什么中国不采用110伏安全电压?

为什么中国不采用110伏安全电压

我们知道中国家庭电路的电压为220V,而人体的安全电压为36V,家庭电路的电压是远大于人体安全电压的,因此,家庭电路在使用过程中如果操作不当很容易造成触电。通过欧姆定律我们知道,当电压越大时,通过相同的电阻产生的电流就会越大,对于我们人体来说也就越危险。在全世界就有部分国家家庭供电电压为110V,那为何我国要使用220V电压呢?这其中自然存在着一定的道理。

最初,人类最早使用的是直流电,最早普及的电器是电灯,当时爱迪生发现,他所发明的碳丝白炽灯在110V的电压下,发光效率较好,亮度适中,使用寿命也较长,同时,当时美国的商业用电很大一部分也是爱迪生的供电公司所提供的,因此,美国供电公司都将电压固定为110V进行供电。可以说,美国当时为了适应电灯的使用而采用了110V的电压。

后来特斯拉发现了交流电比直流电更具有优势,同时当交流电在60HZ时,电能转换效率会更高。之后特斯拉与爱迪生展开了直流电与交流电之争,虽然特斯拉刚开始在商业巨头爱迪生的打压下处于劣势,但交流电的优势后来逐渐展现出来,人们才认识到交流电更适合用于供电。后来美国放弃了直流供电,开始采用110V、60HZ的交流电进行供电,并一直延续至今。

后来交流技术传入欧洲,但欧洲人认为,在消耗的功率相同的情况下,110V的电路电能损耗会比220V电路更大。这其中的原理也很容易理解,根据P=UI,假如两个电路中所用的电器功率都是1KW时,那么110V电路中的电流是220V电路电流的两倍,再根据焦耳定律Q=I²Rt又能得出,相同的电路下,110V电路电能的损耗是220V电路损耗的4倍,同时由于当时欧洲都是使用十进制,为了方便计算,他们将交流电的频率调整为50HZ。

后来这些技术标准又传入苏联,之后又从苏联传入我国,于是我国也开始使用220V、50HZ的供电标准一直延续至今。随着现代用电设备的发展,大功率用电器的使用越来越多,220V电压的优势也更加凸显出来,在之前,美国也曾想将电压调整为220V,但由于工程量较大,就放弃了这个做法,所以说,我国当时直接采用了220V供电电压也是属于一个明智的选择。

最后,由于220V线路中电流相比110V电路的电流较小,因此对于电路的材质以及粗细要求也并没有那么高,因此,在电力的建设当中也能够节省更多的资源,对于那个时候的中国来说,生产力低下,能够减少铜等资源的利用必然具有更大的意义,同时也更容易被供电运营商们所接受。因此,在当时选择220V电压供电也更符合我国的需求。

我国标准电压是220V,为什么美国日本却是110V呢?

我国标准电压是220V,为什么美国日本却是110V呢

事实上,这是由于历史原因导致的结果,总结下来就两点,一是受民国影响,二是受苏联影响。最早的时候,中国使用的电压标准是100V,电气技术自清朝末年时传入中国,但是普及率十分低下,多数是租界使用很多。比如上海租界,在光绪年间引入白炽灯后,曾经以100V或110V作为标准电压,但是这些也仅仅是租界内的使用,而其他地方城市尚未大规模普及。

真正大量用电是从民国开始的。但是当时近代中国的科技能力很弱,电力电气设备无法自主研发和制造,全部都是买国外的,加上又是军阀混战,各地使用的电压标准也不一样。各大军阀控制下的区域,采购的国外设备不一样,参数也有差异,根本没有自己的标准。比如东北的张作霖,是采用的日本技术,所以电压标准是110V,直到建国后的60年代才统一改成220V。

国民政府完成全国形式上的统一之后,曾经对当时国内各地的电压标准有过调查。据1929年国民政府建设委员会统计的《全国发电厂调查表》的数据报告:中国电厂所用机器,来自各国,故电机之周率及电压,分歧难处,绝无标准,各以制造公司之习惯而异。关于电压种类之统计材料部大完全唯以下数点,应为吾人所知:1.除极小电厂外,发电配电,皆用交流(AC)及三相三线制。

2.家用低电压,多为二百二十或二百伏而脱(220 or 200 Volts)。也就是说,虽然军阀割据,各地情况不一样,但是采购的设备多是以200V或220V为标准的电气设施。国民政府已完成全国形式上的统一,此时要着手制定中国电压标准,在权衡之后,于1930年9月12日公布中国第一个电压频率标准,规定以220V作为电压标准。

到了1935年,国民政府再次发布用电规则,规定以220V,50HZ作为全国统一的标准。新中国成立后,对电压标准做了进一步的完善。当时苏联曾经援助我国,而苏联恰好使用的标准和欧洲一样,都是以220V,50HZ为标准,而我国在民国时期建立的电力网络也基本上是220V,因此继续沿用了民国规则。为什么会出现110V和220V两种电压标准呢?这得从爱迪生改造白炽灯开始说起,1879年,爱迪生做出了当时照明效果比较好的碳丝白炽灯,而他本人所在的通用电气公司采用的是110V的电压标准。

之后爱迪生便对自己的作品进行了商业化运作,在他主导下,于纽约建造了世界上第一座商业化的供电系统:珍珠街电站。这座供电系统最初给曼哈顿中心的85家客户的400个灯泡供电,而采用的电压标准就是110V。虽然后面还有一位特斯拉先生发明了三相240V交流电,但很快便以安全为由,把电压降到了110V,从此以后,美国便采用了110V,60HZ作为电压标准。

后来欧洲人发现了一个问题。他们在电气应用中,发现220V的电压在同等功率下,传输效率高于110V,传输损耗少,传输电力的铜质材料用得少,可以更高效率,更节约材料。因此,欧洲人趁着电气技术还没有大规模、大范围普及之时,将自家的电压标准全部改成统一的220V,50HZ,作为欧洲的电压标准。220V电压这么好,美国人难道没有发现吗?当然不是!因为美国已经大量普及了电气技术应用,全国所有跟用电有关的基础设施、供电设备、家用、商用、工业用等等全部都是110V标准。

这突然要一下子全部换成220V,得拆多少东西?工厂的用电设备得全部更换、国家发电设备全部拆了换,家用电器得全部淘汰掉........这成本和工程量可就大了,因此美国人只能继续使用110V,60HZ作为标准。但美国人不傻,他们想出了其他的办法来解决这个问题。他们后续通过技术手段,以220V的方式传输电力,当传输到每个家庭时,再分成110V的电压给美国家庭供电。

当然,如果使用大功率电器的话,在美国还是要220V的,因为110V的电压太低,有时候是带不动大功率电器的。总结1.各国采取具体的电压标准,一方面受到历史原因影响,另一方面受到本国资源情况的影响,毕竟不同电压标准对材料、传输技术要求不一样。2.实践证明,220V的电压标准比110V更高效、更节约材料,因此使用220V电压标准其实是个不错的选择。

3.我国选择220V标准主要是由于民国时期用的也是220V,而苏联采取了欧洲标准,也是220V,因此,建国以后受到这些因素影响,也采用了220V,50HZ标准。4.自清朝末年以来,由于国力贫弱,科技落后,以至于连发电技术相关的自主科技都没有掌握,全靠买国外设备,五花八门,东北甚至使用日本技术比较普及,直到60年代才改造成220V标准。


文章TAG:
下一篇