Что такое изолированная нейтраль и глухозаземленная. Изолированная и глухозаземленная нейтраль: особенности применения в электрических сетях

Что такое изолированная нейтраль. Где применяется глухозаземленная нейтраль. Какие преимущества и недостатки у разных режимов нейтрали. Как выбрать оптимальный режим нейтрали для электроустановки.

Что такое нейтраль в электрических сетях

Нейтраль — это точка соединения обмоток трансформатора или генератора в трехфазной системе переменного тока. При соединении обмоток звездой нейтраль располагается в центре звезды. В сетях с напряжением до 1 кВ нейтраль обычно заземляется для обеспечения электробезопасности. В сетях выше 1 кВ применяются различные режимы нейтрали в зависимости от условий эксплуатации.

Основные режимы работы нейтрали

Существует несколько основных режимов работы нейтрали в электрических сетях:

• Изолированная нейтраль
• Глухозаземленная нейтраль
• Эффективно заземленная нейтраль
• Компенсированная нейтраль
• Нейтраль, заземленная через резистор

Выбор режима нейтрали зависит от класса напряжения сети, условий эксплуатации, требований к надежности электроснабжения и безопасности.

Особенности изолированной нейтрали

Изолированная нейтраль применяется в сетях 6-35 кВ. При этом режиме нейтральная точка трансформатора или генератора не присоединяется к заземляющему устройству. Каковы основные особенности работы сети с изолированной нейтралью?

• Отсутствие тока короткого замыкания при однофазном замыкании на землю
• Возможность работы сети с замыканием на землю
• Снижение токов замыкания на землю
• Сложность обнаружения места повреждения
• Возможность возникновения дуговых перенапряжений

Изолированная нейтраль позволяет продолжать работу при однофазных замыканиях на землю, что повышает надежность электроснабжения. Однако возникают проблемы с определением места повреждения.

Применение глухозаземленной нейтрали

Глухозаземленная нейтраль используется в сетях 0,4 кВ, а также в сетях 110 кВ и выше. При этом нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству напрямую или через малое сопротивление. Каковы особенности работы сети с глухозаземленной нейтралью?

• Быстрое отключение поврежденного участка при замыканиях на землю
• Простота обнаружения места повреждения
• Отсутствие дуговых перенапряжений
• Высокие токи короткого замыкания
• Необходимость отключения при однофазных замыканиях

Глухозаземленная нейтраль обеспечивает надежную работу релейной защиты и быстрое отключение повреждений. Однако требуется отключение даже при однофазных замыканиях на землю.

Эффективно заземленная нейтраль

Эффективно заземленная нейтраль применяется в сетях 110 кВ и выше. Это промежуточный вариант между изолированной и глухозаземленной нейтралью. Каковы ее особенности?

• Ограничение токов короткого замыкания
• Снижение перенапряжений
• Возможность работы с замыканием на землю
• Упрощение релейной защиты

Эффективное заземление нейтрали позволяет ограничить токи КЗ и перенапряжения, сохраняя преимущества заземленной нейтрали.

Компенсированная нейтраль

Компенсированная нейтраль используется в сетях 6-35 кВ. При этом нейтраль заземляется через дугогасящий реактор. Каковы преимущества такого режима?

• Компенсация емкостных токов замыкания на землю
• Возможность работы сети с замыканием на землю
• Снижение перенапряжений
• Уменьшение опасности поражения электрическим током

Компенсация емкостных токов позволяет снизить опасность дуговых замыканий и повысить надежность работы сети.

Нейтраль, заземленная через резистор

Заземление нейтрали через резистор применяется в сетях 6-35 кВ. Это позволяет сочетать преимущества изолированной и заземленной нейтрали. Каковы особенности такого режима?

• Ограничение токов замыкания на землю
• Снижение перенапряжений
• Возможность селективного определения поврежденного присоединения
• Упрощение релейной защиты

Заземление через резистор позволяет ограничить токи замыкания на землю, сохраняя возможность определения места повреждения.

Сравнение режимов нейтрали по условиям электробезопасности

С точки зрения электробезопасности различные режимы нейтрали имеют свои преимущества и недостатки:

• Изолированная нейтраль — низкие токи замыкания, но опасность дуговых перенапряжений
• Глухозаземленная нейтраль — высокие токи КЗ, но быстрое отключение
• Эффективно заземленная нейтраль — ограничение токов КЗ и перенапряжений
• Компенсированная нейтраль — снижение опасности поражения током
• Заземление через резистор — ограничение токов и перенапряжений

Наиболее безопасными считаются режимы с компенсированной нейтралью и заземлением через резистор.

Выбор оптимального режима нейтрали

При выборе режима нейтрали для конкретной электроустановки учитываются следующие факторы:

• Класс напряжения сети
• Протяженность линий электропередачи
• Наличие кабельных линий
• Требования к надежности электроснабжения
• Условия электробезопасности
• Экономические показатели

Оптимальный режим нейтрали выбирается на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом всех перечисленных факторов.

Заключение

Выбор режима нейтрали — важный вопрос при проектировании и эксплуатации электрических сетей. Каждый режим имеет свои преимущества и недостатки. Изолированная нейтраль обеспечивает работу сети при замыканиях на землю, но создает проблемы с определением места повреждения. Глухозаземленная нейтраль упрощает защиту, но требует отключения при замыканиях. Промежуточные варианты позволяют найти оптимальное решение для конкретных условий.

Изолированная и глухозаземленная нейтраль

В процессе производства, преобразования, транспортировки, распределения и потребления электроэнергии используется трехфазная симметричная система проводов. Достичь такой симметричности стало возможно путем приведения фазных и линейных напряжений в одинаковое состояние. В результате, на всех фазах образуется равномерная токовая загрузка, а также одинаковый сдвиг фаз токов и напряжений.

Во время функционирования всей этой системы рано или поздно возникают аварийные ситуации в виде обрыва провода, пробоя изоляции и прочих специфических неисправностей, приводящих к нарушениям симметрии трехфазной системы. Последствия таких нарушений должны быть устранены как можно скорее. Большую роль в этом играет степень быстродействия релейной защиты, на работу которой влияет изолированная и глухозаземленная нейтраль. Каждый из этих режимов имеет свои достоинства и недостатки и применяется в наиболее подходящих условиях. В любом случае от их состояния во многом зависит нормальное функционирование релейной защиты.

Содержание

Изолированная нейтраль

Изолированная нейтраль нашла достаточно широкое применение в отечественных энергетических системах. Данный способ заземления применяется для генераторов или трансформаторов. В этом случае их нейтральные точки не соединяются с заземляющим контуром. В распределительных сетях на 6-10 киловольт нейтральной точки может не быть вообще, поскольку соединение трансформаторных обмоток выполняется методом треугольника.

В соответствии с ПУЭ, режим изолированной нейтрали может быть ограничен емкостным током, представляющим собой ток однофазного замыкания на землю сети. Его компенсация с помощью дугогасящих реакторах предусматривается при следующих значениях:

• Ток свыше 30 ампер, напряжение 3-6 киловольт;
• Ток свыше 20 ампер, напряжение 10 киловольт;
• Ток свыше 15 ампер, напряжение 15-20 киловольт;
• Ток свыше 10 ампер, напряжение 3-20 киловольт, с металлическими и железобетонными опорами воздушных ЛЭП
• Все электрические сети с напряжением 35 киловольт.
• В блоках «генератор-трансформатор» при токе 5 ампер и генераторном напряжении 6-20 киловольт.

Компенсация тока замыкания на землю может быть заменена резистивным заземлением нейтрали с помощью резистора. В этом случае алгоритм действия релейной защиты будет изменен. Впервые заземление в режиме изолированной нейтрали было применено в электроустановках со средним значением напряжения.

Несомненным достоинством режима изолированной нейтрали является отсутствие необходимости быстрого отключения первого однофазного замыкания на землю. Кроме того, в местах повреждений образуется малый ток, при условии малой токовой емкости на землю.

Однако этот режим имеет ряд существенных недостатков, из-за которых его использование существенно ограничено.

Основные недостатки изолированной нейтрали:

• Возможные дуговые перенапряжения перемежающегося характера дуги малого тока в месте однофазного замыкания на землю.
• Повреждения могут возникнуть во многих местах по причине пробоя изоляции на других соединениях, где возникают дуговые перенапряжения. По этой причине выходят из строя сразу многие кабели, электродвигатели и другое оборудование.
• Дуговые перенапряжения воздействуют на изоляцию в течение продолжительного времени. В результате, в ней постепенно накапливаются дефекты, что приводит к снижению срока эксплуатации.
• Все электрооборудование необходимо изолировать на линейное напряжение относительно земли.
• Места повреждений довольно сложно обнаружить.
• Реальная опасность поражения людей электротоком в случае продолжительного замыкания на землю.
• При однофазных замыканиях не всегда может быть обеспечена правильная работа релейной защиты, поскольку значение реального тока замыкания полностью связано с режимом работы сети, в частности, с количеством включенных присоединений.

Таким образом, большое количество недостатков перекрывает все достоинства данного режима заземления. Однако в определенных условиях этот метод считается достаточно эффективным и не противоречит требованиям ПУЭ.

Глухозаземленная нейтраль

Более прогрессивным способом считается режим глухозаземленной нейтрали. В этом случае нейтраль генератора или трансформатора непосредственно соединяется с заземляющим устройством. В некоторых случаях соединение осуществляется с использованием малого сопротивления, например, трансформатора тока. В отличие от защитного, такое заземление нейтрали называется рабочим. Значение сопротивления заземляющих устройств, соединенных с нейтралью, не должно превышать 4 Ом в электроустановках с напряжением 380/220 вольт.

В электроустановках, где используется глухозаземленная нейтраль, поврежденный участок должен быстро и надежно отключаться в автоматическом режиме в случае возникновения замыкания между фазой и заземляющим проводником. С связи с этим, при напряжении до 1000 вольт, корпуса оборудования должны обязательно соединяться с заземленной нейтралью установок. Таким образом, обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка в случае короткого замыкания с помощью реле максимального тока или предохранителя.

Особенности глухого заземления

Заземление нейтрали в глухом режиме предусмотрено для четырехпроводных сетей переменного тока. В таких случаях выполняется глухое заземление нулевых выводов силовых трансформаторов. Соединяются все части, подлежащие заземлению и нулевой заземленный вывод. Нулевой провод должен быть цельным, без предохранителей и каких-либо разъединяющих приспособлений.

В качестве глухозаземленной нейтрали воздушных линий с напряжением до 1 киловольта используется нулевой провод, прокладываемый вместе с фазными линиями на тех же опорах.

Все ответвления или концы воздушных линий, длиной свыше 200 метров подлежат повторному заземлению нулевого провода. То же самое касается вводов в здания, где имеются установки, подлежащие заземлению. В качестве естественных заземлителей могут использоваться железобетонные опоры, а также заземляющие устройства, защищающие от грозовых перенапряжений.

приминение в сетях и электроустановках

Нейтралью называют соединение трансформаторных или генераторных обмоток в одной точке, при соединении трехфазной электрической сети переменного тока звездой. Если концы обмоток соединены треугольником, применяют схему «скользящего треугольника».

Через этот проводник протекает ток, в случае аварийной ситуации или при технологическом перекосе фазных значений, важно понимать, какой режим выбран для нейтрали.

Содержание

1. Виды нейтралей в сетях
2. Сети до 1 кВ
3. TN
4. ТТ
5. IT
6. Сети более 1 кВ
7. Изолированная нейтраль
8. Эффективно-заземленная нейтраль
9. Заземление посредством резистора или реактора
10. Виды нейтралей в электроустановках
11. Изолированный заземлитель
12. Резонансно-заземленная система
13. Глухозаземленная сеть
14. Эффективно-заземленная сеть

Виды нейтралей в сетях

В зависимости от используемых сетей, режим нейтрали разделяют, с учетом использования на следующих магистралях:

• до 1 кВ;
• свыше 1 кВ.

Сети напряжением менее 1 000 В по способу выполнения нейтрали в свою очередь подразделяют на системы TN, IT, TT, первые буквы в обозначениях которых говорят о следующем:

• Т (терра) – глухозаземленной нейтрали;
• I (изолят) – изолированной нейтрали.

Расшифровка вторых букв свидетельствует о таком значении:

• N (нейтраль) – заземление ОПЧ выполнено посредством глухозаземленной нейтрали от энергоисточника;
• Т – независимое заземление.

TN делят еще на три подгруппы с дополнительным обозначением С, S и С-S. В данном случае С и S соответственно указывают на возможность совмещения в одном заземляющем проводнике защитных и рабочих функций (комбинированный и раздельный).

Сети до 1 кВ

Далее представлен краткий обзор систем нейтралей для сетей с напряжением менее 1 кВ.

TN

Выполняют с глухозаземленной нейтралью, с заземлением через нее открытых проводящих частей. Заземляющий проводник непосредственно соединяют с заземлительным контуром электросваркой или болтовым контактом. Возможно подключение через незначительный резистор (токовый трансформатор).

В указанных сетях назначение глухозаземленной нейтрали предполагает питание потребителей с однофазными и трехфазными характеристиками.

ТТ

В данном случае также устраивают глухозаземленную нейтраль, а для заземления открытых проводников подключенной установки используют отдельное устройство, отделенное от нейтрального провода. Т. е. вывод защитного заземления производят не от энергоисточника, а от потребляющего агрегата.

IT

Для системы IT трансформаторные и генераторные нейтральные проводники изолированы и заземлены, с применением устройства с высоким сопротивлением, при независимом заземлении открытой части. Такой способ применяют на электросетях для подключения промышленных комплексов, где перерыв энергоснабжения не допускается.

Сети более 1 кВ

На высоковольтных сетях применяются другие способы подключения нейтрали.

• сети 6 – 35 кВ с изолированной нейтралью,
• сети 6 – 35 кВ с нейтралью, заземленной через дугогасящий ректор,
• сети 6 – 35 кВ с нейтралью, заземленной через активное сопротивление,
• сети 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью,
• сети 220 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью.

Изолированная нейтраль

Система при отсутствии нулевой точки, когда три фазы соединены треугольником. Применяют при величине напряжения в диапазоне от 6 до 35 кВ.

Изолированная нейтраль

Эффективно-заземленная нейтраль

Эффективно-заземленная нейтраль

Используют для сетей, при значении напряжения более 110 кВ. При возникновении однофазного замыкания, на фазах, сохранивших целостность, величина напряжения удерживается на уровне 0,8 по отношению к междуфазному при нормальной работе сети. Требует выполнения сложного и дорогого заземлительного контура, поскольку система рассчитана на большие токи короткого замыкания.

Заземление посредством резистора или реактора

Заземление посредством резистора или реактора

Применяют в сетях от 6 до 35 кВ, чтобы снизить значение тока при КЗ. При использовании реактора, в момент, когда задействован заземлитель, через него протекает КЗ емкостного происхождения и индуктивного (от данного устройства). При равной величине этих токов, происходит резонанс, с нулевой нагрузкой в сети.

При использовании резистора, возможна организация низкоомного и высокоомного заземления, в зависимости от величины тока, инициируемого сопротивлением при пробое на землю. При малых емкостных токах в сети, заземление отличается высокоомными характеристиками, что позволяет задержку отключения подачи энергии.

При большом емкостном токе, предусмотрено использование низкоомного заземления.

Виды нейтралей в электроустановках

Использование нейтрали в электроустановках – способ сохранить целостность оборудования и обеспечить безопасность обслуживающего персонала при авариях. Предусмотрено применение следующих заземлительных систем:

• изолированной;
• резонансно-заземленной;
• глухозаземленной;
• эффективно-заземленной.

Далее – детальнее о каждом из перечисленных способов.

Изолированный заземлитель

В данном случае нейтраль отсутствует. Проводники соединяют треугольником, при отсутствии нулевого вывода. Если возникают однофазные пробои на землю, изменения энергопотребления рабочими фазами не происходит. Используют для установок с характеристиками напряжения от 6 до 35 кВ.

Резонансно-заземленная система

Нулевой провод подключают посредством трансформаторной или генераторной обмотки, с дугогасящими катушками(катушку Петерсона), представляющую собой реактор с изменяемой индуктивностью. Используемое оборудование снижает ток, предотвращая масштабные повреждения установки.

Глухозаземленная сеть

Наиболее распространенный способ, используемый для установок бытового назначения. Низковольтные контакты трансформаторных обмоток соединяют разомкнутой звездой, при заземлении нулевого провода посредством контура трансформатора или подстанции. При возникновении пробоя, создаваемый потенциал с землей включает защиту, выключающую устройство.

Эффективно-заземленная сеть

Применяют для сетей с напряжением более 110 кВ. Нейтраль выводят на землю через заземлитель одноколонкового типа (ЗОН). Это оборудование снижает значение токов, возникающих при пробое.

Использование нейтрали – один из способов, чтобы сохранить целостность оборудования и обеспечить безопасность персонала. Выбор оптимальной методики зависит от множества факторов и влияет на эффективность данной защиты в конкретной ситуации.

ac — В чем разница между европейским и американским обозначением «Земля/Нейтраль»?

Активный и нейтральный

Обе системы США/Канады и Великобритании поставляют нейтральный .

По нейтрали проходит «обратный» ток, поэтому размер ее проводника должен быть того же сечения, что и у источника питания. Нейтральный и работающий оба работают между потребителем (например, домами) и распределением / генерацией (ваша электрическая компания).

Однофазные, двухфазные или трехфазные

Жилые системы Великобритании имеют однофазное напряжение 230 В (фаза и нейтраль). Это относится к большей части Европы.

Системы США/Канады представляют собой «расщепленные фазы» 120 В (фаза-фаза-нейтраль), подающие 120 В либо от фазы к нейтрали, либо 240 В по двум противоположным фазам.

Потребители, использующие устройства, требующие большой мощности (коммерческие печи, машины, насосы и т. д.), часто обслуживаются трехфазной системой.

Защитное заземление

В системах электроснабжения проводка Защитное заземление (PE) обычно отличается от нейтрали. PE также известен как Земля или просто Земля .

Сравните это со многими электронными схемами, где нейтраль источника питания обычно называется землей. Мы часто говорим, что черный или «-» источника питания постоянного тока подключен к «земляной пластине» печатной платы.

Заземление — это способ сделать электроснабжение безопасным, помогая защитить от поражения электрическим током и пожаров. Заземление обеспечивается по-разному во всем мире, в основном из-за преобладания подземных проводов (обычно в городских районах, большей части Европы) по сравнению с воздушными проводами (часто в сельской местности или пригородах в Канаде / США).

Заземление не требует непрерывного провода большого сечения от потребителя к распределительной сети.

Соединение с землей проводит токи от места неисправности (блуждающие напряжения, токи или электростатические разряды) к ближайшему заземлению («грязь»).

Провод заземления — это провод в ваших кабелях, предназначенный для заземления. Он подключается к металлическим корпусам, трубам и т. д. через третий штырь в разъемах, но это не обратный провод для живого питания.

Заземление, соединение и заземление

Когда вы подсоединяете металлическую распределительную коробку, розетку или трубу к заземляющему проводу, это называется соединением .

Провод заземления приводится в контакт с землей с помощью электрода в виде заземляющего стержня , вбитого в грязь на глубину от 8 до 10 футов, заземляющей пластины , выкопанной на глубину 24 дюйма в грязи, или в сушилке области, заземляющий стержень, заключенный в бетонную плиту или другой фундамент, также известный как уфер.

В целом, разделение заземляющей и нейтральной проводки в доме обеспечивает безопасный альтернативный электрический путь для паразитных напряжений или токов, которые могут быть вызваны неисправностями в электросети, которые должны быть отведены от людей и легковоспламеняющихся материалов, чтобы, соответственно, избежать поражение электрическим током или пожар.

Заземление дополнительно выравнивает электрическую систему дома, так что в целях безопасности нейтраль и заземление электрической системы и всех металлических труб (вода/газ), крыш и т. д. поддерживаются с тем же потенциалом, что и заземление.

Когда вы прикасаетесь к трубе, радиатору или перилам, которые заземлены в вашем доме, их потенциал будет равен потенциалу земли, на которой вы стоите, и поэтому через ваше тело не потечет опасный ток. Кроме того, опасный ток не будет протекать через легковоспламеняющиеся материалы или вблизи них, что может привести к пожару.

Благодаря заземлению любые блуждающие напряжения, токи и электростатические заряды, которые наводятся или разряжаются в заземленных металлических конструкциях дома, имеют меньше шансов соприкоснуться с людьми и горючими веществами.

Хотя существуют общие различия между «американскими» и «европейскими» методами заземления (напряжения — это отдельная история), вы найдете достаточно региональных различий даже в пределах континентального разделения, так что нельзя провести четкую границу: что и где применяется, зависит также от исторического развертывания и географии, а не только от политических границ.

США и Канада

В большинстве (и, возможно, во всех) районах США/Канады в дом не подается специальный заземляющий провод. Нейтраль заземляется через равные промежутки времени по всей распределительной сети (на опорах, трансформаторах и т. д.) и в последний раз заземляющим стержнем или пластиной рядом с панелью в доме.

Из-за преобладания воздушной проводки это обеспечивает безопасное заземление даже в случае короткого замыкания воздушных проводов, например, если они повалены деревом. Оборванный провод под напряжением может зарядить нейтральный провод, но не может значительно зарядить систему заземления вашего дома (радиаторы, сантехнику, металлический корпус электроприборов и т. д.).

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом США и Канадским электротехническим кодексом в питании от распределительного трансформатора используется комбинированный нейтральный и заземляющий провод, но в структуре используются отдельные нейтральный и защитный заземляющие проводники (TN-C-S). Нейтраль должна быть подключена к земле только на стороне питания разъединителя заказчика.

Я добавил аннотацию «соединено на панели», чтобы показать, как фундаментальная система TT (например, воздушные провода) все еще может быть эффективно TNC-S без подачи выделенного PE в дом.

Если источник находится под землей, металлический экран источника заземляется в точке распределения и еще раз в доме. Хотя таким образом эффективно обеспечивается заземление, оно не используется для заземления электрической системы дома.

Зеленые линии — это проводка PE (защитное заземление). «BCH» — это просто аббревиатура местной канадской электроэнергетической компании.

Великобритания

TN-C-S В части системы используется комбинированный PEN-проводник, который составляет в какой-то момент разделил на отдельные линии PE и N. Комбинированный PEN-проводник обычно проходит между подстанцией и точкой ввода в здание, а земля и нейтраль разделены в вводе. В Великобритании эта система также известна как защитное множественное заземление (PME) из-за практики подключения комбинированного нулевого и заземляющего проводника по кратчайшему практически возможному маршруту к местным заземляющим стержням в источнике и через определенные промежутки вдоль распределительных сетей.

в каждое помещение

Внешнее заземление: При строительстве нового дома мы устанавливаем новый силовой кабель, который подключается к более широкой сети электроснабжения. Мы позаботимся о том, чтобы предоставить клемму заземления, чтобы ваш электрик мог безопасно заземлить имущество. Есть два типа, которые мы предоставим. TNS-(Отдельный заземляющий провод), где заземление осуществляется от свинцовой оболочки нашего электрического кабеля, или PME (Защитное множественное заземление) с использованием нашего нейтрального кабеля в качестве комбинированного нейтрального заземления.

Ref / Images:

• https://www.ukpowernetworks.co.uk/electricity/earthing#Earthinginformation
• https://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system
• https://app.bchydro.com/content/dam/BCHydro/customer-portal/documents/distribution/standards/ds-ES43-N2-service-connections-2012.pdf
• https://app.bchydro.com/content/dam/BCHydro/customer-portal/documents/distribution/standards/ds-ES54-S1-01-secondary-single-phase-services-120-240V-up-to -600А. pdf
• https://www.nfpa.org/News-and-Research/Publications-and-media/Blogs-Landing-Page/NFPA-Today/Blog-Posts/2021/05/21/Understanding-Our-Electrical-World -8-предметов-из-форм-системы-заземляющих-электродов
• https://theengineeringmindset.com/ground-neutral-and-hot-wires-us-can/
• https://www.lsp-international.com/power-supply-system/fig-3-tn-c-s-system/

AC: зачем делать различие между землей и нейтралью?

TL;DR:

Заземляющий провод — это защитная функция, которая обезопасит вас, если что-то пойдет не так.

У вас есть нейтральный провод в качестве проводника тока для обеспечения питания.

У вас есть заземляющий провод в качестве безопасной точки заземления для оборудования с проводящими (металлическими) корпусами и в качестве безопасного пути короткого замыкания для тока, когда что-то пойдет не так.

---

Теперь немного предыстории. В США электроэнергия подается в дом с более высоким напряжением и понижается до 230 В переменного тока с центральным отводом.

Нейтраль подключается к центральному отводу.

С двух концов выхода трансформатора у вас есть 230 В переменного тока.

С обоих концов до центрального крана напряжение 115 В переменного тока.

Таким образом, имеется 2 цепи, обеспечивающие 115 В переменного тока. Каждая из этих двух цепей обеспечивает питанием половину ламп и половину розеток в доме.

Таким образом, нейтраль находится в плавающем состоянии, и на каком-то неизвестном напряжении выше напряжения (буквальной) земли под вашими ногами. Касаться нейтрали было бы очень опасно. Прикосновение к любому из проводов под напряжением также очень опасно.

Чтобы нейтраль не плавала, она соединена с землей дома — в земле под домом есть большой металлический проводник, который обеспечивает реальную связь с реальной землей.

При работе с энергосистемой существует две опасности.

Во-первых, опасно подключаться между двумя проводящими под напряжением линиями — это, очевидно, приведет к протеканию тока через ваше тело.

Другая опасность связана с подключением себя между линией, находящейся под напряжением, и землей – буквально землей под ногами. Если система питания не заземлена, она всегда будет иметь разность потенциалов относительно земли.

Первую опасность можно обойти, никогда не прикасаясь более чем к одному проводу за раз — обычно это довольно легко сделать.

Второе намного сложнее. Если вы прикоснетесь к любому проводу от незаземленной системы питания, между ним и землей возникнет разница напряжений, и через ваше тело потечет ток = ouch/dead.

Чтобы уменьшить эту вторую опасность, энергосистемы заземляются.

В США вы заземляете нейтральный провод. Теперь он (почти) при потенциале земли. Теперь есть один провод, к которому должно быть безопасно (случайно) прикасаться. Это причина подключения нейтрали к земле.

Два провода под напряжением теперь находятся под напряжением 115 В переменного тока по отношению к земле, но в каждой розетке есть только один провод под напряжением, поэтому проводка несколько безопаснее — в розетке есть только один провод, который может вас убить.

НО мы еще не закончили. Если через нейтраль протекает большой ток, то (благодаря закону Ома) между ней и землей будет разница напряжений, поэтому нейтраль больше не находится под потенциалом земли.

Учитывая, что две цепи 115 В переменного тока в американском доме никогда не могут быть сбалансированы, почти всегда через нейтральную линию протекает ток, поэтому на самом деле она не имеет потенциала земли.

Теперь представьте, что вы используете устройство с заземленным металлическим корпусом. Если вы используете нейтраль в качестве защитного заземления, то корпус на самом деле не имеет потенциала земли, поэтому вы получаете (надеюсь, только) слабое покалывание, если прикоснетесь к корпусу — нехорошо, все еще может быть больно.

Если есть короткое замыкание между проводом под напряжением и металлическим корпусом, то напряжение на корпусе возрастет == Ой, ой, ой. Если нейтральный провод обрывается в шнуре питания или имеет плохой контакт в розетке, металлический корпус теперь находится под сетевым напряжением = мертвый пользователь.