我们看下图:
这张图是小区和居家配电系统图。我来解释一下:
图的上方我们看到了电力变压器。变压器的右边,就是小区总配电室内接线的示意图。
我们看到,电力变压器低压侧三相绕组被输送到右边注明“TN-C接地系统”的总配电柜内,同时三相绕组的公共端也即中性线被接地,此接地被称为工作接地或者系统接地,目的是获取地电位也即零电位。接地后,中性线被冠以PEN也即保护中性线的名称,送到总配电柜内。
我们看到,在总配电柜内,有主进线断路器,还有馈电断路器。从左边第一组馈电断路器引出了一条电缆,把三相和PEN线引到单元楼附近的熔断器配电箱内。
小区单元楼都是分层的。我们假定有6层楼,于是1楼和2楼用A相电源,3楼和4楼用B相电源,5楼和6楼自然就用C相电源了。
在熔断器配电箱内,各相熔断器就是为了这些楼层的用电提供用电安全保障。
接着,我们看到从第一组熔断器中引出A相电源线和PEN线(也即A相火线和零线)到单元楼的1楼和2楼中,这两个楼层一般会共用一个入户配电计量箱(图中未绘出),里面安装了电度表,并且再次分配电能。
本楼层各住家的电能供应属于并联关系。在PEN线入户前,需要再次接地,然后分开为N线和PE线,连同相线也即A相火线一同入户。
上图中我们能看到入户后的配电情况。因为与主题无关,故略去说明。
我们再看下图:
这张图的右上方就是熔断器配电箱,从配电箱中引出双芯电缆至各个楼层。
由于总配电柜和熔断器配电箱是事先就设置好的,其内部已经完成具体接线,因此相序不会弄错。电工接错的地方只能是从熔断器配电箱至各个楼层的电表箱之间的电缆。
图中我们看到第一层的电缆接错了,变成火线和零线对调。但于此同时,其它楼层的电缆接线却是正确的。
接地,其实是一条叫做MEB的扁钢,此扁钢一端接到大楼的地网,或者采取接地措施后入地。各住家的配电系统,其实都是从MEB引地线。这种做法有规范给予说明,见-2011《低压配电设计规范》。
当熔断器配电箱的A相也即L1相出线电缆接反后,EMB被带上电。由于接地极有接地电阻,因此EMB的扁钢电压会从地电位上升到接近相电压220V。
我们从上图中可以看见,MEB被引入住家后,最终会接到各个用电设备的外露导电部分,也即外壳上,例如电冰箱的外壳上。当电缆接反后,居家内各个用电设备的外壳均带电,例如电冰箱外壳带电,电饭锅外壳带电。对于配电系统来说,虽然前接线路未出错,但因为火线被接到MEB上,其电流会大增,近乎于短路,于是熔断器配电箱内的熔断器会在一瞬间熔断保护。由于保护的时间短,因此居家内的用电设备不会出现实质性损害。
再看看其它楼层。
当EMB带上A相电压后,与其它楼层原先的电压B相(L2相)和C相(L3相)形成近乎于380V的高电压。虽然各用电设备的外壳近乎于220V相电压,但因为用电设备的N线被接入了A相电压,而相线却为原先的B相或者C相,于是用电设备的工作电压为380V,这些住家的用电设备当然要被烧毁了。
电压如此之高,熔断器配电箱内的熔断器会执行瞬间的熔断保护。尽管是瞬间,但足以把用电设备给烧毁了。
这就是当火线和零线对调后出现的结果。
我估计,题主家所在的配电相序正好是A相,因此未发生烧毁用电电器事故。但也挺危险,毕竟用电设备的外壳曾经短暂地带上220V较高电压。好在没出事!
最后,回答题主的问题:
我们发现,相线与PEN线对调后所造成的各种事故,是因为接地系统引起的,与交流电压的正弦波波形没有什么关系。