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。事實上，在某些時候幾乎可以保證失敗。太多時候，我們只關(guān)注管理風(fēng)險的一個要素：修復(fù)。設(shè)計要盡快維修和更換的系統(tǒng)，恢復(fù)全面運(yùn)行。但是還有另一個經(jīng)常被忽視的元素：設(shè)計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

電路總是由四個主要元素組成：

電源，有一個供應(yīng)和一個回報（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組件，負(fù)載設(shè)備，是電源或接地側(cè)切換對話中的主要考慮點(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，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的，或者它可能首先需要關(guān)閉一個聯(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。

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

如果在負(fù)載設(shè)備之后電線松動，仍然會有對地短路，但現(xiàn)在必須有電流流過負(fù)載設(shè)備，所以它會像鎖住一樣立即打開。這不會導(dǎo)致電流過大，因為斷路器和保險絲通常應(yīng)該允許大量電流流動，以使該負(fù)載設(shè)備處于活動狀態(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。熔斷的保險絲或斷路器會導(dǎo)致整個電路關(guān)閉，因此該保險絲/斷路器提供的任何負(fù)載設(shè)備都不會工作，直到問題得到解決。如果存在安全風(fēng)險，例如可能失控并傷害人員的機(jī)器，則最好在出現(xiàn)問題時關(guān)閉所有設(shè)備。當(dāng)控制設(shè)備放置在電源側(cè)時，會有更多的電線，因此更有可能出現(xiàn)故障點(diǎn)，從而導(dǎo)致直接對地短路。

另一方面，負(fù)載設(shè)備可能是警報器或紅色指示燈。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）。對于許多設(shè)備，最好讓設(shè)備簡單地保持通電運(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，但這個概念仍然適用于交流。

想象一個住宅 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，否則斷路器會跳閘（實際上，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開關(guān)，因此將這條線或中性線接觸到任何接地組件都會繞過燈具并產(chǎn)生火花和短路。

現(xiàn)在考慮將開關(guān)移動到燈具的中性側(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，故障可能不會那么危險。如果連接到開關(guān)的任何一根電線意外接觸地面，它會在到達(dá)地面的途中穿過燈具，因此燈會亮起。您可以看到該錯誤并立即移除電線，但不必?fù)?dān)心危險的火花或過大的電流。

再一次，這只是一個例子——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)。

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