Kontakt-bak.ru

Контракт Бак ЛТД
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Отгорание нуля в трехфазной сети

Чем опасен обрыв нулевого провода в электрической сети?

Даже те, кто не имеет электротехнического образования, наверняка слышали о такой аварийной ситуации, как перекос фаз. В некоторых предыдущих публикациях мы уже упоминали, чем грозит обрыв нуля, и кратко упоминали о способах защиты от несимметрии фазных напряжений. Сегодня мы более подробно рассмотрим данную тему.

Что такое обрыв нуля?

Для полноценного ответа на этот вопрос необходимо привести примеры штатной работы трехфазной схемы ввода электроснабжения. В качестве примера приведем упрощенный вариант с вводом для этажного распределительного щита.

Схема 1. Штатная работа системы

Как видно из рисунка, каждая из квартир на этаже запитана от отдельной фазы (L1 – L3) и общего нуля. Что формирует в бытовой сети каждой квартиры фазное напряжение 220 вольт (L1N=L2N=L3=220 В.). В данном случае используется схема питания TN-C-S, где задействована шина заземления PE, соединяемая в РУ здания с нулем. Приведенная система сбалансированная, поскольку ток нагрузки в фазных проводах суммируется через нулевую линию, что снижает вероятность перекоса фазных напряжений.

Заметим, что полностью исключить данное явление довольно сложно, поскольку сопротивление нагрузок на каждой фазе может различаться. К примеру, в квартире_1 включен кондиционер и стиральная машина, в квартире_2 хозяин запустил бойлер и электропечку, а в квартире_3 жильцы отсутствуют и все бытовые приборы отключены от сети. По итогу, в трехфазной системе питания возникнет несимметрия напряжений.

Теперь рассмотрим работу сети в нештатном режиме, когда происходит отгорание нуля.

Что происходит в электросети при обрыве нуля?

Рассмотрим отдельно, изменение режима работы трехфазной сети при обрыве магистрального нуля и как поведет себя однофазная электрическая проводка, если отгорание нулевого проводника произойдет на вводе.

Отгорание нуля в трехфазной сети

Внесем изменения в рисунок 1, вызванные аварией, а именно отключением нуля .

Оборвался нулевой магистральный проводник

В данном случае обрыв общего нулевого провода приведет к тому, что движение электрического тока по нему прекратиться. В результате все квартиры R1-R3 будут запитаны по типу подключения «звезда без нулевой магистрали». Другими словами, при обрыве нуля на каждую квартиру будет поступать не фазное, а линейное напряжение.

Контур из квартир 1 и 2

Для примера предлагаем рассмотреть, как сложится ситуация в квартирах 1 и 2. Нагрузка электрических приборов суммируется в данном контуре при прохождении через него тока I12. Соответственно, уровень напряжения для квартир установится в зависимости от нагрузки подключенных к сети приборов. То есть: U1 = I12*R1, а U2 = I12* R2. Из этого следует, что суммарная величина силы тока составит I12 = U12 / (R1+R2) :

Обратим внимание, что суммарное напряжение контура будет равно линейному в данной электросети, то есть U12 = 380 вольт. Но при этом показатели U1 и U2 могут варьироваться в диапазоне 0-380 вольт и, естественно, существенно отличаться друг от друга. На данные значения может влиять как нагрузка подключенных приборов в каждой из квартир, так и ее активная и пассивная составляющая.

В результате если произойдут проблемы с нейтралью трансформатора (нулем источника), велика вероятность выхода из строя подключенных к сети приборов. Причина – повышение уровня напряжения в сети.

Обрыв нуля в однофазной сети

В данной ситуации последствия будут не такими печальными, как в описанном выше случае, но, тем не менее, если отгорает вводный ноль в системе TN-C, это может представлять серьезную опасность для жизни человека.

Отгорание нуля в схеме однофазного потребителя

Для однофазных нагрузок обрыв нуля будет аналогичен отключению напряжения, за исключением того фактора, что на фазном проводе останется потенциал, представляющий опасность для жизни. Причем, он также проявится там, где был ранее защитный ноль в контактах розеток. Если корпуса электроприборов заземлялись рабочим нулем, то весьма велика вероятность негативных последствий. В системах TN-C-S фактор риска существенно сокращается, за счет использования PEN проводника.

Как защититься?

Узнав об опасности, представляемой потерей нуля, предлагаем рассмотреть варианты защиты от данного явления:

  • Начать необходимо с грамотного монтажа электропроводки. Если для питания объекта планируется задействовать трехфазную схему электроснабжения, то ее расчет должен быть произведен таким образом, чтобы минимизировать вероятность перекоса фаз. То есть, необходимо планомерно распределить нагрузку на каждую линию.
  • Следует задействовать в управлении сетью приборы, выравнивающие нагрузку на каждую из фаз. Причем, в идеале, эта работа должна осуществляться без привлечения операторов, то есть, выполняться автоматически при обрыве нуля.
  • Должна иметься возможность оперативного изменения схемы подключения потребителей. Это позволяет внести корректировки, если на этапе проектирования не была должным образом учтена нагрузка на каждый участок или увеличилась мощность потребления в связи с вводом новых объектов. То есть, при возникновении критической ситуации должна иметься возможность изменения мощности. В качестве примера можно привести вариант, когда многоквартирный дом переводится на линию с большей нагрузкой для «разбавления» перекоса фаз, возникающего при обрыве нуля.

В приведенных выше вариантах мы рассматривали защиту от перекосов в глобальных масштабах, конечный потребитель может обеспечить должный уровень защиты значительно проще. Для этого достаточно установить реле контроля напряжения, в котором указать допустимый минимальный и максимальный уровень. Как правило, это ±10% от нормы.

Подведем итоги

Безусловно, что вероятности аварий носят случайный характер, максимум, что можно сделать в таких ситуациях, — принять необходимые меры для обеспечения защиты. Но помимо этого не будет лишним вовремя определить аварийную ситуацию по характерным признакам. В первую очередь отгорание нулевого магистрального провода приводит к перенапряжению сети. Обнаружив первые признаки этого явления, следует отключить все электроприборы.

Сделать это оперативно и самостоятельно практически нереально. Временной промежуток для этого слишком коротким, поэтому следует установить на электрическом щитке специальные приборы, реагирующие на обрыв нуля. Как только напряжение выйдет за установленные пределы, реле контроля напряжения произведет защитное отключение.

Полностью доверять системе защиты не стоит. Может случиться так, что при наличии характерных признаков перепадов напряжения, отключение питания не произойдет. Поэтому имеет смысл перечислить наиболее вероятные проявления для данного явления:

  • Мерцание ламп накаливания. Они наиболее чувствительны к перепаду уровня напряжения, возникающего при обрыве нуля. Энергосберегающие осветительные приборы и светодиодные лампы не настолько реагируют на изменения.
  • Электронные приборы, имеющие встроенную защиту, как правило, отключаются от сети питания. Или не запускаются. Такие действия предусмотрены реакцией защиты импульсных БП на броски напряжения. Характерно, что такая реакция может сработать раньше, чем реле напряжения. Но это, во многом зависит от производителя и схемы реализации защиты электросетей, а также надежности электрического соединения.
  • Еще один характерный признак – повышение температуры выключателя. Даже если Вы не обратили внимания на мерцание ламп, то данное проявление должно вызвать опасения.
  • Искрение, при попытке подключения электроприбора, может говорить об обрыве нуля на вводе однофазного потребителя. Даже, если оно вызвано другим фактором, а не обрывом нуля, это очень нехороший признак.
  • Самопроизвольные срабатывания вводных автоматов, также могут указывать на перенапряжение. Такая реакция на обрыв нуля характерна при включении электронагревательных приборов, например электропечи, бойлера, чайника и т.д.
  • Характерные звуки во вводном электрическом щите также могут указывать на перепады напряжения. В такой ситуации рекомендуется отключить ввод питания и дождаться приезда аварийной бригады. Велика вероятность, что авария обрыва нуля имела место в электросети поставщика.
  • Обязательно установите на вводе электрической сети реле напряжения. В идеале желательно продублировать данную систему стабилизатором напряжения для дома или квартиры. Такое устройство, работая в паре с реле, позволит поддерживать заданный уровень напряжения, не отключая питание.

Собственно, только многоуровневая защита может обеспечить максимальную безопасность.

Видео по теме статьи



Работа электромеханического УЗО при обрыве нуля

По конструктивному исполнению УЗО бывают электромеханические или электронные. Основная разница между ними состоит в том, что электромеханическое УЗО способно выполнить свою защитную функцию при часто встречающемся обрыве нулевого провода, а электронное в данной ситуации неработоспособно, так как нуждается в питании для работы платы усилителя, а при обрыве нуля это питание не поступает.

Рассмотрим как себя будет вести электромеханическое УЗО при обрыве нуля со стороны питающей сети.

В обычном режиме, когда и фаза и ноль подключены к УЗО и нет утечки тока сети и в нагрузке после УЗО токи фазным и нулевом проводах равны и направлены встречно, наводимые ими магнитные потоки взаимокомпенсируют друг друга и ток в обмотке управления равен нулю.

Предположим, что со стороны питающей сети произошёл обрыв нулевого провода. В данном случае, если нет пробоя изоляции на корпус и человек не касается токоведущих частей прибора — ничего не произойдёт. Ток в цепи нагрузки протекать не будет, так как нулевой провод оборван и цепь разомкнута, в сердечники дифференциального трансформатора тока магнитный поток наводится не будет, УЗО останется включенным, как и в обычном режиме. Те есть внешне ничего не изменится, но через фазный провод к нагрузке будет поступать опасный для жизни потенциал.

В случае пробоя изоляции на корпус прибора произойдёт вынос фазного потенциала на корпус прибора, возникнет ток утечки по фазному проводу через корпус прибора и защитный провод PE на землю. Через полюс УЗО, к которому подключён фазный провод, потечёт ток утечки, который будет наводить сердечники дифференциального трансформатора тока и компенсированный магнитный поток, поскольку ток во втором полюсе к которому подключен нулевой провод отсутствует. Под действием некомпенсированного магнитного потока в обмотке управления будет наводится ток, если величина этого тока превысит порог срабатывания, от половины до одного значения уставки, сработает электромагнитное реле, которое воздействуя на механизм расцепителя отключит силовые контакты УЗО от питающей сети. Аналогичным образом если человек случайным образом коснётся фазного провода, через его тело потечёт ток утечки на землю, в полюсе УЗО, через который подключен фазный провод, потечёт ток утечки, который будет наводить магнитный поток в сердечнике. В обмотке управления возникнет ток, приводящий к отключению контактов УЗО от питающей сети.

Подведём итог

Электромеханическое УЗО не защищает от обрыва нуля в однофазной сети, однако оно сохраняет свою работоспособность и продолжает выполнять свои защитные функции. Важно понимать, что если нет утечки тока с фазы на землю или защитный PE проводник, при пробое изоляции или касанием человеком фазного провода, то при обрыве нулевого провода УЗО не сработает.

Большие убытки из-за нуля

Многие наверное слышали или быть может встречались с такой ситуацией, как отгорание нуля (обрыв нулевого провода). Если нет, то вам сильно повезло. Но знать об этом будет полезно любому, даже не электрику. В этой статье мы обсудим, что это за «ноль», почему он отгорает, чем это опасно и как можно защититься от отгорания нуля.

Сразу хочу поделиться своим опытом. Я столкнулся с этим лет пять назад. В один «прекрасный» день работники небольшой торговой фирмы в Самаре, сотрудником которой и я был в то время, придя на роботу, обнаружили, что в офисе сгорели все компьютеры, принтеры, телевизор в переговорной и даже телефон, оставленный на ночь на зарядке. Поднялся переполох, срочно вызвали электрика, и тот сходу установил причину — ноль отгорел. Какой-то «ноль» и вот, в один момент достаточно преуспевающая фирма лишилась практически всей офисной техники.

Читать еще:  Сборка и монтаж электрического щита в доме, квартире, на даче

Не углубляясь в технические подробности, поясню, любая даже самая простейшая электрическая цепь включает в себя источник тока, приемник (потребитель) и два провода. Тот провод, по которому ток идет к потребителю (например, к лампочке), называется фазовым, или фаза, по которому возвращается обратно — нулевым, или ноль. С такими однофазными сетями мы сталкиваемся постоянно, в собственной квартире, на работе, в магазине и т.д. Если оборвется нулевой провод, то цепь разомкнется, и ток идти не будет.

Вроде все просто, но основная загвоздка заключается в том, что передача переменного тока таким образом на большие расстояния сопровождается большими потерями и экономически не выгодна. Поэтому от электростанции ток передается при помощи трехфазных сетей, где есть три фазных провода и один нулевой. Подходя к потребителю, трехфазная цепь разделяется на три однофазных, и каждой из них дается по нолю. Разделение происходит в вводно-распределительном щитке. Так уже однофазный ток идет в квартиры и офисные помещения, в том числе и в тот злополучный офис, с которым случилось такое несчастье.

При обрыве нуля в трехфазной сети ток продолжает поступать и в идеальном случае, когда электрическое сопротивление потребителей одинаково на всех трех фазах, ничего вообще не изменится. Телевизоры, холодильники и пр. будут работать как прежде. Но добиться такого равновесия практически не реально. Пользователи каждой отдельной фазы (жители дома, арендаторы офисов) живут своей жизнью и произвольно включают или выключают электроприборы, поэтому нагрузка постоянно меняется. Возникает перекос фаз. Чем это грозит? В тех помещениях, где подключено мало электроприборов напряжение увеличивается и может достигать чуть ли не 380В, а в помещениях, где включены мощные приборы, напряжение наоборот уменьшается и может упасть значительно ниже 220В. При правильно выполненном заземлении для жизни человека перекос фаз не опасен, а вот для бытовых электроприборов – последствия могут быть весьма плачевными. И губительно не только высокое напряжение, но и низкое. В сети с низким напряжением, электрические приборы работают некорректно, отказывают, отключаются, а возникающий перегрев ведет к быстрому изнашиванию узлов и деталей или даже к возгоранию прибора.

Что же является причиной отгорания нуля? Такая аварийная ситуация может возникать как из-за неправильных действий электриков (например, занижено сечение кабеля, не обеспечен надежный контакт, поврежден кабель и пр.), так и из-за общей ветхости электросетей, что в нашей стране не редкость. А если принять во внимание появление в ежедневном обиходе все большего количества разнообразных электроприборов, то становится очевидно — вероятность отгорания нулевого проводника очень высока. Поэтому при монтаже электропроводки необходимо заранее позаботиться о защите. Пренебрегать этим не стоит.

В случае, который рассматривался в начале статьи убытки из-за поломанной техники составили более 180 тыс.руб. Но только этим ущерб не ограничился, была потеряна важная финансовая и рабочая информация, сорваны отгрузки, блокирована работа фирмы на несколько дней. Директор был близок к истерике и рвал на себе волосы. И хорошо еще, что не случился пожар, и само помещение не пострадало.

А защититься от такой ситуации просто. Например, можно установить реле напряжения или использовать специализированное устройство УЗОН (Устройство защиты от отгорания нуля и перенапряжений). Предотвратить поломку офисного или бытового оборудования позволяет также применение стабилизатора, где есть защита от пониженного и повышенного напряжения. Конечно, основное назначение стабилизатора — сглаживать колебания напряжения в электросети и подводить к электроприборам стабильные 220В. Но при отгорании нуля (критических скачках напряжения) срабатывает защита стабилизатора и он отключает от питания все электроприборы, что, собственно говоря, и требовалось.

Единственный минус — сам стабилизатор остается под высоким напряжением. Для обеспечения сохранности всего оборудования лучшим вариантом будет установка УЗОНа, а вслед за ним стабилизатора. С такой защитой офисной технике будут не страшны любые изменения питающей сети.

Для сравнения цена стабилизатора напряжения 10кВА порядка 10000-15000 руб., а УЗОНа SUNTEK всего 1400 рублей. То есть, потратив менее 20000 рублей, можно сберечь не одну сотню тысяч, а также время и нервы.

Другие статьи о продукции SUNTEK

Трехфазный стабилизатор напряжения

На объектах промышленности широко распространена трехфазная сеть. Соответственно напряжение в сети должно быть равно положенным 380 Вольтам, но это происходит далеко не всегда.

Стабилизатор напряжения для сварки

В строительстве, на заводах, при производстве ремонтных работ широко применяется сварочное оборудование. Чтобы обеспечить его долговечность и высокую эффективность необходимо постоянное напряжение.

  • Каталог продукции
  • Новости
  • Статьи
  • Партнерам
  • Преимущества
  • Видеообзоры
  • Контакты

г. Москва, Волгоградский проспект, д. 46 Б, корп. 1
тел.: +7 (499) 394-38-06, (499) 394-38-07
e-mail:

Хочу все знать

Про кабель и провод и электротехническую продукцию

  1. Хочу все знать
  2. Процесс отгорания нуля в трехфазной сети

Процесс отгорания нуля в трехфазной сети

Достаточно часто питание используемой в быту техники осуществляется строго в однофазном режиме. Стоит понимать, что снабжение их электрической энергией производится по специальным кабелям, которые характеризуются, как трехфазные.

Важно! Вся современная качественная кабельная продукция должна быть рассчитана строго на определенные условия, которые потребуется соблюдать в процессе прокладки проводов и их последующей эксплуатации. Именно по этой причине максимально безопасное их использование автоматически подразумевает определенные допустимые нагрузки и условия применения.

Фразу «Отгорел ноль!» очень часто можно услышать от электрика, который на профессиональном уровне занимается одноименными работами. Мало, кто понимает значение данной фразы. Стоит знать, что в сети, которая характеризуется, как трехфазная, ноль отгорает довольно часто, что же касается однофазной, то здесь нет. Почему так происходит? Какие планы стоит строить на будущее, то есть будет данный «ноль» отрабатывать свои функции или не будет?

Более подробное рассмотрение подобного вопроса даст возможность всем собственникам трехфазного снабжения энергией в жилых домах или иных объектах недвижимости не только ясно понять всю суть происходящего процесса, но также предотвратить все вероятные действия, которые могли привести к отгоранию нуля. Это автоматически может привести к тому, что значительно снизится вероятность появления проблем, которые могут быть связаны с подобным процессом.

Ноль в стандартной цепи однофазной

В обычных однофазных целях под понятием «ноль» подразумевается один только из двух основных проводников, который не имеет требуемого потенциала относительно «земли».

Фаза, то есть второй проводник, в отличие от первого имеет подобный потенциал. Обычно в стандартных бытовых условиях он равняется примерно 220 В. Ток, который течет по данной фазе, постоянно равен тому , который перемещается по «нулю». Определенных тенденций к проблемам «отгорания нуля» в стандартной однофазной линии нет. Кроме того, подобные линии очень надежно защищены особой недорогой по стоимости автоматической системой.

Ноль в трехфазной цепи

Перед тем, как более подробно рассмотреть данный вопрос, необходимо отметить, что трехфазные линии могут быть двух основных типов. Они отличаются по методу подключения общей нагрузки к фазам, что именуются, как «звезда» и особый «треугольник». В последнем случае, столь необходимого соединения «треугольник»- ноль, просто нет, потому он не отгорает. Что же касается трехфазной схемы нагрузки по такой схеме, как «звезда», данное явление может появиться, как специальный проводник. Именно его работа и будет рассмотрена более подробно.

  • По всем трем из присутствующих фаз при совершенно равной по параметрам нагрузке перемещаются токи, имеющие равные показатели. Они изменены немного по особой временной фазе примерно на 120 градусов, то есть на одну третью часть общего периода. При сложении данные показатели равны, но особым образом смещенные значения параметров векторов перемещающегося тока дают в значении ноль. В такой ситуации нагрузка зовется трехфазной и одновременно сосредоточенной. Подобный ток по специальному одноименному проводу проводится только если сложится идеальная ситуация. В таком случае полностью обесточенный «ноль», по сути, и не нужен совсем.

На самом деле идеала такого плана не существует, так как общие нагрузки рабочих фаз обычно немного различаются. Соответственно, сложенный вектор тока немного отличается от нулевого. В данном случае компенсация не осуществляется. По нулевому проводнику перемещается относительно небольшой по показателям уравнительный ток.

На основании такой определенной незначительности уравнительного тока, в большинстве трехфазных проводов есть еще одна жила, которая именуется, как нулевая. Ее сечение примерно в два раза меньше данных показателей у фазных проводников. Данные устройства применяются для значительно экономии дорогой по стоимости меди, категории электротехнической, а также алюминия. Стоит отметить, что таких токов совершенно не хватит для появления «отгорания нуля». В чем дело?

  • Это основано на таком факторе, что в трехфазную линию включены разные по назначению однофазные степени нагрузки. Разница в показателях величины здесь бывает достаточно серьезной, в таком случае речь может идти о таком явлении, которое имеет название «перекос фаз». Многие современные проектировщики всеми возможными методами сравнивают присутствующие нагрузки, но это далеко не всегда срабатывает. Как бы равномерно не распределять все установленные мощности, общее время запуска всех присутствующих приборов предупредить просто невозможно. Также нельзя компенсировать их по остальным, потому настоящего полноценного равенства получиться не может.

Обычные обыватели в процессе ведения бытовых дел включают все приборы, совершенно не заботясь о благе для всех кабельных линий, а также об их нагрузке, которая является несимметричной. Человек стремится запустить или выключить, совершенно не заботясь о токах, присутствующих в жиле.

Даже в ситуации, когда общая сумма всех токов не равняется нулевому показателю, тока экстремальной категории в нулевом кабеле нет. Это достаточно неприятно, но можно стерпеть. При этом ноль отгорает очень редко.

В каких тогда случаях отгорает ноль?

Многие на основании выше изложенной информации могут сделать вывод, что информацией с отгоревшим нулем может просто заморочить голову. По-своему такие мысли являются вполне обоснованными. Но есть одно важное «но»: для значительной экономии электрической энергии примерно в 1990 году было внедрено важное новшество – это специальный блок питания, характеризующийся, как импульсный. В настоящее время его устанавливают везде – в обычные телевизоры, персональные компьютеры, а также в большинство единиц техники.

Необходимо понимать, что в подобных блоках питания ток перемещается по трети всей длины протяженности полупериода. Это и превращает потребление в непонятный процесс для стандартной сети, чего не скажешь об обычной нагрузке, но с некоторыми последствиями. К ним можно отнести следующие факторы:

  • В трехфазной сети через определенное врем начинают течь и совершенно не компенсироваться присутствующие импульсные токовые показатели, которые уходят в нулевой кабель совершенно бесконтрольно;
  • По нулю все время протекают токи на совершенно разных фазах от ассиметричной нагрузки;
Читать еще:  Кнопочный пост с пускателем

Если сложить это все вместе, может случиться так, что ток, который идет по «нулю» и при этом значение у него может быть приблизительное или немного больше номинального фазного параметра тока. Это и есть отгорание нуля. Все отлично, если в данной ситуации трехфазный провод будет иметь определенное нулевое сечение, так же, как и фазы. Что же делать, если этого нет?

Ситуацию такого плана в состоянии спаси умная, надежная и достаточно оперативная автоматическая защита. Но даже здесь не все так идеально, так как очень часто для серьезной экономии покупают особые трехфазные автоматы, не имеющие «нулевой» клеммы. Это основано на том, что по всем фазам перемещается ток строго в номинальных пределах, такого плана автомат сторожит эффективную безопасность для всех фаз, при этом о нуле позаботиться просто некому.

При серьезных нагрузках часто осуществляется обрыв. Это еще одна из причин, по которой обычно отгорает ноль. Если общее значение всех токов будет больше нормы, это тоже приведет к подобному процессу.

Количество техники, которая работает на импульсном питании, постоянно увеличивается. Это повышает опасность появления процесса отгорания всех присутствующих нулевых проводов, а общая ситуация становится все хуже.

Важно! Не рекомендуется ставить отдельно расположенный автомат на нулевой кабель, потому что это очень опасно. Причина этого основана на том, в процессе его полного выключения токи будут подбирать для себя выход посредством определенных фазных проводов. Автоматически это приведет к неприятным результатам, предсказать которые невозможно.

Стоит обратиться к профессионалам, которые могут составить грамотный с технической точки зрения проект, в нем будут учтены все нюансы. Кроме того, специалисты могут провести максимально качественный монтаж и последующий запуск сети разного уровня сложности и длины.

Отгорание нуля в трехфазной сети

Что такое «Отгорание нуля» или обрыв нуля? Что случится если ноль отгорел?

Наверняка каждый хоть раз в жизни слышал, а кто-нибудь даже и сталкивался лично с проблемой, когда в доме/квартире вдруг подскочило напряжение и сгорела техника. Из-за чего повышается напряжение до такого значения, что сгорает бытовая техника? Кого винить в происшествии?

Загадка резкого скачка напряжения кроется в таинственном понятии «отгорание нуля». Что такое «отгорание нуля» и почему именно «отгорание». Каждый знает из школьного курса физики и из окружающей нас бытовой жизни, что в электрической сети есть ноль и есть фаза. И тут многие зададутся вопросом: ну отгорел нуль – значит и розетка не будет работать, нуля ведь нет)). «Отгорание нуля» это профессиональный жаргон электриков, в электротехнике используется термин— обрыв нуля. Можно различить обрыв нуля полным, — это когда контакт с нулевой шиной полностью оборван, но часто встечается неполный контакт, что и вызывает эти самые скачки напряжения.

Так для чего же нужен нулевой проводник? Проводник нуль используется в наиболее распространенной трехфазной схеме «звезда», используемой для бытовых потребителей. Есть еще другая схема построения трехфазных сетей — «треугольник», у которой присутствуют три фазных проводника: А, В, С, но отсутствует четвертый проводник — нулевой. В основном схема «треугольник» используется в промышленных целях.

В схеме звезда используется четыре проводника три из которых фазные и один — нулевой. Таким образом, в многоквартирный дом приходят не два провода фаза и ноль, как некоторые могут думать, а четырехжильный или пятижильный провод (с защитным заземлением РЕ).
Мощный силовой кабель заходит в водный распределительный щит. С этого щита электричество распределяется по подъездам, с подъезда по этажам, с этажей по квартирам. Как правило, в трехфазных схемах принято распределять мощности равномерно для обеспечения баланса работы трехфазной схемы. Например если в подъезде 30 квартир, и в каждую квартиру подводится электричество с напряжением 220В, распределение трех фаз будет таким: фаза А – 10 квартир, фаза В – 10 квартир, фаза С – 10 квартир.

В теории все сделано правильно, и подключение квартир обустроено правильно, но только вот работу чайников/кипятильников/кондиционеров и др. техники между соседями (между фазами) согласовать просто невозможно. Вот и получается так, что один стояк квартир (например 10 квартир на фазе А) может оказаться сильно загруженным, а другой стояк квартир (на фазе В) остается мало задействованным. В такой ситуации происходит дисбаланс (перекос по фазе) нагрузок в трехфазной схеме. В случае если ноль отгорел и на трех фазах нагрузка равномерная, например по 5 кВт на каждой фазе — то у каждого потребителя будет напряжение 220В до тех пор, пока один из потребителей не сделает перекос по мощности на своей фазе. В таком случае у этого потребителя в сети окажется напряжение 380В а на других фазах оно упадет до значений 20В-80В.

Поясним немного, что такое трехфазная схема звезда и как она работает.
Переменные токи каждой фазы в трех одинаковых нагрузках сдвинуты по фазе ровно на одну треть и в идеале компенсируют друг друга, поэтому нагрузка в такой схеме называется трехфазной сосредоточенной нагрузкой. В средней точке напряжение равно нулю. При равномерной нагрузке трех фаз, например, работают трехфазные станки на заводе, потребление энергии одинаково по всем трем фазам. Нуль остается невостребованным, нет дисбаланса. В связи с чем, сечение нулевого проводника можно использовать гораздо меньше используемого по фазе. И вот в квартире используется одна фаза, а в целом по подъезду используется трехфазная схема, соответственно ноль в перекошенной по фазе системе является сильно нагружаемым элементом. Этот ноль находится в щитке на этаже в подъезде. Вот в этом месте он и может отгореть, но не обязательно! Отгорание обычно происходит в слабых местах, например, в плохо обжатом контакте или в неправильно подобранном сечении нулевого кабеля. Но что же все-таки произойдет, если отгорит нуль? В нормальных условиях напряжение в однофазной сети составляет 220 В – и называется фазным напряжением (измеряется между нулем и фазой). В квартиру это напряжение приходит по двум проводам. Когда в трехфазной схеме пропадает нуль (например в подъезде на щитке, где идет распределение фаз А,В и С по квартирам), то на тех концах, где было фазное напряжение (приходило в квартиру 220В) появляется линейное напряжение 380В. Линейное напряжение измеряется между фазами, например между фазой А и В и всегда составляет 380В.

Что делать, чтоб избежать ситуации с отгоранием нуля и как обезопасить себя от последствий обрыва нуля?
Наиболее общими рекомендации могут быть следующими:
— использовать сечение кабеля для соединения нуля в трехфазной схеме звезда не меньше, чем сечение кабеля для фазных напряжений;
— периодически, не реже одного раза в год, осуществлять аудит проводки и мест крепления и, по необходимости, переобжимать места соединения (заменять клеммные колодки, если это необходимо);
— использовать защитные реле, отключающие квартиру от электросети при повышении напряжения больше 250В;

— использовать стабилизаторы напряжения, т.к. стабилизаторы напряжения не только спасают от обрыва нуля (скачок напряжения), но и защищают технику от заниженного напряжения

Для получения более расширенных рекомендаций, особенно в части использования трехфазных сетей в частных домах и коттеджах, и организации правильных схем электроснабжения — рекомендуем обращаться к профессионалам.

Обрыв нуля в трехфазной и однофазной сети

Лампочка при обрыве нуля может гореть ярко, но недолго!

Иногда обывателям приходится слышать эти страшные слова – “Обрыв нуля”. Для простого человека понятного мало, но связано это всегда с очень неприятными последствиями – поражение электрическим током, сгоревшая техника, и даже пожар в квартире.

В этой статье я подробно рассмотрю, что такое обрыв нуля, как он происходит, какие последствия от него могут быть. И конечно, будет рассмотрена защита от обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети.

Для тех, кто не очень понимает, чем трехфазная сеть отличается от однофазной, очень рекомендую ознакомиться с этой статьёй.

Также, при изучении этой статьи важно знать о том, как формируются системы заземления.

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!

Последствия обрыва нуля в трехфазной сети

Расскажу случаи из жизни.

  1. 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.
  2. 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

    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:

    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.

    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.

    Из-за своей основной функции это реле называют также Реле обрыва нуля.

    Другой вариант – применение стабилизатора напряжения. В нем обязательно должна быть защита от пониженного и повышенного (до 380В) входного напряжения. А при невозможности стабилизировать напряжение он должен отключать квартиру, но оставаться исправным.

    Лучший вариант для защиты от обрыва нуля и вообще при нестабильном напряжении – использовать реле напряжения, а вслед за ним – стабилизатор.

    Как вариант дополнительной защиты при обрыве нуля может помочь УЗО (или диф.автомат). Только не так всё просто, подробности – в видео:

    На сегодня всё, подключайтесь к обсуждению, задавайте вопросы в комментариях!

    Обрыв нулевого провода в трехфазной и однофазной сетях

    Как известно, электрический ток течет по замкнутой цепи, выполняя при этом работу. Домашняя электросеть является одним из множества ответвлений глобальной сети энергоснабжения. Это означает, что для работы домашних электроприборов необходимо, чтобы было подведено минимум два проводника, по которым будет течь ток.

    По рациональным причинам, описанным ниже, их называют фазным и нулевым рабочим проводом (N). В данной статье разъясняется функция рабочего нулевого проводника, и описываются проблемы, возникающие, если происходит аварийный обрыв нуля.

    Практически все взрослые люди знают, что нулевой проводник сети, работающий в штатном режиме, не представляет угрозы при прикосновении, так как на нем нет опасного для здоровья напряжения. Но, это не означает, что через провод ноля не течет ток – нужно четко различать эти понятия. В идеальной цепи ток фазного и нулевого проводника идентичен.

    Функция рабочего ноля

    В процессе изучения электричества ученые поняли, что земля (грунт, геологические породы и вся планета целиком) является неплохим проводником электрического тока. В принципе, для энергоснабжения было бы достаточного одного провода с электрическим потенциалом, а грунт бы выполнял функцию обратного участка цепи.

    Кривая зависимости удельного сопротивления грунта от влажности

    Но прогресс не пошел по этому направлению из-за необходимости создания систем заземления с большой контактной площадью, и при этом имеющих нестабильные характеристики и требующие постоянного обслуживания и защиты от влияния среды и электролитических процессов.

    Поэтому дешевле и надежнее было провести два проводника, чтобы создать замкнутую цепь. Было решено один из проводов электрически соединить с землей, то есть, потенциал на данном проводнике относительно грунта равняется нолю. Данное решение было принято в целях электробезопасности ради зануления корпусов электрооборудования.

    Схематическое отображение заземления и зануления

    В наше время, функции защиты (зануления) выполняет защитный заземляющий проводник PE, а провод ноля используется только для протекания рабочего тока цепи. Термин «фазный провод» не имел бы смысла в однофазной сети, но, поскольку синусоидальное напряжение смещено по фазе относительно аналогичного параметра у других проводников электросети, данное название принято в обиходе.

    В системах электроснабжения бытовых потребителей рабочий нулевой проводник всегда имеет контакт с землей (исключение: изолированная нейтраль). В цикле статьей о заземлении подробно описаны принципы разделения совмещенного нулевого провода на рабочий и защитный ноль в различных системах. Это означает, что напряжение относительно земли на рабочем ноле в однофазных и трехфазных системах нулевое (безопасное для людей и оборудования).

    Схематическое отображение энергоснабжения жилого дома по системе заземления TN-C-S

    Аварийное отключение рабочего ноля

    Электрики знают, что и на нуле небольшой потенциал все же есть, и он зависит от величины протекающего тока (I) и удаленности от точки заземления. Чтобы понять данный процесс, нужно вспомнить задачу из школьного курса физики о расчете напряжений (делитель U1, U2 ) в точке соединения двух последовательно включенных сопротивлений (R1, R2). В нашем случае это будут сопротивления кабеля фазы и подключенной нагрузки (R1,) и R2 участка нулевого провода до точки заземления.

    Делитель напряжения, образующий ноль в розетке

    Если сопротивление нагрузки (R1) многократно превышает аналогичный параметр (R2) участка рабочего ноля, то потенциал на контакте ноля в розетке будет ничтожно малым. При большой протяженности рабочего нуля до точки заземления, напряжение U2 гипотетически рассчитываем по школьной формуле из рисунка выше. Но, если происходит обрыв нулевого провода, то при включенном в домашнюю сеть электрооборудовании на любом контакте ноля каждой розетки будет фазное напряжение U1.

    При обрыве ноля индикатор будет показывать две фазы в розетке

    Казалось бы, при современных системах заземления, исключающим зануление, пропажа нуля, не несет никакой опасности, ведь корпусы оборудования надежно заземлены, а сами электроприборы перестанут работать из-за прекращения тока. В однофазной домашней электрической сети будет именно так, если ноль оторвался сразу при вводе в дом.

    Влияние обрыва ноля на потребителей

    Но, если случается обрыв нуля где-то на трехфазной линии, то на оставшейся цепи, от разрыва до дома формируется напряжение подключенной нагрузкой от других фаз соседних потребителей электроэнергии. Если бы ток нагрузки всех трех фаз был идентичен, то сформировавшийся потенциал на нулевом проводнике был бы близким к нолю.

    В реальности, при аварийных ситуациях нагрузка на фазах неравномерная, что означает смещение напряжения на нулевом проводнике в сторону большего фазного тока. Соответственно, разница потенциалов между образовавшимся нулем и двумя другими фазами окажется значительно большей, чем обычное напряжение сети электропитания.


    Поэтому обрыв нулевого провода для бытовых электроприборов означает провал напряжения при попадании на фазу с наибольшим количеством подключенных потребителей, или превышение потенциалов выше допустимых параметров электропитания, если не повезет оказаться на двух других фазах.

    Способы защиты от обрыва ноля

    Для уменьшения потенциала на нулевом проводнике и соответственно, ради увеличения эффективной разницы между штатным фазным напряжением сети и нулем применяют многократное повторное заземление совмещенного ноля. Эта мера также предназначена для уменьшения негативных последствий для потребителей вследствие обрыва нулевого проводника в сети электроснабжения.

    Стрелкой указано повторное заземление ноля (PEN) на опоре воздушной линии

    К сожалению, во многих провинциальных регионах, особенно в сельской местности, сопротивление повторного заземления оказывается недостаточным для надежной защиты от превышения напряжения, возникающего при обрыве нулевого провода. К тому же, на воздушных линиях сети энергоснабжения, преобладающих в сельской местности, обрыв нуля происходит гораздо чаще, чем в городских подземных или скрытых (защищенных) линиях электросети.

    Обычный потребитель может влиять на качество электропитания на вводе лишь при помощи юридических инструментов – жалоб, петиций, судовых исков, и т д. Но в домашней сети, сохранить приемлемый уровень качества электроэнергии можно при помощи стабилизаторов, а обезопаситься при аварийных ситуациях получиться, применив реле напряжения или обладающие дополнительными функциями дифавтоматы.


    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector