什么是相线与相线之间的电压？

相线与相线之间电压的概念

相线与相线之间的电压称为线电压。在三相交流电路中，存在A相、B相、C相三根相线。例如，A相与B相之间的电压、A相与C相之间的电压、B相与C相之间的电压都是线电压。这是多相供电系统两线之间的电压，以三相为例，就是A、B、C三相引出线相互之间的电压，也可称为相间电压。  

在三相四线制的电网中是比较常见的情况，这里还有零线（或中性线）。相电压是指三相电源或三相负载每一相两端的电压，也就是相线（火线）与零线之间的电压。例如日常低压供电三相四线系统中，线电压为380V，相电压为220V，他们之间存在一定的关系，即线电压等于根号3倍的相电压，380V=√3×220V。

还需要注意不同的连接方式下，线电压和相电压的关系有所不同。比如在星形连接（Y型接法）的电源或负载中，线电压是相电压的根号3倍；而在三角形接法中，线电压等于相电压。这是因为在星形接法中，线电压是两个相电压的矢量和；在三角形接法中，绕组直接连接在两相间，承受线电压，所以相电压等于线电压。  

相线间电压的计算方法  

1.基于相电压计算线电压（适用于常见的三相四线制且已知相电压时）  

在三相交流电路中，如果已知相电压（Uφ），那么线电压（UL）为相电压的根号3倍。计算公式表示为：UL=√3×Uφ。例如，在常见的三相四线制低压供电系统中，相电压为220V，那么按照公式计算线电压UL=√3×220V≈380V7。这一计算源于三相电的矢量合成关系，由于三相电的相位角相差120度，通过矢量分析得出线电压和相电压在这种情况下的关系。  

如果是三相三线制供电，在负载对称Y接（星形连接）时，电源三相线电压同样是负载相电压的1.414倍（即根号3倍），这里的相电压是指每相负载承受的电压，不过这个相电压可能不是或者可能不等于三相电源的相电压。虽然三相三线制没有专门的零线，但这种对称负载连接下也遵循这样的电压关系规律。  

2.特定连接方式下的特殊计算  

对于三角形（Δ）连接的三相电源或负载，线电压等于相电压。这是因为三角形接法中绕组是直接跨接在两根相线上，所以加在绕组上的电压就是相线间电压（即线电压等于相电压）。例如，有一个三角形接法的三相电机，如果电机的绕组额定电压是380V，那么相线间电压（线电压）必然是380V，这个380V既是线电压也是相电压。  

在一些复杂的三相不平衡的情况下，或者当需要精确计算包含非线性负载等情况时，计算会涉及到向量分析等更复杂的电学理论。比如当有三相不平衡的感性负载或者电容性负载时，计算相线间电压可能需要根据每个相的实际电压（考虑相位和幅值）通过向量相加来得到准确的线电压，但这种计算往往要建立在对电路详细参数分析以及相量图绘制的基础上。  

相线间电压在不同电路中的差异  

1.在三相四线制电路中的情况  

在三相四线制电路（星形接法且有一根零线）这种非常常见的电路中，线电压（相线间电压）与相电压具有明确的关系，如前面所述，线电压是380V，相电压是220V，线电压等于根号3倍相电压。例如，常见的工业用电中，三根相线为A、B、C相，再加上零线N。三相电提供了两种电压等级，方便不同类型的电气设备使用。对于三相负载设备（如某些三相电机）可以直接使用380V的线电压；而对于普通的单相民用设备（如照明灯泡、电视机等），可以采用任一相线与零线之间的220V相电压。  

如果在三相四线制电路中的负载不平衡时，会对零线电位产生影响。当负载不平衡程度较大时，零线电流会增大，这可能导致各相的相电压发生变化，进而也可能影响线电压的稳定性。但是，线电压和相电压之间根号3倍的关系在理想的三相电源假设下仍然是成立的，只是实际的电压数值会因为不平衡负载产生的电压降等因素而发生偏移。  

2.在三相三线制电路中的情况  

三相三线制电路中没有独立的零线。在星形连接的负载（三相三线制）且负载对称的情况下，线电压是相电压的根号3倍，和三相四线制中的星形接法相似。但是由于没有零线来稳定中性点电位，当出现负载不平衡时，各相电压的变化情况更为复杂。负载中点电压（等效中性点电压）会发生偏移，线电流和相电流的关系也变得复杂，不再是简单的相等关系，相电压也会偏离正常数值且三相不再对称。  

在三角形接法（三相三线制）的电源或负载中，线电压等于相电压。而这种接法下，如果负载不平衡，可能导致线电流不平衡，虽然线电压仍保持不变且等于相电压，但各相的电流不再遵循平衡时的固定比例关系，并且会对整个电路的功率传输及其它电学性能产生影响。  

3.在高压输电线路中的情况  

在高压输电中，例如10kV、35kV等电压等级的输电线路，也存在相线间电压（即线电压）。为了减少输电线路中的电流从而降低输电过程中的电能损耗，采用了高压输电的方式。这里的相线间距离较大，以满足绝缘要求。例如10千伏高压线路的相线间的距离应保持在0.4米以上，35千伏线路的相间距离应不小于3.5米。对于线电压的考虑在高压输电线路设计、施工及运行维护等方面都是至关重要的安全参数。根据不同的电压等级、地理环境（如普通平原地区、潮湿地区、高海拔山区等）和其他外部因素（如有无电磁干扰源等），相线间电压的稳定以及相线间绝缘设计都是需要重点研究和设置的方面。  

影响相线与相线之间电压的因素  

1.电源因素  

发电机是三相电的源头。发电机的结构和性能对相线间电压有影响。如果发电机的三相绕组存在制造工艺的偏差，例如绕组匝数不完全相同、绕组分布不均匀等情况，那么各相输出的感应电动势就可能不完全相同。即使在空载情况下，相线间的电压也可能会有波动或者无法达到理想的电压数值。例如有的小型发电机，由于生产工艺有限，三相绕组的均匀性不好，输出的三相电压不平衡，直接影响到相线间的电压关系。  

另外，发电机的转速也会影响电压输出。按照电磁感应定律，感应电动势与转速相关。如果发电机转速不稳定，那么三相输出电压的频率和幅值都会发生变化，这也就影响到相线间电压。例如当柴油发电机的调速器出现故障，转速不稳定时，相线间的电压就会随着转速波动，并且相位差也可能不再稳定地保持120度，导致线电压不稳定。  

2.负载因素  

在三相电路中，负载的平衡性对相线间电压有很大影响。在三相四线制或者三相三线制（星形接法负载）且负载平衡时，前文所述的线电压和相电压关系成立。但是一旦负载不平衡，如某一相负载过重或者过轻，将会导致中性线（在三相四线制中）电流增大或者产生中性点位移（在三相三线制类似中性点的概念处）。这种情况会造成相电压变化，从而也影响到线电压。例如一个三相四线制的混合负载电路，其中一相连接了大量的大功率单相设备，而其他两相负载较少，就会导致零线电流增加，这个相的相电压可能降低，而其他相的相电压可能升高，同时相线间电压（线电压）也不稳定并且偏离正常数值。  

负载的类型也会影响相线间电压。如果负载是纯电阻性的（如电阻发热设备），在正弦交流电路中，电流和电压相位相同，电压的稳定比较容易维持。而如果是感性负载（如电动机、电磁铁等）或者容性负载（如电容器组），由于会产生相位差，尤其是在含有多个不同类型负载的电路中，会对整个电路的电压产生复杂的影响。比如在含有大量电动机（感性负载）和电容补偿装置（容性负载）的工业电路中，电动机启动时，线性间电压会随着电流的变化而波动，并且在电容补偿装置投入或者切除时，由于电路整体的无功功率发生变化，相线间电压也会出现波动现象。  

3.线路因素  

零线异常是一个重要影响因素，在三相四线制电路中，如果零线断开或者接触不良，整个电路的电压关系就会被破坏。如前所述，当零线出现问题时，三相负载的不平衡会导致相电压的严重不平衡，进而影响线电压。例如在一些老旧的建筑电气线路中，如果零线接头由于生锈等原因连接不好，一旦三相负载不平衡，就会出现部分单相设备因电压过高烧坏，而部分设备因电压过低无法正常工作的情况，这里的电冰箱、电视机等设备连接到相线和零线之间，由于零线故障影响了相电压，从而也影响了相线间的线电压。  

相线本身的电阻和电抗会对相线间电压产生影响。线路越长、线径越小、材质导电性差（如非标准的低质量电线），则电阻和电抗越大。当电流通过时，会产生较大的电压降。例如在长距离传输的三相低压供电线路中，如果采用了较细的铝线（相对于标准供电线径而言），由于线路电阻大，在较大负载电流下，相线间电压在电源端和负载端会有明显的差异，并且随着负载电流的变化而波动，不再保持理想的380V（假设是三相四线制的380V供电）。  

互感器和变压器等设备包含在电路中时，它们的变比误差、相角误差、损耗等因素都会影响相线间电压。比如一个变比有偏差的电力变压器，其输出侧的三相电压比例关系会偏离理想数值，直接影响相线间电压。特别是当存在多个变压器级联或者在复杂的变电站环境下，这些变压器的累积误差可能导致相线间电压超出正常的波动范围。  

4.环境因素  

温度对线路电阻有影响。一般材料的电阻会随着温度升高而增大，当线路处于高温环境时（如在夏天高温的室外输电线路或者在散热不良且内部温度较高的电气设备内部线路中），相线电阻增大，导致电压降增大，相线间电压发生变化。例如一个长期在高温车间运行的电气设备的供电线路，由于温度影响，相线间电压在设备端会比在配电柜端有所降低。  

湿度是另一个重要的环境因素，在高湿度环境中，绝缘材料的绝缘性能可能下降。如果三相电线的绝缘降低，可能会造成相线之间的漏电现象，进而影响相线间电压。尤其在潮湿的南方地区，或是一些经常有水雾、水汽的工业环境中，如果电气设备的防护等级不够，随着运行时间增长，三相电线的绝缘性能下降，相线间漏电电流增加，相线间的电压可能降低而且不稳定。  

电磁干扰环境也会影响相线间电压。如果送电线路附近存在高压线路、大型变频器、高频发射设备等强磁场或电场源，会在三相线路上产生感应电动势。例如，一些大型工厂内，当高压变频器运行时，如果与三相供电线路距离过近，变频器产生的高频磁场会在三相相线上感应出额外的电压，从而干扰相线间电压的正常数值，破坏三相电压的对称关系。