低压配电系统的线制和漏电保护
低压配电系统的线制及漏电保护问题研究
Ｔ Ｔ系统 ， 设备发生绝缘故障 ， 接地 电流流过接地 电阻， 产
生 电压降 。设备对地存在 一定 的电压 ， 人体触及设备外壳 ， 可
能触 电。
Ｔ Ｎ — Ｃ系统 ，这种系统称 为三相 四线制 。设备接 Ｐ Ｅ Ｎ 线也称为 “ 接零” 。设备发生对箱壳 的绝缘故障，故障 电流从
相三线制和三相四线制。三相变压器的三个相绕 组分别安装 载保护 、 漏电保护和欠压保护的效能。安装 时简化 了线路 ， 缩 在铁芯的三个柱上， 原边 （ 初级） 高压按三角形连接， 副边 （ 次 小 了电箱的体积和便 于管理 。 级） 按星 形连接 。发 电机三相 电源向变 压器 原边供 电， 副边三 ２ ． １ 剩余 电流检测
相 电压 向量相隔 １ ２ ０ 。 。三相负载接三相线 ，接单相 负载需 引 出中性线 。
１ ． ２ 低 压 电 力 系统 的 接 地 形 式
变压器中性点接地 的低压系统多采用“ 剩余 电流动作” 原 理 。单相 电源的两根导线往返 的电流 ， 数值相等 、 方 向相反，
代数和等于零 。即无 “ 剩余 电流” ， 如图 １ 所 示。电流互感器
法、 剩余 电流检测等 问题进行研 究。
关键词 ： 低压配 电网 漏电保 护 剩余 电流 接地 互感器 文章编号： １ ０ ０ ７ ． ３ ９ ７ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ １ － ０ ２ ８ — ０ ２ 中图分类号 ： Ｔ Ｍ５ ６ ４ ． ８ 文献标 识码 ： Ａ
１ 低压配 电系统的线制和接地形式
低 压配 电系统的线制及漏 电保 护问题研 究
口 万 辉
（ 湖北省孝感市大悟县供 电公 司 湖北 ・ 孝感 ４ ３ ２ ８ ０ ０ ）
低压配电系统原理
低压配电系统原理低压配电系统是指电压在1000V及以下的配电系统，用于将高压输电线路传输的电能进行分支、分配和供电。
其主要原理有以下几点：1. 供电变压器：低压配电系统的起始点是供电变压器。
高压输电线路的电能经过变电站的变电设备，通过变压器将电压降低到1000V以下。
变压器负责将电能从高压侧引入低压侧，以满足配电系统的供电需求。
2. 配电装置：在供电变压器后，低压配电系统通过配电装置将电能进一步分支和分配。
配电装置包括断路器、开关、隔离开关等设备，用于控制和保护电路。
断路器负责断开或接通电路，以避免过载或短路等故障，保护配电设备的稳定运行。
3. 线路布置：低压配电系统中的线路布置是根据用电设备的需求进行规划的。
线路主要分为进线、支路和出线等部分。
进线将电能从供电变压器引入配电系统，支路则将电能分配到各个用电设备，出线则是将电能从用电设备带出。
线路布置需要考虑安全性、经济性和可靠性等方面的因素。
4. 用电设备：低压配电系统的终点是用电设备。
用电设备包括照明设备、动力设备、空调设备等，用于满足各种日常生活和生产需求。
用电设备通过低压配电系统得到所需的电能供应，并将电能转化为光、热、动力等形式进行使用。
5. 地线和保护措施：低压配电系统中的地线和保护措施是确保系统安全和人身安全的重要措施。
地线用于将电路的非工作导体与地面连接，以排除漏电和接地故障的危险。
在低压配电系统中，还需要设置过流保护器、漏电保护器、接地保护等设备，以保障电路的正常运行和人身安全。
综上所述，低压配电系统的原理是通过供电变压器、配电装置、线路布置、用电设备、地线和保护措施等组成的。
通过这些设施和措施，将高压输电线路传输的电能分配给各个用电设备，实现电力供应和用电需求的协调。
同时，低压配电系统还需要考虑安全性、经济性和可靠性等方面的因素，以确保系统的可靠运行和人身安全。
民用建筑电气设计中低压配电一般规定
民用建筑电气设计中低压配电一般规定在民用建筑电气设计中，关于低压配电，一般有以下规定：
1. 低压配电系统的额定电压一般为220V或380V，频率为50Hz。
2. 低压配电线路的导线采用铜导线，导线截面积根据负荷计算确定。
3. 低压配电系统应满足用电设备的需求，根据建筑面积、建筑用途和用电设备负荷等因素进行设计。
4. 低压配电系统应设有总配电箱或总配电柜，用于接收进线电源并分配给各个子回路。
5. 低压配电系统中，应设有漏电保护装置，用于自动监测电流的不平衡和漏电情况，确保人身安全。
6. 低压配电线路应采用电缆或电线槽进行布线，需符合国家相关的电线电缆标准和安装要求。
7. 低压配电系统应设置过载保护和短路保护设备，以确保电气设备和线路的安全运行。
8. 低压配电系统应设有照明配电系统和动力配电系统，分别用于供应照明设备和动力设备的电力需求。
9. 低压配电系统应符合国家相关的建筑电气规范与标准，如《建筑电气设计规范》，以确保安全可靠的用电环境。
以上是一般情况下民用建筑电气设计中关于低压配电的一些常规规定，具体还需根据具体情况进行详细设计。
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低压电网的接地方式与漏电保护检测原理
低压电网的接地方式与漏电保护检测原理一、低压电网的接地方式我们知道，低压电网和用电设备常见的接地方式有TT方式，有TN方式，有IT方式。
1、TT方式，第一个字母T表示低压电力系统的中性点工作接地，第二个字母T表示用电设备外壳接地，系统中除了中性点接地外工作零线不允许再次接地，既我们常见的“保护接地”。
按照规程要求，中性点和设备外壳接地电阻≤4Ω。
2、TN方式，第一个字母T表示低压电力系统的中性点工作接地，第二个字母N表示用电设备外壳接零线，既我们常见的“保护接零”。
3、IT方式，第一个字母I表示低压电力系统的中性点对地绝缘，第二个字母T表示用电设备外壳接地。
此方式适合对于持续不间断供电要求很高的用电场所，比如医疗单位手术过程中和矿山井下排水通风系统等场所，这些用电场所不允许因某一电气设备绝缘故障而自动切断整个系统电源。
在TT方式中，若有人体触及相线或用电设备绝缘不良造成外壳带电，电流会通过人体或用电设备外壳流入大地，然后回到配电变压器的中性点（系统中不存在第二个接地点时），形成闭合回路。
（如下图所示）电流通过人体时会造成伤害，接地系统容易造成漏电和火灾。
在低压配电变压器的低压绕组间发生击穿短路时，由于中性点接地，低压侧对地电压均为相电压。
相对来讲，中性点直接接地运行方式对电气设备及操作比较安全，适用于大容量低压电网。
这种方式便于安装电流型漏电保护器，并能采用总保护、分路保护和终端直接保护，提高低压电网安全管理水平。
二、漏电保护检测原理任何低压线路，对地都存在着漏电电流。
产生漏电电流的主要原因，在于带电体与大地之间的绝缘电阻和分布电容。
在低压电网TT接地方式中，相线对大地的漏电，用零序电流互感器检测是目前普遍使用的方法。
零序电流互感器具有检测灵敏度高，传输特性好等特点。
目前其铁芯一般采用最先进的、矫顽力很小的软磁材料——坡莫合金，如；1J85等型号。
零序电流互感器是决定漏电保护器性能的重要的检测部件。
谈低压配电系统的漏电保护
谈低压配电系统的漏电保护随着人民的生活水平的不断地提高，如电冰箱、洗衣机、电视机、空调、电饭煲、微波炉等各种各样的电气设备越来越多地进入千家万户，被众多居民普遍使用。
这些家用电器的应用，对于保护人身与设备的安全意识，引起了国内外人士的广泛关注。
本文主要阐述了有关低压配电系统的漏电保护。
标签：低压配电系统;漏电保护一、前言在电气设备安装过程中，注意做好接地保护、接零保护以及三级漏电保护工作，其中接地保护就是将电气设备的金属外壳和接地体相连接，将电气设备中的电流引入到地面，减少操作人员的触电危险;接零保护则是将电气设备的金属外壳与供电变压器中性线相连接，避免由于电气设备的绝缘破坏而影响人身安全。
二、漏电保护原理概述1.漏电电流动作保护器，即漏电保护器的应用，一旦出现触电事故，立即自动切断电源，减少人身触电的可能性。
漏电保护器主要由主开关、脱扣机构、漏电脱扣器、实验按钮以及零序电流互感器五部分构成。
被保护的电气设备，接地电流在漏电保护器的脱扣器中发生作用，如果超过了设定值，则开关自动跳闸、切断电源，确保工作人员安全。
在电气设备正常运行情况下，各相电流的流量之和为零;而在零序电流互感器中的双侧，如果没有信号输出，或者由于设备的绝缘已经损坏、人身触及带电体等情况，那么主回路中各相电流的流量之和则不为零。
这种情况下，零序电流互感器中的故障电流，就会产生磁通现象，在二次侧感应电源的作用下，脱扣线圈励磁，则主开关跳闸，供电的回路被切断。
建筑电气中经常应用的漏电保护器，可以分为电流动作漏电保护器与电源动作漏电保护器两种类型;漏电保护器可以应用在低压配电系统中，发挥防电击、防漏电的作用，避免发生电气火灾事故。
因此，在建筑的低压电系统中安装漏电保护器，可有效避免火灾事故的发生，同时保护人身安全与设备完整。
直接接触的保护方式主要为：通过外护物或者遮拦的方式保护、重点保护带电部分、放置在伸臂以外的保护等;间接接触的保护方式主要为：利用二级绝缘实行保护、自动切断供电设备;电气隔离;超低压安全保护等。
低压配电系统有三种接地形式IT、TT、TN系统的区别详解注安工程师考点
低压配电系统有三种接地形式(IT、TT、TN )系统的区别详解(注册安全工程师考点)根据现行的国家相关标准，低压配电系统有三种接地形式，即口系统、口系统、TN 系^.(1)第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。
I-电源变压器中性点不接地，或通过高阻抗接地。
(2)第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。
N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
分别对IT系统、口系统，TN系统进行全面剖析。
一、灯系统IT系统就是电源中性点不接地，用电设备外露可导电部分直接接地的系统。
IT系统可以有中性线，但IEC强烈建议不设置中性线。
因为如果设置中性线，在IT系统中N线任何一点发生接地故障，该系统将不再是IT系统。
IT系统接线图如图1所示。
图1灯系统接线图口系统特点IT系统发生第一次接地故障时，接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；-发生接地故障时，对地电压升高1.73倍；-220V 负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；-安装绝缘监察器。
使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。
IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。
一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。
运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。
只有在供电距离不太长时才比较安全。
低压配电系统保护要求(2)
第一部分低压配电系统本章主要内容一、低压配电网的分类和保护方式IT、TT、TN电网知识；保护接零和保护接地。
二、低压配电系统保护要求短路保护、过载保护、欠压保护、防触电保护、接地。
三、常用低压电器低压断路器、熔断器、漏电保护器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器、电压继电器、电流继电器等原理和技术参数。
四、低压系统的电气维保、故障诊断、分析与处理结合样例讲授。
1.短路保护短路保护是指线路或设备发生短路时，能迅速的切断电源，从而达到对线路或设备的保护作用。
短路发生的主要原因：系统中某一部位的绝缘遭到破坏。
绝缘遭到破坏的原因很多，根据长期的事故统计分析，主要有以下一些原因。
（1）短路的发生1）雷击或高电位侵入☜2）绝缘老化或外界机械损伤☜3）操作误操作☜4）动、植物造成的短路☜雷击或高电位侵入电气设备的绝缘是有一定的介质强度的，即绝缘耐压值。
超过规定的介电强度，绝缘就会被击穿，从而造成短路。
绝缘老化或外界机械损伤大多数的绝缘都是由高分子材料制造的，老化是这类材料不可避免的一种现象。
老化会带来绝缘性能的降低，当绝缘性能降低到一定程度后，在正常工作电压或允许过电压的作用下，绝缘也可能被击穿。
误操作最常见的误操作是带负荷拉隔离开关和未拆检修接地线就合闸引起的短路。
动、植物造成的短路如动物跨于相导体之间或相导体与地之间，藻类植物生长使相导体间绝缘净距减小，霉菌等造成的绝缘性能下降，都可能引发短路。
（2）短路的种类1）中性点接地系统中的短路种类☜2）中性点不接地系统中的短路种类☜中性点接地系统中的短路种类在中性点接地系统中，可能发生的短路类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。
单相短路有相线与中性线间短路；也有相线直接与大地（也包括与大地等电位的PE线）之间的短路，这时的单相短路又被称为单相接地短路。
中性点不接地系统中的短路种类在中性点不接地系统中，可能发生的短路类型有：三相短路、两相短路。
低压配电系统
IT系统
1. 系统中性点不接地，或经高阻抗（约1000Ω）接地； 2. 没有N线，因此不适于接额定电压为系统相电压的单相用电设备，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设备； 3. 设备的外露可导电部分经各自PE线分别接地； 4. 由于各设备的相线之间无电气联系，因此相互之间无电磁干扰； 5. 当系统发生一相接地故障时，三相用电设备及接线电压的单相设备仍能继续正常运行。
*
TN-C系统
1. 中性点直接接地； 2. 只适用于三相负载基本平衡情况； 3. 设备的外露可导电部分均接PEN线（通常称为“接零”）； 4. 由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压，因而可对某些接PEN线的设备产生电磁干扰； 5. 如PEN线断线，可使接PEN线的设备外露可导电部分带电，而造成人身触电危险； 6. 在发生一相接地故障时，线路的过电流保护装置动作，将切除故障线路； 7. TN-C系统干线不能直接使用漏电保护器，需要改成TN-C-S系统，在TN-S部分装漏电保护器。漏电保护器出来的工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关台不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。
*
继电保护装置简介
二次保护： 速断保护 零序保护 过流保护 一次保护 熔断器保护 低压断路器保护
*
低压配电系统的检修
变压器检修 母线检修 低压开关检修 二次回路检修
干式变检修
清扫 绝缘劣化程度检查 各部接线检查 风扇检查，试运 测温元件检查、校验 变压器试验：绝缘、直阻、电缆耐压
*
低压配电系统保护方式概述
继电保护的任务：故障时跳闸，在供电系统出现故障时（短路、接地、过流）使故障点前方最近的断路器或开关跳闸，切除故障部分，恢复其他无故障部分的正常运行，同时发出信号，以便提醒值班人员检查，及时消除故障。
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漏电保护
漏电保护 在低压电路中作为： 防止人体触电。 防止漏电引起的火灾、设备烧坏和爆炸事故。 主要功能是提供间接接触保护。 漏电保护动作电流小于30ma，也可作为直接接触保护。 漏电保护有电压型和电流型两类。 电压型用于变压器中性点不接地的低压系统。 漏电故障电流在接地装置产生较高的电压，继电器动作，分断电源开关。 电流型用于变压器中性点接地的低压系统。 发生漏电，零序电流互感器检测出漏电流，继电器动作，分断电源开关。 目前主要使用电流型漏电保护。
变压器
A
a
B
b
C
c
380V 380V
380V
220V 220V 220V N
地和接地
地
电气上所谓的“地”是指可以用来作为参考电位的、且电容无穷大的物体。 参考电位是一个基准，不会因其他扰动而变化，即使有变化，其程度可以忽 略不计。 可以作为参考电位物体，电容应无穷大，可以提供也可以接受任意多的电荷， 自身的电位不会因此而变化。 陆地上是将大地作为电气上的“地” ，大地作为“零”电 位 。钢质船舶则是以船体结构作为电气上的“地”。 电子系统中作为参考电位的地，不一定是大地，可能是自身工作电源的一极。
V
220V 220V
C
a
b
c
N
220V 220V 220V
低压配电系统的名词
中性线 从中性点引出作为电源的导线称为中性线。是输送电能的导线。
中性线从中性点N引出，也称为N线。
保护线 为了防止触电，将电气设备的金属外壳、外露可导电部分、电源接 地点等连接在作为电气连接的导线上，这根导线（体）称为保护线，也 称为PE线。
B
b L2
C
c L3
I
金属外壳
设备
T
地
电源中性点与地隔离（或经高阻抗接地），可以认为对地绝缘，海船规范称 为“三线绝缘系统”。重要设施和船舶低压电力系统普遍采用IT系统。优点是， 发生一相对地绝缘故障，系统仍可以继续运行。但需尽快查出、排除。
TT系统
TT系统
电源，中性点接地（T）。
引出中性线N。
系统设备接入电源。
V W 120°
U
N
IV IU
V IW W
A
B C
IU IW
－IW IV
变压器的表示方法
变压器的表示方法 单相变压器 一般习惯将原边（初级）画在左边或上面； 副边（次级)画在右边或下面。
三相变压器 原边和副边的三相3个绕组可以连接成星形 （Y）或三角形（Δ）。
副边星形连接可以引出中性线N。
原边
A
X A X
三相电流流过负载，都经中线回到中性点。
中性线电流是三相电流之和。三相电流的向量和等于零。
IU IV IW
IW (IW ) 0
IU IV IW 0
中性线电流等于零，不需要导线。三相对称负载只需3根导线。这种供电电制 称为三相三线制。
U
120°
120°
检测剩余电流是为了防止间接触电。为此必须提供“旁路”电流的通路，设 备金属外壳接地，电源一端接地。
电源一端就是三相电源的中点接地。
交流电源
A 电流检测 0
旁路 电流
检测范围
设备
交流电源
A 电流检测 0
旁路 电流
检测范围
设备
变压器
A
a
B
b
C
c
N
PEN
剩余电流检测
如果三相变压器除了向三相负载供电外还要向单相负载供电，副边采用星形（Y） 连接，中性点引出中性线N，中性点接地。与地电位为零，称为零线、零点。
B
b
C
c
N
配电电源1
变压器
配电电源2
a
A
b
B
c
C
PEN
PEN
N
Q1
Q1设置漏电保护。 中线穿过漏电保护。 接入备用配电电源。
N PE 配电线路
配电电源1运行。
Q2
接入单相负载。
Q3
电流可能从另一侧中线
回路，Q1漏电保护动作、
单相
跳闸。
三相负载
负载
中线必须作为电源一极引入开关。采用四极开关。
N PE
电源和设备的接地状态
A
B
U1 I1
E2
I1 U1
E2
0
t
0
t
在铁芯上绕2组绕组A和B。 绕组A两端施加交流电压U1流过交变电流I1，铁芯中产生交变磁场。 绕组B两端感应出同频率的交流电势E2。
低压配电系统的名词
先来讨论几个常用的名词 。
中性点 几个元、器件连接的某一点，对外部相关的接线端的电压绝对值相等， 这一点称为中性点，简称中点。例如：
接地
将电气设备中带电或不带电部位与“地”连接，称为电气接地。
将电气设备中带电部位与“地”连接，称为工作接地。
将电气设备中不带电部位与“地”连接，称为保护或安全接地。
人身触电
触电的形式
根据电气设备的状态，触电有直接接触触电和间接接触触电两种形式。 直接接触触电是指电气设备在正常工作时，人体触及设备的带电部件引起的 触电事故。
保护中性线 同时具有保护线和中性线功能的导线，称为保护中性线，也称PEN线。
A
a
A
a
B
b
B
b
C
c
C
c
N
N
N
PPEE N
三相变压器的配电方式
三相变压器的3个相绕组分别安装在铁芯的3个柱上。 示例图中原边（初级）高压按三角形连接，副边（次级）按星形连接。
电路图有2种表示方法。 A
B
C
原边
副边
副边中性点引出中性线。
引出中性线N（零线） 。
A
设备，外壳通过保护线与电源 B 接地的中性点直接连接（N）。 C
中性点的引出线既作中性线N 又作保护线PE，因此称为保护中 性线PEN。用黄绿相间色表示。
变压器
TN
电源
a b c
保护线与中性线组合在一起（C）， 这种系统用TN－C表示。
L1 L2 L3 N
C
N
PEN
金属外壳
剩余电流检测
电源
变压器中性点接地的低压系统多采用“剩余电流动作”原理。
I1
单相电源的2根导线往返的电流，数值相等、方向
I2
相反，代数和等于零。即无“剩余电流”。
A
电流互感器副边绕组接电流表，原边一根导线穿过。
原边流过负载电流I1。磁通链接到副边绕组，电流表指示出
副边电流I2。（交流电流是正负2个方向，这里只表示单方向）
发电机
配电
电力系统
电力用户
变压
照明用户
陆地低压配电系统都是通过变压器间接获得电源。
电源
变电
配电
用户
三相电源与三相负载的连接
三相发电机的3个相绕组在空间相隔120°(电度)布置。一端引出、另一端相连。
这里3个电源端用U、V、W表示，相连的一端称为中性点或中点，用N表示。
三相对称负载同样连接，用4根导线与电源相连。中性点的连线称为中性线。
变压器 电源
A
a L1
B
b L2
C
c L3
对地分 布电容
金属外壳
设备
地
低压电力系统的接地形式
根据电源和设备的接地状态，配电系统分为3种形式，即I T系统 、TT系统和 TN系统。前字母表示电源的接地状态；后字母表示设备的接地状态。
字母是法文单词的第一个字母，T（Terre）是大地、I（Isolation）是隔离、N （Neutre）是中性。
设备
金属 外壳
漏电保护和线制
三相电源同时向三相和单相负载配电，引出中线并接地。即三相四线制。 中线N又用于接地保护PE，这根线称为PEN线。
电源通过Q1向配电线 A
路供电。
B
C
Q2设置漏电保护。
变压器 a b c
N
PEN N PE
负载某相碰外壳，对地电流使开
Q1
关跳闸。
Q1设置漏电保护。
配电线路
单相负载工作，Q1流过一相电流，
设备
这种系统称为三相四线制。设备接
地
PEN线也称为“接零”。
设备发生对箱壳的绝缘故障，故障电流从电阻很小的接地导线 流回中性点。金属外壳对地没有电压，避免了人体间接接触触电。
TN－S系统
TN系统
TN－S系统
电源，中性点接地（T）。
从中性点引出中性线N。
A B
从中性点引出保护线PE。
A
B
设备，外壳就地接地（T）。 C
地是土壤，接地有电阻存在。
设备发生绝缘故障，接地电流 流过接地电阻，产生电压降。
设备对地存在一定的电压，人体 触及设备外壳，可能触电。
变压器
TN
电源
a L1 b L2 c L3
N
金属外壳
设备
T
设备接
U1
地电阻
地
电源接
地电阻
U2
TN－C系统
TN系统
TN－C系统 电源，中性点接地（T）。
变压器副边绕组的中心抽头N，对两端的电压相等，N称为中性点。
三相发电机的3个绕组，一端出线、另一端连接在一起，连接点 N对三相端 的电压相等，N称为中性点。
三相变压器副边三相绕组按星形连接，内部三相绕组的连接点N，对三相 端电压相等，N称为中性点 。
380V
A
U
110V