地線,若是你拉臺電的中性線(白色)當接地線,當漏電時,你只會看到聽到啪啪啪啪啪好多煙跟火花,為什麼呢?因為臺電火線跟中性線是一個迴路~這樣說~夠清潔了吧~看看你家的總開關裡是否有接錯。

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