问题

零线,地线,火线,在 材料 上有什么区别?

回答
咱们来聊聊零线、地线和火线,这三兄弟在咱们家里负责给电器供电,看着都差不多细,但它们在“身世”和“使命”上,可是大有讲究,尤其是在材料上,它们的区别虽然不是一眼就能看出来,但背后藏着不少学问。

首先,咱们得明白一个基本概念:什么叫“线”?

通俗点说,咱们说的“线”,其实就是导线,也就是用来传导电流的金属导体。最常见的材料就是铜,因为铜导电性好,价格也相对合理。当然,也有用铝线的,但现在家庭用电基本都是铜线了,铝线在某些老房子里可能还能见到。

所以,从导电材料本身来说,零线、地线和火线最根本的区别,往往不在于它们用的是铜还是铝(因为都是铜线),而在于导线内部的结构,以及外面包裹的绝缘材料。

火线:力量的源泉,需要最严密的保护

材料特点: 火线,顾名思义,就是承载着危险电压(也就是我们常说的220V或380V的电)的那根线。它就像一个充满能量的河流,一旦触碰,后果不堪设想。
导体(导线芯): 通常也是铜芯。为了保证良好的导电性和承载电流的能力,它的铜芯质量一般会比较好,截面积也符合标准要求。
绝缘层: 这才是火线在外在上跟其他线最明显的区别所在。火线的绝缘层会特别厚实、绝缘性能更好。这是因为火线直接连接着电源,电压最高,一旦绝缘层破损,人体触碰就会发生触电危险。
颜色标志: 在国内,火线通常用红色、黄色、绿色这三种颜色之一作为外层绝缘皮的标志色。这样做的目的就是为了在电线杂乱的线路中,我们能一眼就辨认出火线,避免误操作。注意,有时候也会用棕色或黑色等其他颜色,但红色、黄、绿是比较常见的安全色区分。

零线:回路的终点,默默无闻的“返程车”

材料特点: 零线,是火线电流的回归路径,它形成了一个完整的电流回路。虽然它通常情况下不带电(或者说电压非常接近零),但它仍然是电路的一部分,也不能忽视。
导体(导线芯): 同样是铜芯。
绝缘层: 零线的绝缘层通常也会有,但相比火线,它的绝缘层可能没有那么厚,或者说对绝缘性能的要求没有火线那么极致。这是因为在正常情况下,零线与大地之间的电位差很小,即使绝缘层有些许瑕疵,触碰的危险性也要远小于火线。
颜色标志: 在国内,零线最常见的标志色是蓝色。这是一种非常醒目的颜色,方便我们在区分线路时一眼识别,避免将其与火线混淆。

地线:安全的守护神,不承载正常电流

材料特点: 地线是这次“三人组”中最特殊的一个。它的主要作用不是承载电流形成回路,而是作为一种安全保障,是电器外壳等金属部分的保护屏障。
导体(导线芯): 也是铜芯,但有时候可能会使用铝芯(在一些接地系统中,虽然在家用电领域铜芯更普遍)。地线芯的截面积会根据国家标准的要求来确定,以确保在发生漏电时能够迅速将故障电流导入大地,而不是流到电器外壳上。
绝缘层: 这是地线与火线、零线在材料上最显著的物理区别之一。地线的绝缘层通常是黄绿相间的颜色(比如绿色带黄色条纹)。这种颜色组合在全球范围内是约定俗成的安全色,就是为了让人们一眼就能知道这是地线,是用来保护安全的。而且,在很多国家和地区,地线的外层绝缘皮可能只有一层薄薄的绝缘层,或者有些设计甚至是没有绝缘层(裸露的铜线)直接埋在地下的接地极连接,或者在电线内部是和零线同色的绝缘层,只是在外部的标识上与零线区分开来。这是因为它在正常运行时是不带电的,它的作用是在异常情况下才被激活。
直接接地: 地线还有一个独一无二的“材料属性”或者说“连接属性”,那就是它最终会连接到大地。家里的地线会通过接地线连接到埋在地下的金属导体(接地极),从而形成一个与大地之间的导通。

总结一下材料上的主要区别:

1. 绝缘层厚度和性能: 火线绝缘层最厚、绝缘性能最好;零线次之;地线在正常情况下绝缘要求相对较低,甚至可能是裸露的。
2. 颜色标志: 这是最直观的材料区分方式。
火线:红、黄、绿等(不同颜色区分不同的火线)
零线:蓝
地线:黄绿相间
3. 连接方式: 地线最终与大地连接,这是其他两根线没有的“材料属性”上的根本区别。

虽然它们的主体导电材料(铜)可能一样,但围绕着这根铜芯的绝缘层材料、厚度以及它们最终的连接方式,决定了它们各自的“性格”和在电力系统中的作用。理解这些区别,对于我们安全用电至关重要!

网友意见

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路过强答一番。

导体的材料绝大多数情况下,零线、地线和火线在材料上是同样的。家用的一般是铜, 或者说退火铜、电解铜。入户线有可能是铝的。铝是一种贱金属, 但是在拿破仑时代由于取之不易,当时铝的价格高于黄金。

至于音响发烧友喜爱的单晶铜的电阻率比普通的电解铜只小了一两个百分点, 单晶银也是只比铜稍微好几个百分点而已。

音箱发烧友坚信不疑的电源线 “调音” 是一个几十年的骗局。把铜纯度提高10倍远不如把粗细/横截面提高一倍来的实在。普通家用退火铜线 100 米还不到 0.5 欧姆的直流电阻。


参考:


elektrisola.com/fileadm

常用电阻率

材料电阻率(Ω m)

(1)银1.65 ×10-8

(2)铜1.75 ×10-8

(3)金2.40×10-8

(4)铝2.83 ×10-8

(5钨5.48 ×10-8

(6)铁9.78 ×10-8

(7)铂2.22 ×10-7

(8)锰铜4.4 ×10-7

(9)汞9.6 ×10-7

(10)康铜5.0 ×10-7

(11)镍铬合金1.0 ×10-6

(12)铁铬铝合金1.4 ×10-6

(13) 铝镍铁合金1.6 ×10-6


题外话

International Annealed Copper Standard

IACS 用来表征金属或合金的导电率(参比于标准退火纯铜)。一般定义标准退火纯铜的导电率为100%IACS。I.A.C.S导电率百分值为I.A.C.S体积导电率百分值或I.A.C.S质量导电率百分值,其值为国际退火铜标准规定的电阻率(不管是体积和质量的)对相同单位试样电阻率之比乘以100.

紫铜、铝、黄铜,谁的导电能力强?

一般情况下,很多人会认为,铜的电阻率一定会比铝的电阻率低。事实上黄铜的电阻率远远大于铝,然而很多人并不知道,仍然保持着是铜就比铝强的错误观点。可以这么说,同截面的导电铝其导电能力将远大于黄铜。导电率的%IACS (International Annealed Copper Standard)为国际软铜导电率标准 ,100%IACS= a resistivity of 1.7241e-8 ohm meter or 5.8001e7 Siemens/meter when expressed in terms of conductivity at 20°C.

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