了解接地側(cè)開關(guān)的含義，以及它如何幫助系統(tǒng)的整體維護(hù)以及如何創(chuàng)建可預(yù)測(cè)的故障是必不可少的

電氣系統(tǒng)發(fā)生故障并不罕見。事實(shí)上，在某些時(shí)候幾乎可以保證失敗。太多時(shí)候，我們只關(guān)注管理風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)要素：修復(fù)。設(shè)計(jì)要盡快維修和更換的系統(tǒng)，恢復(fù)全面運(yùn)行。但是還有另一個(gè)經(jīng)常被忽視的元素：設(shè)計(jì)電路從一開始就具有正確的故障類型。了解接地側(cè)切換的結(jié)果有助于解決這種情況。

電源側(cè)和接地側(cè)開關(guān)在電路中的作用

電路總是由四個(gè)主要元素組成：

電源，有一個(gè)供應(yīng)和一個(gè)回報(bào)（在交流和直流中都是如此）

按鈕、開關(guān)和傳感器等控制設(shè)備

導(dǎo)體，主要是電線

控制電路或分支中電流量的負(fù)載設(shè)備。

此列表中的最后一個(gè)組件，負(fù)載設(shè)備，是電源或接地側(cè)切換對(duì)話中的主要考慮點(diǎn)。

顧名思義，電源側(cè)開關(guān)將開關(guān)（控制）放置在負(fù)載側(cè)靠近電源或負(fù)載之前。

圖 1. 遵循電源側(cè)開關(guān)策略的電路原理圖。開關(guān)更靠近電源的電源側(cè)。

接地側(cè)開關(guān)將控制設(shè)備放置在負(fù)載之后，或者更靠近地面。

圖 2. 遵循接地側(cè)開關(guān)策略的電路原理圖。開關(guān)更靠近電源的負(fù)極。在交流電路中，這可能是中性側(cè)。

故障模式

取決于電路中發(fā)生短路的位置將決定響應(yīng)。如果將電線放在負(fù)載之前并且它松動(dòng)，如果建立了路徑，結(jié)果將是直接從電源到接地短路。這條路徑可能是即時(shí)的，或者它可能首先需要關(guān)閉一個(gè)聯(lián)系人。

圖 3. 遵循電源側(cè)開關(guān)策略的電路圖。組件的放置與圖 1 中的原理圖相匹配。

無論何時(shí)發(fā)生，一旦發(fā)生，電流都會(huì)出現(xiàn)巨大的尖峰，這將導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷或斷路器跳閘。正是出于這個(gè)原因，才使用這些安全裝置。

如果在負(fù)載設(shè)備之后電線松動(dòng)，仍然會(huì)有對(duì)地短路，但現(xiàn)在必須有電流流過負(fù)載設(shè)備，所以它會(huì)像鎖住一樣立即打開。這不會(huì)導(dǎo)致電流過大，因?yàn)閿嗦菲骱捅ｋU(xiǎn)絲通常應(yīng)該允許大量電流流動(dòng)，以使該負(fù)載設(shè)備處于活動(dòng)狀態(tài)。

圖 4. 遵循接地側(cè)開關(guān)策略的電路圖。組件的放置與圖 2 中的原理圖相匹配。

打開負(fù)載不會(huì)被視為“異常”行為。雖然和以前一樣，故障可能是瞬間的，也可能導(dǎo)致觸點(diǎn)先關(guān)閉。

為什么這有關(guān)系？

我們必須首先確定在發(fā)生故障時(shí)應(yīng)該發(fā)生什么，以便確定要使用的正確切換類型。熔斷的保險(xiǎn)絲或斷路器會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路關(guān)閉，因此該保險(xiǎn)絲/斷路器提供的任何負(fù)載設(shè)備都不會(huì)工作，直到問題得到解決。如果存在安全風(fēng)險(xiǎn)，例如可能失控并傷害人員的機(jī)器，則最好在出現(xiàn)問題時(shí)關(guān)閉所有設(shè)備。當(dāng)控制設(shè)備放置在電源側(cè)時(shí)，會(huì)有更多的電線，因此更有可能出現(xiàn)故障點(diǎn)，從而導(dǎo)致直接對(duì)地短路。

另一方面，負(fù)載設(shè)備可能是警報(bào)器或紅色指示燈。在此處發(fā)生故障的情況下，最好將其鎖定為通電。然后可以立即注意到并解決問題。

如果過電流導(dǎo)致斷路器跳閘并且警報(bào)指示燈無法響起，則可能要等到以后才注意到故障。控制設(shè)備靠近接地的接地側(cè)切換在負(fù)載后放置更多的電線，因此負(fù)載后更容易發(fā)生連接故障。

有時(shí)負(fù)載設(shè)備可能是一件醫(yī)療設(shè)備（醫(yī)療或緊急車輛應(yīng)用）。對(duì)于許多設(shè)備，最好讓設(shè)備簡(jiǎn)單地保持通電運(yùn)行，直到問題得到解決。替代方案可能意味著整個(gè)電路在修復(fù)之前被禁用，這可能是災(zāi)難性的。想象一下，在前往醫(yī)院的救護(hù)車上，一根斷線燒斷了生命支持設(shè)備的保險(xiǎn)絲。顯然，優(yōu)選的情況是保持設(shè)備運(yùn)行，即使是浪費(fèi)的，直到行程結(jié)束并且問題得到解決。

交流應(yīng)用中的電源和接地側(cè)開關(guān)

也許電源和接地的術(shù)語在直流應(yīng)用中最常見，但這個(gè)概念仍然適用于交流。

想象一個(gè)住宅 110 伏交流電燈電路。通常，開關(guān)放置在燈的“熱”側(cè)，進(jìn)入燈具的黑線要么被供電，要么被切斷。如果開關(guān)關(guān)閉，則可以更換夾具，而不必?fù)?dān)心電線意外短路。

但是，如果必須更換開關(guān)，則必須格外小心，不要造成短路，否則斷路器會(huì)跳閘（實(shí)際上，在電路上工作之前應(yīng)該關(guān)閉斷路器）。來自熱線的能量直接提供給這個(gè)開關(guān)，因此將這條線或中性線接觸到任何接地組件都會(huì)繞過燈具并產(chǎn)生火花和短路。

現(xiàn)在考慮將開關(guān)移動(dòng)到燈具的中性側(cè)，即白線。顯然，您仍然應(yīng)該斷開斷路器的電源，但如果不這樣做，故障可能不會(huì)那么危險(xiǎn)。如果連接到開關(guān)的任何一根電線意外接觸地面，它會(huì)在到達(dá)地面的途中穿過燈具，因此燈會(huì)亮起。您可以看到該錯(cuò)誤并立即移除電線，但不必?fù)?dān)心危險(xiǎn)的火花或過大的電流。

再一次，這只是一個(gè)例子——在拆卸和更換組件之前，您應(yīng)該始終確保任何電路中的情況安全。但是，這種情況確實(shí)顯示了交流應(yīng)用中電源和接地切換之間的差異。

控制設(shè)備是否需要電源或接地開關(guān)？

電源和接地切換之間的區(qū)別在于控制設(shè)備的位置，分別靠近電源或接地。電源切換更有可能導(dǎo)致斷路器或熔斷器跳閘。接地切換將更有可能導(dǎo)致負(fù)載設(shè)備鎖定在通電狀態(tài)。

不能絕對(duì)保證在失敗的情況下會(huì)看到這些結(jié)果，但至少我們可以左右搖擺。