為什么中國(guó)使用 220V 交流電,而有的國(guó)家卻使用 110V ?
人氣:1834次發(fā)表時(shí)間:2015-01-21
這個(gè)問題屬于電氣發(fā)展史的范疇。
中國(guó)為什么選用220V?
上世紀(jì)初,中國(guó)的電氣設(shè)備大多數(shù)來自美、英、德、瑞等國(guó)。而東北的電力則由南滿鐵路株式會(huì)社管理。這也就造成了各個(gè)電廠所提供的民用電壓大小趨從于所進(jìn)口國(guó)家電壓的情況。如上海情況,清光緒十六年(1890)上海開始使用白熾燈,電壓為100伏,光緒二十七年(1901)上海公共租界開始日夜供電,電壓改為200伏。1913 年,上海法商電車電燈公司改供電方式為交流單相110伏,三相190伏。
據(jù)《民國(guó)時(shí)期機(jī)電技術(shù)》中記載,關(guān)于用戶的燈和電力合用的三相低電壓,有200伏、380伏與110伏、190伏的區(qū)別,歐洲習(xí)慣都采用前者,而美洲習(xí)慣用后者。歐洲人說他們的選擇用銅可節(jié)約甚多;美洲人說,用了100伏的電燈電壓,白熾燈發(fā)光效率較高,這也是節(jié)約之方式。因此,中國(guó)要訂立標(biāo)準(zhǔn),請(qǐng)教外國(guó)專家或教授,各執(zhí)一詞,各有其理由。
據(jù)1929年南京國(guó)民政府建設(shè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告《全國(guó)發(fā)電廠調(diào)查表》紀(jì)載,中國(guó)電廠所用機(jī)器,來自各國(guó),故電機(jī)之周率及電壓,分歧難處,絕無標(biāo)準(zhǔn),各以制造公司之習(xí)慣而異。關(guān)于電壓種類之統(tǒng)計(jì)材料部大完全唯以下數(shù)點(diǎn),應(yīng)為吾人所知:
1.除極小電廠外,發(fā)電配電,皆用交流(AC)及三相三線制。
2.家用低電壓,多為二百二十或二百伏而脫(220or200Volts)。
決定電壓標(biāo)準(zhǔn)的選擇問題的因素有三個(gè)方面,一個(gè)是歷史原因,即在發(fā)展過程中造成的現(xiàn)狀是什么,各種電壓等級(jí)所占比例情況是什么;一個(gè)是技術(shù)原因,即各個(gè)電壓等級(jí)的在技術(shù)上優(yōu)劣比較;一個(gè)是國(guó)家具體情況,如資源問題。
1928 年7月16日,位于上海的中國(guó)第一家民族資本電燈泡制造廠——亞浦耳公司向上海社會(huì)局公用局呈文,呈請(qǐng)上海特別市政府轉(zhuǎn)呈中央主管機(jī)關(guān)建議規(guī)定200V和50Hz作為中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電壓和標(biāo)準(zhǔn)頻率。
1928年9月4日,上海特別市政府將此建議轉(zhuǎn)呈國(guó)民政府交通部。1929年2月,國(guó)民政府建設(shè)委員會(huì)從交通部接收主管全國(guó)電氣事業(yè)。為制定電壓和頻率標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)委員會(huì)依次開展了以下工作:
(1)調(diào)查國(guó)內(nèi)外電氣標(biāo)準(zhǔn)。
(2)起草標(biāo)準(zhǔn)方案。
(3)函請(qǐng)各有關(guān)學(xué)術(shù)團(tuán)體審查。
(4)匯總各方意見、修正草案,向有關(guān)公私團(tuán)體、專家、洋行征求意見。發(fā)出28件,回復(fù)14件。
(5)經(jīng)過一年多的起草,建設(shè)委員會(huì)參酌各方意見,制定了“電氣事業(yè)電壓周率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則” ,最后呈送行政院,于民國(guó)十九年(1930)九月十二日以建設(shè)委員會(huì)會(huì)令形式公布,從而誕生了中國(guó)第一個(gè)電壓頻率標(biāo)準(zhǔn)。
其中第四條如下:
新中國(guó)成立后,多次制定的“額定電壓和頻率標(biāo)準(zhǔn)”以及“供用電規(guī)則”,都是沿用220V作為標(biāo)準(zhǔn)。
為什么有的國(guó)家使用110V?
簡(jiǎn)單來說,就是美國(guó)為什么使用110V?同時(shí)有另外一個(gè)問題,歐洲的為什么是220V?
嗯,……這兩個(gè)問題其實(shí)我沒有研究清楚。
大概是這樣的,1879 年,愛迪生制作出效果比較好的碳絲白熾燈,當(dāng)時(shí)的白熾燈在110伏電壓下運(yùn)行良好,愛迪生認(rèn)為這是配電中安全經(jīng)濟(jì)的電壓。1882年愛迪生在紐約市建造了世界上第一座商業(yè)化的供電系統(tǒng):珍珠街電站(Pearl Street Station),該電站提供110伏特的直流電(DC)給在曼哈頓中心的85家客戶的400個(gè)燈泡用電。
1899 年的Report of the Committee on Standardization 中第75條內(nèi)容有:在直流和交流,低電壓的電路中,以下的平均終端電壓通常使用并被推薦:110伏,220伏。該報(bào)告是1899年是美國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)(AIEE)的會(huì)員向委員會(huì)提交的有關(guān)電氣方面的標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告。
后來發(fā)展起來的鎢絲燈泡,110伏的額定電壓燈泡的發(fā)光效率同樣高于額定電壓為220伏的燈泡。
作為電力系統(tǒng)建設(shè)之初唯一的用電器,我覺得上述情況在發(fā)電系統(tǒng)額定電壓的選擇上有很大影響。
美國(guó)在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中其實(shí)出現(xiàn)過很多電壓類型,但以110V和220V為主,并在發(fā)展過程中110V逐漸勝出。
歐洲呢?這個(gè)我個(gè)人研究到的就更少了,一個(gè)推測(cè)原因是因?yàn)轭~定電壓高的情況輸電是損耗小節(jié)約銅,另一個(gè)原因是歐洲當(dāng)時(shí)出于要和美國(guó)不同的目的,所以選擇220V。
國(guó)際電工委員會(huì)(IEC, International Electrotechnical Commission)針對(duì)世界各國(guó)由于地理及歷史原因所形成的不一致的交流低壓標(biāo)準(zhǔn)電壓值,為了給不同國(guó)家的技術(shù)設(shè)備交換交流創(chuàng)造出一個(gè)簡(jiǎn)便實(shí)用的先決條件,并且還能給各國(guó)帶來最大限度的經(jīng)濟(jì)效益,采取裁減等級(jí)以及折衷合并以求統(tǒng)一的方式,于1983年發(fā)布了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC38《標(biāo)準(zhǔn)電壓》,其中對(duì)100—1000V交流低壓標(biāo)準(zhǔn)電壓推薦了以下方式,230/400V、277/480V、400/690V、1000V。其中第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)277/480V不得與第一個(gè)230/400V或第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)400/690V一起采用。現(xiàn)有的220/380V和240/415V系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓將向推薦值230/400V靠攏。該項(xiàng)過渡時(shí)間應(yīng)盡可能短,在該文件發(fā)布后,不得超過20年。在此期間內(nèi)的第一階段,具有220/380V系統(tǒng)的國(guó)家的電業(yè)管理局,應(yīng)把電壓過渡到230/400V(+6%——10%)的范圍內(nèi);而具有240/415V系統(tǒng)的國(guó)家的電業(yè)管理局,應(yīng)把電壓過渡到230/400V(+10%——6%)的范圍內(nèi)。在過渡時(shí)期的末尾,都應(yīng)該達(dá)到230/400V(+10%——10%)的限值范圍內(nèi),以后還將考慮縮小這個(gè)范圍。這些辦法也適用于現(xiàn)行380/ 660V,對(duì)應(yīng)于400/690V的推薦值。所規(guī)定的限值范圍是指受電設(shè)備與供電電網(wǎng)聯(lián)結(jié)點(diǎn)的電壓范圍。
安全方面
在電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中,我沒有找到資料來證明當(dāng)時(shí)人們有考慮到110V和220V的安全性問題。
另外,在對(duì)人體產(chǎn)生病生理反應(yīng)甚至致命性的危害的時(shí)間上,110V需要的時(shí)間確實(shí)要長(zhǎng)于220V,差個(gè)100毫秒左右。這跟具體情況、具體人有關(guān)系。相較于220V,110V是安全一點(diǎn),但是對(duì)人來說,也是危險(xiǎn)的……
中國(guó)為什么選用220V?
上世紀(jì)初,中國(guó)的電氣設(shè)備大多數(shù)來自美、英、德、瑞等國(guó)。而東北的電力則由南滿鐵路株式會(huì)社管理。這也就造成了各個(gè)電廠所提供的民用電壓大小趨從于所進(jìn)口國(guó)家電壓的情況。如上海情況,清光緒十六年(1890)上海開始使用白熾燈,電壓為100伏,光緒二十七年(1901)上海公共租界開始日夜供電,電壓改為200伏。1913 年,上海法商電車電燈公司改供電方式為交流單相110伏,三相190伏。
據(jù)《民國(guó)時(shí)期機(jī)電技術(shù)》中記載,關(guān)于用戶的燈和電力合用的三相低電壓,有200伏、380伏與110伏、190伏的區(qū)別,歐洲習(xí)慣都采用前者,而美洲習(xí)慣用后者。歐洲人說他們的選擇用銅可節(jié)約甚多;美洲人說,用了100伏的電燈電壓,白熾燈發(fā)光效率較高,這也是節(jié)約之方式。因此,中國(guó)要訂立標(biāo)準(zhǔn),請(qǐng)教外國(guó)專家或教授,各執(zhí)一詞,各有其理由。
據(jù)1929年南京國(guó)民政府建設(shè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告《全國(guó)發(fā)電廠調(diào)查表》紀(jì)載,中國(guó)電廠所用機(jī)器,來自各國(guó),故電機(jī)之周率及電壓,分歧難處,絕無標(biāo)準(zhǔn),各以制造公司之習(xí)慣而異。關(guān)于電壓種類之統(tǒng)計(jì)材料部大完全唯以下數(shù)點(diǎn),應(yīng)為吾人所知:
1.除極小電廠外,發(fā)電配電,皆用交流(AC)及三相三線制。
2.家用低電壓,多為二百二十或二百伏而脫(220or200Volts)。
決定電壓標(biāo)準(zhǔn)的選擇問題的因素有三個(gè)方面,一個(gè)是歷史原因,即在發(fā)展過程中造成的現(xiàn)狀是什么,各種電壓等級(jí)所占比例情況是什么;一個(gè)是技術(shù)原因,即各個(gè)電壓等級(jí)的在技術(shù)上優(yōu)劣比較;一個(gè)是國(guó)家具體情況,如資源問題。
1928 年7月16日,位于上海的中國(guó)第一家民族資本電燈泡制造廠——亞浦耳公司向上海社會(huì)局公用局呈文,呈請(qǐng)上海特別市政府轉(zhuǎn)呈中央主管機(jī)關(guān)建議規(guī)定200V和50Hz作為中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電壓和標(biāo)準(zhǔn)頻率。
1928年9月4日,上海特別市政府將此建議轉(zhuǎn)呈國(guó)民政府交通部。1929年2月,國(guó)民政府建設(shè)委員會(huì)從交通部接收主管全國(guó)電氣事業(yè)。為制定電壓和頻率標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)委員會(huì)依次開展了以下工作:
(1)調(diào)查國(guó)內(nèi)外電氣標(biāo)準(zhǔn)。
(2)起草標(biāo)準(zhǔn)方案。
(3)函請(qǐng)各有關(guān)學(xué)術(shù)團(tuán)體審查。
(4)匯總各方意見、修正草案,向有關(guān)公私團(tuán)體、專家、洋行征求意見。發(fā)出28件,回復(fù)14件。
(5)經(jīng)過一年多的起草,建設(shè)委員會(huì)參酌各方意見,制定了“電氣事業(yè)電壓周率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則” ,最后呈送行政院,于民國(guó)十九年(1930)九月十二日以建設(shè)委員會(huì)會(huì)令形式公布,從而誕生了中國(guó)第一個(gè)電壓頻率標(biāo)準(zhǔn)。
其中第四條如下:
交流制之電壓,應(yīng)以各輸電線或配電線滿載時(shí)之終點(diǎn)電壓為標(biāo)準(zhǔn),其各伏而脫數(shù)規(guī)定如左(原件是從右向左豎排):二百二十 二百二十—三百八十 三相四線 二百二—四百四十 單相三線 千二百 二千而百—三千八百 三相四線 六千六百 一萬三千兩百 三萬 六萬 十萬 十五萬 二十萬。
據(jù)1963年出版由陳真編著的《中國(guó)近代工業(yè)史資料第四輯》中記載,在民國(guó)20年,合與標(biāo)準(zhǔn)者81.6%,至民國(guó)25年則增至85.7%。新中國(guó)成立后,多次制定的“額定電壓和頻率標(biāo)準(zhǔn)”以及“供用電規(guī)則”,都是沿用220V作為標(biāo)準(zhǔn)。
為什么有的國(guó)家使用110V?
簡(jiǎn)單來說,就是美國(guó)為什么使用110V?同時(shí)有另外一個(gè)問題,歐洲的為什么是220V?
嗯,……這兩個(gè)問題其實(shí)我沒有研究清楚。
大概是這樣的,1879 年,愛迪生制作出效果比較好的碳絲白熾燈,當(dāng)時(shí)的白熾燈在110伏電壓下運(yùn)行良好,愛迪生認(rèn)為這是配電中安全經(jīng)濟(jì)的電壓。1882年愛迪生在紐約市建造了世界上第一座商業(yè)化的供電系統(tǒng):珍珠街電站(Pearl Street Station),該電站提供110伏特的直流電(DC)給在曼哈頓中心的85家客戶的400個(gè)燈泡用電。
1899 年的Report of the Committee on Standardization 中第75條內(nèi)容有:在直流和交流,低電壓的電路中,以下的平均終端電壓通常使用并被推薦:110伏,220伏。該報(bào)告是1899年是美國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)(AIEE)的會(huì)員向委員會(huì)提交的有關(guān)電氣方面的標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告。
后來發(fā)展起來的鎢絲燈泡,110伏的額定電壓燈泡的發(fā)光效率同樣高于額定電壓為220伏的燈泡。
作為電力系統(tǒng)建設(shè)之初唯一的用電器,我覺得上述情況在發(fā)電系統(tǒng)額定電壓的選擇上有很大影響。
美國(guó)在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中其實(shí)出現(xiàn)過很多電壓類型,但以110V和220V為主,并在發(fā)展過程中110V逐漸勝出。
歐洲呢?這個(gè)我個(gè)人研究到的就更少了,一個(gè)推測(cè)原因是因?yàn)轭~定電壓高的情況輸電是損耗小節(jié)約銅,另一個(gè)原因是歐洲當(dāng)時(shí)出于要和美國(guó)不同的目的,所以選擇220V。
國(guó)際電工委員會(huì)(IEC, International Electrotechnical Commission)針對(duì)世界各國(guó)由于地理及歷史原因所形成的不一致的交流低壓標(biāo)準(zhǔn)電壓值,為了給不同國(guó)家的技術(shù)設(shè)備交換交流創(chuàng)造出一個(gè)簡(jiǎn)便實(shí)用的先決條件,并且還能給各國(guó)帶來最大限度的經(jīng)濟(jì)效益,采取裁減等級(jí)以及折衷合并以求統(tǒng)一的方式,于1983年發(fā)布了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC38《標(biāo)準(zhǔn)電壓》,其中對(duì)100—1000V交流低壓標(biāo)準(zhǔn)電壓推薦了以下方式,230/400V、277/480V、400/690V、1000V。其中第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)277/480V不得與第一個(gè)230/400V或第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)400/690V一起采用。現(xiàn)有的220/380V和240/415V系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓將向推薦值230/400V靠攏。該項(xiàng)過渡時(shí)間應(yīng)盡可能短,在該文件發(fā)布后,不得超過20年。在此期間內(nèi)的第一階段,具有220/380V系統(tǒng)的國(guó)家的電業(yè)管理局,應(yīng)把電壓過渡到230/400V(+6%——10%)的范圍內(nèi);而具有240/415V系統(tǒng)的國(guó)家的電業(yè)管理局,應(yīng)把電壓過渡到230/400V(+10%——6%)的范圍內(nèi)。在過渡時(shí)期的末尾,都應(yīng)該達(dá)到230/400V(+10%——10%)的限值范圍內(nèi),以后還將考慮縮小這個(gè)范圍。這些辦法也適用于現(xiàn)行380/ 660V,對(duì)應(yīng)于400/690V的推薦值。所規(guī)定的限值范圍是指受電設(shè)備與供電電網(wǎng)聯(lián)結(jié)點(diǎn)的電壓范圍。
安全方面
在電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中,我沒有找到資料來證明當(dāng)時(shí)人們有考慮到110V和220V的安全性問題。
另外,在對(duì)人體產(chǎn)生病生理反應(yīng)甚至致命性的危害的時(shí)間上,110V需要的時(shí)間確實(shí)要長(zhǎng)于220V,差個(gè)100毫秒左右。這跟具體情況、具體人有關(guān)系。相較于220V,110V是安全一點(diǎn),但是對(duì)人來說,也是危險(xiǎn)的……