接地故障 vs 短路：差異與如何預防危險問題

電氣故障可能會對人身和財產造成重大危險，在此我們將探討接地故障與短路。接地故障和短路是兩種常見的電氣故障。瞭解這些故障之間的差異以及如何預防它們，對維護安全的電氣系統至關重要。

什么是接地故障？

接地故障是一種電氣故障，當電流偏離其預定路徑，並通過非預期的導體流向大地時，就會發生接地故障。當電線損壞、外露或受潮，並與金屬物體、人或大地接觸時，就可能發生這種情況。接地故障可能會造成觸電、火災或電力系統損壞。接地故障電路中斷器 (Ground Fault Circuit Interrupters, GFCIs) 等裝置可偵測接地故障並關閉電源以避免傷害。

什么是短路？

短路（也稱為對地短路）是另一種電氣故障，當電流繞過預定路徑直接流向電源時就會發生。當兩條電線互相接觸，為電流創造了一個低阻抗路徑時，就可能發生這種情況。短路可能會導致火花、火災或電力系統損壞。瞭解短路的定義對於識別和及時處理這些問題非常重要。

接地故障和短路有什么区别？

接地故障與短路的主要差異在於電流的方向。在接地故障中，電流流向大地，而在短路中，電流則流回電源。另一個差異是每種故障的潛在危險。接地故障對人類和動物的危害更大，因為它們可能會成為電流路徑的一部分並受到電擊。短路可能更危險。 危害電氣 系統，因為它會產生高熱量並導致火災。

如何防止接地故障和短路？

防止接地故障和短路的最佳方法是安装和维护正确的电气线路和设备。以下是一些有助于防止接地故障的装置：

• 接地故障電路中斷器 (GFCI)： 這些裝置可偵測接地故障並關閉受影響電路的電源。它們通常安裝在靠近水源的插座或斷路器中，例如浴室、廚房、洗衣房、車庫和室外。GFCI 有測試和重設按鈕，讓您可以檢查其功能，並在跳脫時恢復電源。
• 電弧故障斷路器 (AFCI)： 這些裝置可偵測電弧故障，也就是電線損壞或鬆脫時所產生的火花或閃光。電弧故障可能導致接地故障或短路，以及火災。AFCI 通常安裝在斷路器中，以保護臥室、客廳、飯廳和其他可能發生電弧故障的地方的電線。AFCI 具有測試和重設按鈕，可讓您檢查其功能，並在跳脫時恢復電源。
• GFCI 插座： 這些插座內建 GFCI。在需要或建議使用 GFCIs 的地方，它們可用來取代標準插座。它們有測試和重設按鈕，可讓您檢查其功能，並在跳脫時恢復電源。

GFCI 如何工作？

GFCI 可监控电路中的电流，并比较流向电器或设备和从电器或设备返回的电流大小。在正常情况下，电流应该是平衡且相等的。但是，如果出现接地故障，例如磨损的电线接触到金属物体或人接触到带电电线，部分电流就会从电路中流出，通过另一条路径流向大地。这就造成了电流的不平衡，GFCI 会检测到并做出反应。

当 GFCI 检测到接地故障时，它会迅速切断电路电源，防止触电、火灾或设备损坏。GFCI 的反应时间短至 1/40 秒，比眨眼还快。GFCI 不能防止过载、短路或发生在热线和中性线之间的电击，这些问题由保险丝或断路器处理。GFCI 只能防止发生在热线和地线之间或中性线和地线之间的电击。

为确保 GFCI 正常工作，建议按照以下步骤每月进行一次测试：

- 将灯或其他设备插入 GFCI 插座并打开。

- 按下 GFCI 插座上的测试按钮。电源应断开，灯或设备应关闭。

- 按下 GFCI 插座上的复位按钮。电源应该会重新接通，灯或设备应该会打开。

- 如果 GFCI 的反应与描述不符，则可能存在缺陷，应由合格的电工进行更换。

AFCI 如何工作？

- 與 GFCI 不同，GFCI 針對接地故障提供保護，而 AFCIs 則針對電弧故障提供保護。 電弧故障是指電線或電纜損壞、磨損、鬆脫或過熱時產生的火花或閃光。電弧故障會引燃附近的物體，或造成人體接觸金屬物體的路徑，從而引起火災和電擊。

- AFCI 通过检测显示故障电弧的电流和电压特征模式来工作。它们持续监控电路，并将其与正常波形进行比较。如果检测到异常情况，如电流或电压突然上升或下降，或出现高频噪音，它们就会中断供电，防止故障电弧继续产生。

- AFCI 可安裝在主配電盤中的斷路器或牆上插座中的插座。它們是 旨在保護 AFCI 不僅適用於安裝 AFCI 的插座，也適用於該插座下游的整個分支電路。根據 NEC，下列位置必須安裝 AFCI：

为住宅单元卧室、起居室、餐厅、家庭室、客厅、图书馆、书房、日光浴室、娱乐室、壁橱、走廊及类似房间或区域的插座和设备供电的所有 120 伏单相 15 安培和 20 安培电路。

哪些地方需要使用 GFCI 和 AFCI？

国家电气规范选委会NEC）是一套规范美国电气系统安装和维护的标准和法规。NEC 规定了需要或建议使用 GFCI 和 AFCI 的位置，以防止接地故障和短路。根据 NEC，在大多数住宅应用中，以下位置都需要安装 GFCI：

• 安装在浴室、车库、爬行空间、未完工的地下室、厨房、洗衣区、湿吧台水槽、船屋和室外的所有 125 伏、单相、15 和 20 安培插座。
• 水槽外缘 6 英尺范围内安装的所有 125 伏、单相、15 和 20 安培插座。
• 所有 125 伏、单相、15 安培和 20 安培的插座，安装在插座不容易接触到的位置，并由专用于电融雪、除冰或管道加热设备的分支电路供电。

根据 NEC，下列住宅场所必须安装 AFCI：

• 所有 120 伏、单相、15 安培和 20 安培的分支电路，为安装在住宅单元厨房、家庭室、餐厅、起居室、会客厅、图书馆、书房、卧室、日光浴室、娱乐室、壁橱、走廊、洗衣区或类似房间或区域的插座或设备供电。
• 为宿舍内安装的 120 伏、单相、15 和 20 安培插座或设备供电的所有分支电路。

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接地故障和 短路 是常見的電氣故障類型，可能導致震動、火災和電氣系統損壞。可以透過安裝和維護適當的電線和裝置（例如 GFCIs 和 AFCIs）來預防這些故障。NEC 提供了需要或建議使用這些裝置的指引，以確保安全和合規。遵循這些指引，您可以保護自己、家人和財產，避免接地故障和斷路的危險。 短路.為了確保您已保護好您的安裝，您應該隨時諮詢顧問。 执业工程师.