С таким понятием, как «отгорание нуля», так или иначе сталкивались многие. Кто не сталкивался, тот слышал такие слова. Эта тема периодически поднимается на тематических порталах и форумах, а по данным «Yandex Wordstat» об этом спрашивают в среднем 500 раз в месяц. Поэтому мы решили затронуть тему отгорания нуля в трёхфазной сети.
Что это такое?
Для начала разберем, что такое фаза и ноль с точки зрения потребителя. В однофазной цепи фазой называется провод, на котором находится какой-либо потенциал, а нулем — провод, на котором его нет, а, правильнее сказать, провод потенциал, на котором равен потенциалу земли. Это справедливо в сетях с глухозаземленной нейтралью, собственно, от которых мы и получаем заветные 220 вольт в наши дома.
Есть и другое определение: фаза – это провод, по которому ток приходит к потребителю, а ноль – это второй провод, по которому ток возвращается обратно к питающему трансформатору или генератору.
В однофазной сети нет причин отгорать только нулю или фазе, поскольку они находятся в равных условиях. Но что мы имеем на практике? Однофазных сетей нет как класса, все дома и квартиры подключаются к трёхфазной сети, поэтому рассмотрим трёхфазную нагрузку.
На приведенном рисунке вы видите трёхфазную нагрузку, подключенную по схеме «звезда», где в одной точке соединен один из выводов нагрузки в каждой фазе. Токи в каждой из фаз сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов или на треть периода. В идеальном случае, если выполняется условие R1=R2=R3 токи компенсируют друг друга, т.е. перетекают только из фазы в фазу, и в нулевом проводе ток равен нулю.
Нагрузка, в которой выполняется условие Z1 = Z2 = Z3 называется симметричной. (Z — комплексное сопротивление нагрузки)
Такой нагрузкой может быть: трёхфазный электродвигатель, трёхфазный электрокотёл, в котором установлено одинаковое количество одинаковых по мощности ТЭНов и прочее. Так как ток через нулевой провод не протекает, такая нагрузка может подключаться вообще без него.
Но симметричная нагрузка, чаще всего, это какие-то отдельные системы или устройства. Так как дома и квартиры также подключаются к трёхфазной сети, то нагрузка в ней никак не может быть симметричной, потому что никто не может контролировать: в какой квартире, когда и сколько включится электроприборов… Соответственно в каждый момент времени каждый из потребителей потребляет разный ток.
Такая нагрузка в трёхфазной сети, когда Z1≠Z2≠Z3, называется несимметричной, и векторная сумма токов каждой из фаз в средней точке не равна нулю. Поэтому возникает ток в нулевом проводе, или как его еще называют – уравнивающий или компенсирующий ток.
Величина уравнивающего тока зависит как от разницы токов по фазам, так и от характера его потребления (индуктивный или емкостной), т.е. от сдвига фаз токов и угла между лучами векторной диаграммы и обычно он меньше тока самой нагруженной из фаз.
Стоит отметить и то, что раз ток в нулевом проводе протекает только тогда, когда нагрузка несимметричная, и этот ток почти всегда меньше фазного тока, то и в четырёхжильных кабелях сечение нулевой жилы часто бывает меньшим чем сечения фазных жил.
«И что с этого? Почему отгорит именно ноль, если ток в нем всё равно меньше чем в фазе?» — вполне логичный и правильный вопрос.
Дело в том, что в цепях с простой нагрузкой, вроде нагревательных элементов и лампочек накаливания всё именно так. Но сегодня практически в каждом бытовом приборе, будь то компьютер, телевизор или даже привычная всем светодиодная лампа, используется импульсный источник питания. Такое положение дел обостряется с начала 90-х годов, когда импульсные источники питания стали применяться всё чаще и чаще.
Ток, который потребляет из сети простой импульсный источник питания неравномерный, то есть он не повторяет по форме синусоиду, характер потребления здесь также импульсный и, если упростить, во многих случаях приходится на область периода синусоиды в районе амплитудного значения.
Нагрузку ток которой по форме отличается от формы питающего напряжения (в нашем случае синусоиды) называют нелинейной.
Примеры нелинейных нагрузок, из-за которых может возрасти ток в нулевом проводнике (если в составе их источников питания корректора коэффициента мощности): газоразрядные лампы, светодиодные лампы, дуговые и индукционные печи, трансформаторы, работающие в режиме насыщения, компьютеры, мониторы, оргтехника, телевизоры, инверторные кондиционеры, источники бесперебойного питания, микроволновые печи, импульсные блоки питания, инверторы, преобразователи частоты, электродвигатели с регуляторами скорости вращения (инверторами).
Почему так происходит? Так как форма тока, потребляемого нелинейной нагрузкой, значительно отличается от чистой синусоиды, то её можно представить в виде суммы, синусоид кратных частоте питающего напряжения (50 Гц, 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц….) это называется гармониками, а с ростом частоты их амплитуда уменьшается. Влияние на амплитуду тока нелинейной нагрузки вносят гармоники, кратные третьей, остальные компенсируются.
В результате такого потребления, ток в нейтральной средней точке не компенсируется, и как следствие возрастает ток в нулевом проводе к тому же он суммируется с и без того имеющимся уравнивающим током до и больше наибольшего значения тока в трёх фазах, что и формирует благоприятные условия для отгорания нуля, особенно если по стояку проложен кабель, в котором нулевой провод имеет меньшее сечение.
Одно из основных решений рассмотренной проблемы — это использовать корректор коэффициента мощности в схемотехнике импульсных блоков питания. Корректор коэффициента мощности (ККМ), или как еще их называют в англоязычных источниках Power Factor Corrector (PFC) — это отдельный каскад в схеме блока питания. Выбор схемы и необходимость установки ККМ зависит от потребляемой устройством мощности и его конечной стоимости, например, в компьютерных блоках питания среднего ценового сегмента уже можно встретить активные ККМ, особенно в мощных моделях (550, 600 и более ватт) тогда как в не во всех бюджетных блоках питания можно НЕ найти не то чтобы корректор коэффициента мощности, но и элементарный фильтр электромагнитных помех на входе.
Есть и другие способы решения этой проблемы, например, использования разделительных понижающих трансформаторов, первичная обмотка которых подключается к линейному напряжению трёхфазной сети или трёхфазные online источники бесперебойного питания, но такие решения возможны лишь для питания предприятий с большим числом компьютерной техники и в данном контексте неуместны.
Также при проектировании установки следует выбирать сечение проводов не по фазному току, а согласно ГОСТ Р 50571.5.52-2011:
523.6.2 Если нейтральный проводник пропускает ток, являющийся следствием дисбаланса фазных токов, то увеличение тепловыделения в нейтральном проводнике компенсируется его соответствующим уменьшением в одном или нескольких фазных проводниках. В этом случае сечение всех проводников выбирается по наиболее нагруженному проводу.
Во всех случаях сечение нейтрального проводника должно соответствовать указаниям 523.1.
Последствия
В результате отгорания нуля мы получаем трёхфазную цепь, где несимметричная нагрузка соединена по схеме звезды, но поскольку у нас нет нулевого — уравнивающий ток не протекает. В результате у нас изменяется напряжение на каждой из нагрузки, поскольку фактически каждый из потребителей включается последовательно на линейное напряжение.
И если представить каждую квартиру в виде эквивалентного сопротивления, вычисленного по потребляемому току, то, согласно закона Ома, на том элементе, где больше сопротивление будет большее падение напряжения. Это называется перекосом фаз.
Соответственно в квартире, где потребляется меньший ток будет наибольшее напряжение. Таким образом в розетках может оказаться вплоть до 380 вольт, такое напряжение губительно для всех нагревательных элементов, а также для большей части электроники.
Обезопасить свою квартиру можно с помощью различных реле напряжения, которых на рынке великое множество и выпускают их почти все известные производители электротехнических изделий, или с помощью многофункциональных защитных устройств типа тех же УЗМ-50 и подобных. Также большинство стабилизаторов сетевого напряжения отключат нагрузку в случае повышения напряжения сверх допустимых пределов, но следует проверять в инструкции есть ли функция защиты при отгорании нуля.
Источник: zen.yandex.ru
Понятие «отгорание нуля» появилось в электротехническом лексиконе в результате частого выгорания так называемого «нулевого проводника», который в промышленных трехфазных сетях переменного тока используется в качестве рабочего проводника и по нему протекает ток.
В случае квартирной однофазной цепи «нулевым проводом» считается проводник, имеющий нулевой потенциал по отношению к земле. Второй проводник в этом случае называют «фазным»; он имеет по отношению к земле более высокий потенциал, равный 220 вольт, и никаких проблем при этом с отгоранием нуля не возникает.
Отгорание нуля возможно лишь в трёхфазных сетях переменного тока и только при появлении разбаланса нагрузок в каждой из фаз питающей электросети. Само же понятие «нулевой провод» применимо лишь к схеме соединения трёхфазных источников тока и нагрузок по схеме «звезда», поэтому и анализировать имеет смысл только эту схему. Хорошо известно также, что переменные токи в каждой из фазных линий (в случае одинаковых нагрузок) сдвинуты по фазе на одну треть периода, в результате чего векторная сумма обратных токов в нейтральном (нулевом) проводнике равна нулю.
Поскольку через нулевой провод в этом случае электрический ток не протекает, то практически можно обходиться и без него. Небольшие токи появляются в нулевом проводнике лишь в том случае, когда нагрузки в различных фазах начинают различаться и перестают компенсировать друг друга. Именно поэтому большинство трёхфазных четырёхжильных проводов имеют нулевая жилу вдвое меньшего сечения, поскольку нет смысла тратить довольно дорогую медь на проводник, по которому ток всё равно не протекает. Проблемы в трёхфазной электрической сети начинают появляться тогда, когда в них в качестве однофазных нагрузок включаются приборы, имеющие различные величины сопротивлений.
Любые попытки каким-то образом получить равномерно распределённые по мощности однофазные нагрузки в этом случае не дают положительного результата. Вызвано это тем, что потребитель совершенно случайным образом подключает свои бытовые электроприборы, постоянно меняя, таким образом, величину нагрузки на каждой отдельной фазе. При этом протекающий по нулевому проводу ток не превышает, как правило, критической величины, и рассчитанная на определённые токи проводка выдерживает их без особых последствий.
Но совершенно иная картина стала наблюдаться в последние годы, когда широкое распространение получили импульсные источники питания, устанавливаемые сегодня практически во всю современную домашнюю технику (компьютеры, телевизоры, DVD-проигрыватели и т. п.).
Токи нагрузки в цепях новых источников питания протекают только в течение определённого периода времени, и характер их потребления существенно отличается от режима потребления обычных приборов. Как следствие этого — в трёхфазной цепи возникают дополнительные токи, и, с учётом несогласованности нагрузок, по нулевому проводу может начать протекать ток, равный или даже больший, чем максимальный ток фазы. Всё это способствует возникновению условий, при которых может произойти опасное для электросети «отгорание нуля».
Связано это с тем, что все проводники (в том числе — и нулевой), работающие в составе трёхфазных проводных линий, имеют одно и то же сечение, выбираемое из расчёта максимального тока, протекающего в нагрузке. В особо неблагоприятных условиях (описанных выше) через нулевой проводник начинает протекать ток, значительно превышающий допустимые значения. В этом случае вероятность его отгорания резко возрастает.
Подобную ситуацию, вызывающую значительный «перекос фаз» и повышающую вероятность «отгорания нуля», обязательно нужно учитывать при подготовке рабочего проекта вашей домашней электросети.
Источник: cxem.net
Источник: proekt.by
Как определить фазу и ноль.
Здесь можно сделать вывод, что напряжение между нулевым и фазовым (220 Вольт) значениями будет равно примерно нулю, этот факт определяется сопротивлением заземления.
Например, по каким-либо причинам может возникнуть ситуация контакта между фазой и металлическим корпусом электроприбора, который является токопроводящим, вследствие чего появится напряжение. Чтобы избежать в такой ситуации поражения электрическим током, необходимо устройство защитного отключения, которое может обеспечить защиту.
В случае, если человек коснется напряженного корпуса этого электроприбора, может возникнуть электрический ток, который будет протекать через тело, причиной тому, наличие электронного контакта между телом и «землей» (рисунок 4). Степень опасности, которая грозит при этом человеку, зависит от величины сопротивления этого контакта, на это могут влиять следующие факторы: например, влажный или металлический пол, контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи, водопроводные трубы) и другие. И, соответственно, чем меньше сопротивление контакта, тем больше опасность.
В такой ситуации заземление корпуса станет решением проблемы (рисунок 5).
На практике этот способ защиты реализуется следующим образом: необходимо проложить отдельный заземляющий проводник РЕ, который затем заземлить тем или иным способом (рисунок 6).
Существуют различные способы заземления, каждый имеет свои достоинства и недостатки, однако это уже тема для отдельной статьи, не будем останавливать сейчас на этом свое внимание.
Сейчас перейдем к рассмотрению нескольких важных практических вопросов.
Как определить фазу и ноль.
При подключении любого электроприбора, возникает закономерный вопрос: где фаза и где ноль?
Для начала попробуем разобраться, как найти фазу. Самый простой способ, существующий на данный момент, это использовать индикаторную отвертку (рисунок 7). Она состоит из следующих элементов:
- токопроводящее жало – 1,
- индикатор – 2,
- контактная площадка – 3.
Механизм использования такой отвертки довольно прост: токопроводящим жалом касаемся контролируемого участка электрической цепи, пальцем руки – контактной площадки, если индикатор светится, это свидетельствует о наличии фазы.
Еще один способ проверки фазы – использовать мультиметр, или его еще называют тестером. Однако, данный способ более трудоемкий. Мультиметр может работать в различных режимах, в нашем случае необходимо выбрать режим измерения переменного напряжения и установить предел более 220 Вольт. Берем один щуп мультиметра, какой – не имеет значения, и касаемся им участка измеряемой цепи, а другим щупом – естественного заземлителя, в роли которого может быть батарея отопления, либо металлические водопроводные трубы. Индикатором того, что на данном участке цепи присутствует фаза, будут показания мультиметра, соответствующие напряжению сети, то есть около 220 В (рисунок 8).
В случае, если вы провели измерения и они показали отсутствие фазы, утверждать что это ноль нельзя. Пример можно увидеть на рисунке 9:
- a) На данный момент в точке 1 нет фазы,
- b) При замыкании выключателя S фаза появляется.
Поэтому очень важно проверять се возможные варианты.Еще хочется отметить один момент: в случае, если в электропроводке имеется кабель заземления, методом электрических измерений отличить его от нулевого проводника невозможно. Обычно заземление выполняют с использованием провода желто-зеленого цвета, но и это не может дать полной гарантии. Поэтому, проще всего, посмотреть, какой провод подсоединен к заземляющим контактам под крышкой розетки.
Источник: www.calc.ru
Где бывает обрыв нуля
Принципиально важно, что обрыв нуля может быть в трехфазной, а может быть в однофазной сетях.
Там происходят совершенно разные процессы, подробно расскажу ниже. Если коротко, что при этом происходит:
При обрыве нуля в трехфазной сети появляется перекос фаз, что может привести к тому, что напряжение в квартирной розетке возрастёт до 380 В! Для человека, если правильно выполнено заземление, такая авария не опасна. А вот для наших электроприборов – последствия могут быть очень печальными! А также и для нашего жилища, поскольку может произойти пожар.
Местом обрыва нуля может быть этажный щиток, тогда в зоне риска находятся только квартиры на одной лестничной площадке. А может – вводное распределительное устройство (РУ) многоэтажного дома. Например, такое:
Вводное распределительное устройство (РУ) в подвале многоэтажного дома – в плохом состоянии
При обрыве нуля в однофазной сети последствия не такие печальные – напряжение в розетке будет нулевым, и электроприборы просто не будут работать. Однако вся электросеть (а при неправильно выполненном заземлении, и корпуса электроприборов!) будет находиться под потенциалом 220 В!
Для начала, чтобы нагнать страха –
Расскажу случаи из жизни.
- Электрики ремонтировали ввод в подъезд. И во время ремонта на несколько секунд был отключен рабочий ноль. Произошло очень неприятное: вернувшись домой вечером, люди обнаружили, что у них погорели телевизоры, холодильники, зарядки, и т.п. – то, что у нас постоянно включено в розетки. Хорошо, что ещё не произошел пожар.
- Пришёл по вызову, жалоба – плавает напряжение. Меряю напряжение (всё выключено) – почти 300 вольт. Затем при включении лампы накаливания напряжение падает до 70В… Оказалось, в этажном щитке выгорел болт, на который приходит ноль. Произошел обрыв нуля, перекос фаз, напряжения пошли вразнос. Заменил болт, восстановил контакт, напряжение нормализовалось.
Болт нуля. Ржавый, периодически не контачит!!! Если его менять без отключения, 100% в подъезде погорит техника!
Статья, как я менял там электрощиток – тут.
- Меня вызывали в рекламно-издательскую фирму. По предварительным оценкам, ущерб более 100 тыс.руб., а всё из-за плохого контакта на нулевой шине:
Отгорание нуля от нулевой шины
Нулевой провод отгорел от второго болта. Видно, как он отвалился под натяжением. Прежде, чем отвалиться, он ПОЧТИ переплавил изоляцию фазных проводов (вертикальные, красный и белый).
- Сервер ещё не включали, возможно, интеллектуальный ущерб будет больше…
- На месте этой трагедии я установил трехфазное реле напряжения Барьер, читайте статью по ссылке.
- Как видно, такие проблемы происходят из-за неправильных действий “электриков” либо из-за самопроизвольного обрыва (отгорания) нулевого провода в старом жилом фонде.
- В этой статье подробно расскажу, почему такое бывает и как с этим бороться.
Формирование однофазной и трехфазной сетей и обрыв нуля
Немного теории.
Как известно, мощные потребители (в данном случае – многоквартирные дома) питаются от трехфазной сети, в которой есть три фазы и ноль. Про эту систему я уже писал подробно в статье про отличия трехфазного питания от однофазного, вот картинка оттуда:
А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?
Напряжения в трёхфазной системе
Рассмотрим этот вопрос ещё раз, только с другой стороны.
Вот как выглядит упрощенно схема подвода питания в этажный щиток:
Система питания, без обрыва нуля. Резисторами обозначены условно три квартиры.
Фазные провода L1, L2, L3, на которых присутствует напряжение 220В по отношению к нейтральному проводу N, обозначены красным цветом, поскольку они представляют опасность. Заземление РЕ показано внизу, его провод соединяется в распределительном устройстве на вводе в здание с нейтралью.
Подробнее – ещё раз призываю ознакомиться с моей статьёй про системы заземления, ссылка в начале.
К чему приводит отгорание нуля в трехфазной сети
Что изменится, если произойдёт обрыв нулевого провода N ДО места соединения нулевых проводов в одной точке? Будет обрыв нуля в трехфазной сети:
Обрыв нуля в трехфазной сети
Если смотреть по схеме, правее места обрыва напряжение теперь будет не нулевым, а “гулять” в произвольных пределах.
Что будет, если ноль отсоединить (случайно или намеренно)? Какие напряжения будут подаваться потребителям вместо 220В? Это как повезёт.
Картинка в другом виде, возможно, так будет легче понять:
Перекос фаз в результате обрыва нуля.
Потребители условно показаны в виде сопротивлений R1, R2, R3. Напряжения, указанные в предыдущем рисунке, как ~220B, обозначены как ~0…380B. Объясняю, почему.
Итак, что будет, если ноль пропадёт (крест в нижнем правом углу)? В идеальном случае, когда электрическое сопротивление всех потребителей одинаково, ничего вообще не изменится. То есть, перекоса фаз не будет. Так происходит в случае включения трехфазных потребителей, например, электродвигателей или мощных калориферов.
Но в реале так никогда не бывает. В одной квартире никого нет, и включен только телевизор в дежурном режиме и зарядка телефона. А соседи по площадке устроили стирку, включили сплит-систему и электрический чайник. И вот -БАХ!- отгорает ноль.
Начинается перекос фаз. А насколько он зверский, зависит от реальной ситуации.
У соседей, которые дома, чайник перестанет греть, стиралка и сплит потухнут, напряжение уменьшится до 50…100В. Поскольку “сопротивление” этих соседей гораздо ниже, чем тех у тех, которых нет дома. И вот, эти люди спокойно работают на работе, а в это время в пустой квартире у них дымятся телевизор и китайская зарядка. Потому, что напряжение в розетках подскочило до 300…350В.
Это реальные факты и цифры, такое иногда бывает, состояние электрических щитков на лестничных площадках часто бывает аварийным. Даже, когда в доме проводится капитальный ремонт, щитки не трогают, поскольку менять электрику гораздо сложнее, чем покрасить дом и вставить новые окна.
Расследовать такое возгорание надо не с вызова экстрасенсов (мало ли, полтергейст со спичками играется;) ), а с вызова электрика.
Теперь – про
Обрыв нуля в однофазной сети
Тут картина будет следующей:
Обрыв нуля в однофазной сети
Для нагрузки, которая работает на других фазах, вообще ничего не изменится. Это всё равно, как если в своей квартире выключить вводные автоматы – соседям будет по барабану.
Но если обрыв произошел, например, в щитке, то вся квартира, в том числе и оборванный конец нулевого провода, окажется под напряжением 220В!
Обрыв (отгорание) бывает вот из-за таких ржавых болтов, как вверху этого фото:
Плохой ноль. Пропадание нуля в квартире
Повторюсь – если заземление сделано правильно, либо его вообще нет – эта авария ничем не опасна. Ну и, конечно, не нужно трогать провода, не дожидаясь электрика – все они под смертельным потенциалом!
Хорошо, кто виноват – мы поняли. Что делать?
Как защититься от обрыва нуля?
Самая лучшая защита от обрыва нуля в трехфазной сети – это реле напряжения, о котором я писал на блоге не раз. Вот две мои основные статьи – Про реле напряжения Барьер и реле напряжения ЕвроАвтоматика ФиФ.
Наиболее вероятные причины нагрева
На тематических форумах периодически возникают споры относительно причин, вызывающих нагрев жил с нулевым потенциалом при нормальном состоянии фазных проводов бытовой сети. Несмотря многочисленные дискуссии по данному вопросу, существует всего три фактора, способные вызвать рассматриваемое негативное воздействие:
- Низкая надежность электрического контакта.
- Влияние высших гармоник.
- Повышенная нагрузка на ноль.
Предлагаем детально рассмотреть каждую из перечисленных выше причин.
Низкая надежность электрического контакта
Указанная причина наиболее характерна для старых проводок из алюминиевых проводов. Недостатки этого материала неоднократно описывались в других публикациях на нашем сайте, но не будет лишним еще раз кратко перечислить их:
- Образование оксидной пленки на проводе, что вызывает рост сопротивления контакта.
- Пластичность материала требует регулярного подтягивания соединений.
- Перегрев алюминиевого провода повышает его хрупкость.
Учитывая, что внимание чаще уделяется электрическим контактам фазных проводов, про нулевую шину часто забывают. В результате со временем увеличивается сопротивление контакта, он нагревается и рано или поздно отгорает. Ради справедливости следует заметить, что данная проблема может наблюдаться и у медных проводов. Пример плохого контакта с нулевой шиной в квартирном щитке продемонстрирован на фото.
Перегрев нулевых проводов из-за плохого контакта
Характерно, что приведенная проблема чаще всего проявляется именно в квартирных щитках, а не электроточках. Это объясняется тем, что на контактные соединения проводов с нулевой шиной приходится более значительная нагрузка, чем на отдельную розетку.
Влияние высших гармоник
С появлением в быту и офисах большого количества электрических приборов, оснащенных импульсными БП возникла проблема с перегревом и, как следствие, разрушением (отгоранием) провода рабочего нуля. Это происходит по причине перегрузки последнего токами высших гармоник. То есть, возникает ситуация, при которой на ноль приходится больший ток, чем на фазные проводники. При этом установка защитных устройств часто производится только на последние.
В старых системах в расчет принималась исключительно линейная нагрузка, в которой присутствует лишь основная гармоника (В Советском Союзе, а впоследствии и на постсоветском пространстве это 50,0 Гц). В соответствии с этим считалось, что нагрузка фазные провода будет всегда выше, чем на рабочий ноль. Из этого следовала невозможность перегрузки нуля больше фазы. Таким образом, защита фаз от перегрева обеспечивала и безопасность нуля.
С появлением большого числа электропотребителей, создающих нелинейные нагрузки, происходит повышение тока, идущего через рабочий ноль. Это может привести к отгоранию последнего в старых энергосистемах. Примеры бытовых электроприборов вызывающих нелинейность:
- Микроволновые, индукционные, а также дуговые электропечи.
- Светодиодные и газоразрядные источники света.
- Все устройства с импульсными БП.
- Инверторные электрические машины и т.д.
Чтобы не допустить обрыва нуля вследствие влияния высших гармоник, в некоторые нормативные документы были внесены изменения. В качестве примера можно привести ГОСТ 30804.4.30 2013, в котором предписывается при расчетах принимать во внимание гармоники, чей порядок от 40-го и выше. В ГОСТе 50571.5.52 2011 рекомендуется выбирать сечение кабеля в зависимости от самой нагруженной токоведущей жилы, при этом должна учитываться и токовая нагрузка рабочего нуля.
К сожалению, рамки текущей статьи не позволяют более полно раскрыть тему высших гармоник, но мы обязательно к ней вернемся в одной из последующих публикаций на нашем сайте.
Повышенная нагрузка на ноль
Иногда можно услышать, что перегрев провода нуля связан с повышенной нагрузкой из-за подключения соседа к шине РЕ с целью воровства электричества. Такой вариант интересен, но не реализуемый. В одной из наших публикаций, где описывались различные конструкции электросчетчиков, рассматривалась их устойчивость к различным способам воровства электрической энергии. В частности, там разбирался вариант использования земли в качестве рабочего нуля и объяснялось, почему данный способ не работает на современных устройствах энергоучета.
Как уже упоминалось выше, в нулевом рабочем проводе ток может превысить фазный только в случаях проявления высших гармоник. Подключение соседа к нулю (в Вашем щитке) вызовет перегрев данного провода, если в результате таких действий образуется плохой контакт с общей шиной.
Напряжение между нулем и землей как использовать
Давайте для начала разберемся что такое фаза и что такое ноль, а потом посмотрим как их найти.
В промышленных масштабах у нас производится трехфазный переменный ток, а в быту мы используем, как правило, однофазный.
Это достигается за счет подключения нашей проводки к одному из трех фазовых проводов (рисунок 1), причем, какая именно фаза приходит в квартиру нам, для дальнейшего рассмотрения материала, глубоко безразлично.
Поскольку этот пример очень схематичен, следует кратко рассмотреть физический смысл такого подключения (рисунок 2).
Электрический ток возникает при наличии замкнутой электрической цепи, которая состоит из обмотки (Lт) трансформатора подстанции (1), соединительной линии (2), электропроводки нашей квартиры (3). (Здесь обозначение фазы L, нуля — N).
Еще момент — чтобы по этой цепи протекал ток, в квартире должен быть включен хотя бы один потребитель электроэнергии Rн. В противном случае тока не будет, но НАПРЯЖЕНИЕ на фазе останется.
Один из концов обмотки Lт на подстанции заземлен, то есть имеет электрический контакт с грунтом (Змл). Тот провод, который идет от этой точки является нулевым, другой — фазовым.
Отсюда следует еще один очевидный практический вывод: напряжение между «нулем» и «землей» будет близко к нулевому значению (определяется сопротивлением заземления), а «земля» — «фаза», в нашем случае 220 Вольт.
Кроме того, если гипотетически (На практике так делать нельзя!) заземлить нулевой провод в квартире, отключив его от подстанции (рис.3), напряжение «фаза» — «ноль» у нас будет те же 220 Вольт.
Что такое фаза и ноль разобрались. Давайте поговорим про заземление. Физический смысл его, думаю уже ясен, поэтому предлагаю взглянуть на это с практической точки зрения.
При возникновении по каким- либо причинам электрического контакта между фазой и токопроводящим (металлическим, например) корпусом электроприбора, на последнем появляется напряжение.
При касании этого корпуса может возникнуть, протекающий через тело электрический ток. Это обусловлено наличием электрического контакта между телом и «землей» (рис.4).
Чем меньше сопротивление этого контакта (влажный или металлический пол, непосредственный контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи отопления, металлические водопроводные трубы) тем большая опасность Вам грозит.
Решение подобной проблемы состоит в заземлении корпуса (рисунок 5), при этом опасный ток «уйдет» по цепи заземления.
Конструктивно реализация этого способа защиты от поражения электрическим током для квартир, офисных помещений состоит в прокладке отдельного заземляющего проводника РЕ (рис.6), который впоследствии заземляется тем или иным образом.
Как это делается — тема для отдельного разговора, например, в частном доме можно самостоятельно сделать заземляющий контур. Существуют различные варианты со своими достоинствами, недостатками, но для дальнейшего понимания этого материала они не принципиальны, поскольку предлагаю рассмотреть нескольку сугубо практических вопросов.
Как определить фазу и ноль
Где фаза, где ноль — вопрос, возникающий при подключении любого электротехнического устройства.
Для начала давайте рассмотрим как найти фазу. Проще всего это сделать индикаторной отверткой (рисунок 7).
Токопроводящим жалом индикаторной отвертки (1) касаемся контролируемого участка электрической цепи (во время работы контакт этой части отвертки с телом недопустим!), пальцем руки касаемся контактной площадки 3, свечение индикатора 2 свидетельствует о наличии фазы.
Помимо индикаторной отвертки фазу можно проверить мультиметром (тестером), правда это более трудоемко. Для этого мультиметр следует перевести в режим измерения переменного напряжения с пределом более 220 Вольт.
Одним щупом мультиметра (каким — безразлично) касаемся участка измеряемой цепи, другим — естественного заземлителя (батареи отопления, металлические водопроводные трубы).
При показаниях мультиметра, соответствующим напряжению сети (около 220 В) на измеряемом участке цепи присутствует фаза (схема рис.8).
Обращаю Ваше внимание — если проведенные измерения показывают отсутствие фазы утверждать что это ноль нельзя. Пример на рисунке 9.
- Сейчас в точке 1 фазы нет.
- При замыкании выключателя S она появляется.
Поэтому следует проверить все возможные варианты.
Хочу заметить, что при наличии в электропроводке провода заземления отличить его от нулевого проводника методом электрических измерений в пределах квартиры невозможно. Как правило, провод, которым выполнено заземление имеет желто зеленый цвет, но лучше убедиться в этом визуально, например снять крышку розетки и посмотреть какой провод подсоединен к заземляющим контактам.
© 2012-2019 г. Все права защищены.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Источник: https://vse-pro-stroyku.sqicolombia.net/naprjazhenie-mezhdu-nulem-i-zemlej-kak-ispolzovat/
Как не допустить критического нагрева нуля?
Поскольку в масштабах квартиры влияние высших гармоник незначительно, то сразу перейдем к проблеме плохих электрических контактов. Если Вы обнаружили в квартирном щитке проблемное место, где греется электрическое соединение, то в первую очередь отключите вводный автомат и убедитесь, что после этого ток не течет. Проверку лучше выполнить, комбинируя пробник напряжения и мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока.
Убедившись в отключении питания, ослабьте проблемный контакт (как правило, это винтовой зажим), чтобы извлечь из него провод. Произведите его зачистку, а также зажима. Если разводка щитка выполнена многожильным медным проводом, то его концы необходимо залудить или обжать. После этого можно собрать контакт. Следует учитывать, что «пережатие» провода винтовым соединением также нежелательно, как и слабый зажим.
Прямой контакт меди и алюминия недопустим, поскольку эти материалы образуют гальваническую пару, в результате электрическое сопротивление такого соединения довольно быстро возрастет.
Если монтаж выполнен при помощи тонких проводов, то желательно произвести их замену. Как правильно подобрать сечение в зависимости от тока нагрузки, рассказано на нашем сайте.
Защита от перекоса фаз
Наиболее оптимальный вариант для данного случая — установка реле напряжения.
Реле напряжения
Это устройство обеспечит защиту, как от падения напряжения, так и его чрезмерного увеличения. В качестве альтернативного решения можно предложить установку стабилизатора на всю квартиру. Несмотря на более высокую стоимость преимущества очевидны – «проседание» или перенапряжение не будет вызывать отключение подачи электроэнергии.
Почему на нулевом проводе есть ток. Нарушения в нулевом проводе
Понятие «отгорание нуля» появилось в электротехническом лексиконе в результате частого выгорания так называемого «нулевого проводника», который в промышленных трехфазных сетях переменного тока используется в качестве рабочего проводника и по нему протекает ток.
В случае квартирной однофазной цепи «нулевым проводом» считается проводник, имеющий нулевой потенциал по отношению к земле.
Второй проводник в этом случае называют «фазным»; он имеет по отношению к земле более высокий потенциал, равный 220 вольт, и никаких проблем при этом с отгоранием нуля не возникает.
Отгорание нуля возможно лишь в трёхфазных сетях переменного тока и только при появлении разбаланса нагрузок в каждой из фаз питающей электросети.
Само же понятие «нулевой провод» применимо лишь к схеме соединения трёхфазных источников тока и нагрузок по схеме «звезда», поэтому и анализировать имеет смысл только эту схему.
Хорошо известно также, что переменные токи в каждой из фазных линий (в случае одинаковых нагрузок) сдвинуты по фазе на одну треть периода, в результате чего векторная сумма обратных токов в нейтральном (нулевом) проводнике равна нулю.
Поскольку через нулевой провод в этом случае электрический ток не протекает, то практически можно обходиться и без него. Небольшие токи появляются в нулевом проводнике лишь в том случае, когда нагрузки в различных фазах начинают различаться и перестают компенсировать друг друга.
Именно поэтому большинство трёхфазных четырёхжильных проводов имеют нулевая жилу вдвое меньшего сечения, поскольку нет смысла тратить довольно дорогую медь на проводник, по которому ток всё равно не протекает.
Проблемы в трёхфазной электрической сети начинают появляться тогда, когда в них в качестве однофазных нагрузок включаются приборы, имеющие различные величины сопротивлений.
Любые попытки каким-то образом получить равномерно распределённые по мощности однофазные нагрузки в этом случае не дают положительного результата.
Вызвано это тем, что потребитель совершенно случайным образом подключает свои бытовые электроприборы, постоянно меняя, таким образом, величину нагрузки на каждой отдельной фазе.
При этом протекающий по нулевому проводу ток не превышает, как правило, критической величины, и рассчитанная на определённые токи проводка выдерживает их без особых последствий.
Чем опасен нагрев нуля
Если ноль нагревается – он может отгореть. В однофазной сети это практически не опасно, в худшем случае просто произойдет обрыв нуля и в розетке появится две фазы, как это было описано выше, соответственно ваша проводка функционировать не будет. Если в трёхфазной сети отгорит нулевой провод, например на подъездном электрощите, то произойдет перекос фаз. В результате напряжения в каждой из фаз могу значительно превышать номинальные 220 вольт, из-за чего ваша бытовая техника и другие электроприборы могут выйти из строя.
Также нагрев возникает на скрутке, особенно если алюминий скручен с медью напрямую, в таком случае нужно использовать клеммники или болтовое соединение. При этом прямой контакт меди и алюминия исключается прокладкой шайбы между ними.
Теперь вы знаете, почему греется ноль в электропроводке и как устранить это столь опасное явление. Если вы обнаружили чрезмерный нагрев, сразу же приступайте к поиску причины, которая вызвала аварийную ситуацию, либо вызывайте электрика, т.к. дальнейшее развитие событий может быть плачевным!
Поиск данных по Вашему запросу:
Добрый день. Столкнулись с такой проблемой. Расчетный счетчик установлен на линии 10 кВ. С обоих снимаем показания в одно и.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты: Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Бесплатное электричество дома между нулем и заземлением и как может работать БТГ установка капанадзе
Напряжение между нулем и землей
Проверить заземление можно несколькими способами Плохое заземление или неправильная проводная розетка могут повредить чувствительную электронику или привести к их неправильной эксплуатации.
Поэтому необходима проверка заземления. Если результаты показали, что заземления нет, необходимо заземлить розетку. Проверить заземление в домашних условиях можно с помощью недорогого цифрового мультиметра, одного из самых универсальных инструментов. Также важно не перепутать провода и очертания маркировки, которые имеет данный прибор.
Мультиметры иногда называют цифровыми вольтметрами. Большинство моделей имеют большой ЖК-дисплей наверху, набор из 3 соединений внизу для тестовых зондов и циферблат в середине.
Для проверки электрической розетки, нужно использовать только настройку напряжения переменного тока.
Некоторые модели имеют отдельные положения для переменного и постоянного напряжения, в то время как другие имеют одно значение и кнопку, которая позволяет переключаться между настройками тока.
Большинство выходов поляризованы, это означает, что один слот шире другого. Более широкий слот является отрицательным или заземленным, а более узкий означает напряжение. Проверить заземление можно с помощью мультиметра.
Вставьте черный провод в более широкий слот, а красный в более узкий. Дисплей должен показывать значение от до вольт, стандартный диапазон. Если на дисплее появляется знак минуса перед номером, полярность в розетке меняется на противоположную.
Какое это имеет значение, и почему это так важно?
Это не проблема для ламп или других простых электроприборов, но это может вызвать проблемы для сложной электроники. Затем выньте черный зонд из широкого гнезда, и переместите его в круглое заземление в нижней части розетки. Напряжение должно быть одинаковым. Наконец, вставьте один зонд в более широкий нейтральный паз, а другой в круглое заземление.
Обычные лампочки могут не пострадать при отсутствии заземления, но электроприборы могут выйти из строя. Провод заземления, подключенный к цепи на щитке, позволяет любому электрическому источнику с внезапным скачком, перемещаться через заземляющий провод в стержень для рассеивания. Тем не менее, неисправное заземление может сделать приборы уязвимыми.
Красный идет к меньшему зубцу, а черный к большему. Меньший контакт — это основной провод, который переносит ток от главного блока к розетке. Процесс проверки заземления в розетке.
Удалите черный провод и поместите его в заземление. Испытание должно показать одинаковые результаты. Если нет, розетка неправильно заземлена.
Чтобы обеспечить безопасность и надежность работы, проверьте мультиметром или тестером розетки переменного тока в своем частном доме.
Прежде чем подключаться к источнику переменного тока, выполните проверки источника питания переменного тока.
Нуль — это обратный путь для цепи переменного тока, которая должна выдерживать его в нормальном состоянии и правильно поддерживать исправную работу электроприборов. Этот ток может быть вызван многими причинами, главным образом из-за дисбаланса фазового тока.
Могут быть и другие причины, но величина этого тока находится в аналогии фазного тока, и в немногих случаях она может быть вдвое выше фазного.
Этот нейтральный провод подается на землю заземление , чтобы вторая клемма нейтрального провода была равна нулю.
В то время, как фаза и нуль подключены к основной силовой проводке, земля может быть подсоединена к корпусу оборудования или к любой системе, которая в нормальном состоянии не несет ток, но в случае некоторого отказа изоляции, должна иметь некоторый незначительный заряд. Напряжение между нулем и землей также называется общим. Источники для синфазных напряжений в линиях электропередач различаются.
Они могут возникать на частоте линии электропередачи на более высоких показателях с источниками питания в режиме переключения и нелинейными электронными нагрузками современного оборудования.
Между нулем и землей напряжение должно быть правильным.
Если подключены другие источники на высокой частоте, значит синфазные напряжения рассогласовываются, из-за переключения электроники и индуцированного шума от внешних источников.
Чтобы замерить удельное сопротивление грунта, подключите измеритель заземления. Расстояние между заземлениями должно быть, как минимум в 3 раза больше, чем глубина кола.
Чтобы замерить удельное сопротивление грунта, необходимо подключить измеритель заземления.
Заземление — это самый низкий путь сопротивления, предлагаемый для любого остаточного или рассеянного тока, присутствующего на корпусе любого электрического устройства.
Работает таким образом — когда человек прикасается к прибору, он безопасен, поскольку сопротивление с человеческим телом больше, чем заземляющей проволоки, и все токи проходят через провод, и организм остается в безопасности.
Контур заземления — это любая цепь, в которой между электрическими устройствами выходит более одного источника заземления.
Отсутствие заземления в оборудовании CCTV может вызывать многочисленные проблемы, в том числе волнистые линии и плохое качество видео.
Разрывы в контурах заземления влияют, например, на камеры и рекордеры, подключенные к разным автоматическим выключателям. Камера, подключенная к заземленному стеновому трансформатору в м от рекордера, скорее всего, будет заземлена на другой автоматический выключатель, чем рекордер.
Это позволяет определить и узнать, что между 2 источниками питания может быть разница в несколько вольт. Любое значение выше, чем ноль, как в квартире, указывает на отсутствующий разрыв контура заземления.
Любое значение выше 0,1В выходит за пределы допуска для правильной записи. Обязательно проверьте напряжение переменного и постоянного тока для контуров заземления между фазой и землей.
Также, стоит помнить, что при подключении УЗО , необходимо обязательно сделать заземление. Имя обязательное. Вернуться на главную страницу. Розетки и выключатели.
Инструкция как проверить заземление в 3 этапа.
Источник: https://all-audio.pro/c16/dokumentatsiya/napryazhenie-mezhdu-zemley-i-nulem.php
Источник: ugraled.ru
