Обрыв нулевого провода
Защита домашней электропроводки от обрыва нуля
Обрыв нулевого провода в трехфазной электрической сети — опасное явление, которое может привести к различным негативным последствиям для бытовых электроприборов, а также для людей, которые их эксплуатируют. В данной статье рассмотрим последствия обрыва нулевого провода на конкретном примере и соответствующие способы защиты домашней электропроводки от обрыва нуля.
Последствия обрыва нулевого провода
В качестве примера рассмотрим многоквартирный дом, питающийся по наиболее распространенной системе заземления TN-C-S. Система данного типа предусматривает заземление нейтрали источника питания – трансформатора подстанции.
От подстанции к потребителю, в данном случае в дом, электричество поступает по четырем проводникам – трем фазным и проводнику, который совмещает функции рабочего нулевого и защитного заземляющего проводника.
После ввода в здание совмещенный проводник разделяется на рабочий нулевой проводник и защитный, а затем распределяется между квартирами.
Три фазы электрической сети при вводе в дом распределяются на примерно равное количество квартир. Но при нормальном режиме работы электрической сети нагрузка по трем фазам неравномерная, так как жители квартир по-разному эксплуатируют электроприборы, и в разные промежутки времени нагрузка по фазам отличается, причем значительно.
При этом напряжение по фазам практически равное, так как нулевой провод играет роль балансира, снижает так называемое напряжение смещения нейтральной точки практически до нуля.
В случае обрыва нулевого провода на линии электропередач тут же возникает дисбаланс — возникает перекос фазных напряжений. При этом по одной фазе, где нагрузка меньше напряжение резко возрастает, а на самой загруженной фазе наоборот – падает.
При этом в зависимости от перекоса, напряжение на фазах может колебаться от нескольких десятков вольт до значения линейного напряжения трехфазной сети — 380 В. В данном случае все зависит от величины перекоса нагрузок по фазам электрической сети.
Последствия перепадов напряжения наверняка всем известны. Значительное превышение напряжения в бытовой сети приведет к выходу из строя практически всей техники, которая в данный момент работала от сети. Чрезмерно низкое напряжение за считанные минуты выведет из строя компрессор холодильника или кондиционера, электродвигатель стиральной машины и другие электроприборы, конструктивно имеющие электродвигатели. Ненормальный режим работы электроприборов может закончиться выходом их из строя с последующим возгоранием.
Выход из строя бытовой техники — это не самое страшное. В случае перегорания нуля до ввода в дом, то есть до разделения его на нулевой и заземляющий проводник, на всех заземленных элементах оборудования, бытовых электроприборах появляется фазное напряжение. В случае прикосновения к таким электроприборам человек будет поражен электрическим током.
Если в доме реализована система уравнивания потенциалов, которая предусматривает электрическое соединение с заземляющей шиной всех металлических элементов конструкции, металлических трубопроводов, то вероятность поражения электрическим током снижается, так как человек не будет касаться двух точек с разным потенциалом.
Но, как показывает практика, такая система в большинстве домов не реализована и в случае появления на корпусе электроприбора опасного потенциала и прикосновения человека одновременно к данному электроприбору и металлическому предмету, имеющему другой потенциал, человек будет поражен электрическим током.
Защита от обрыва нуля
Как защитить себя и бытовые электроприборы от вышеописанных последствий? Основная мера защиты от возможных перепадов напряжения — это установка реле напряжения на вводе домашнего распределительного щитка. В случае чрезмерного снижения или увеличения напряжения реле напряжения мгновенно обесточит электропроводку, защитив при этом включенные в сеть электроприборы.
Что касается заземления в сети системы TN-C-S, то защиты от возможного появления опасного потенциала на корпусе оборудования в случае повреждения нуля до места его разделения нет.
По сути, если линия электропередач находится в неудовлетворительном состоянии и вероятность повреждения совмещенного провода до точки разделения в доме высока, то эксплуатация такого заземления опасна. В любой момент заземленные корпуса оборудования могут оказаться под напряжением. Есть ли выход в данной ситуации?
Владельцам квартир на первом этаже, а также в частных домах можно сделать индивидуальный заземляющий контур, который будет электрически независим от совмещенного нейтрального проводника электрической сети. В данном случае сеть будет конфигурации TT.
В электрической сети, где реализована система TT, обрыв нулевого провода не приводит к появлению опасного потенциала на корпусе оборудования. Но при этом перекос напряжений по фазам может возникнуть, поэтому реле напряжения в данных сетях также необходимо установить для защиты бытовых электроприборов.
Вообще, если говорить о надежности заземления в сети системы TN-C-S, то в данном случае гарантировать безопасность эксплуатации заземленных электроприборов можно только в том случае, если снабжающая организация выполняет периодические проверки состояния сетей от питающей подстанции непосредственно до главного распределительного щитка дома и своевременно устраняет возможные нарушения.
Также следует отметить, что как в системе TT, так и в системе TN-C-S, соответствующее всем требованиям защитное заземление не может обеспечить абсолютной защиты от поражения электрическим током в случае появления опасного потенциала, поэтому необходимо в обязательном порядке устанавливать в распределительный щиток устройство защитного отключения.
В данном случае при возможной утечке тока на заземленный корпус УЗО моментально обесточит электропроводку. Некоторые типы устройств защитного отключения имеют дополнительную функцию защиты от перепадов напряжения, то есть такое устройство будет совмещать в себе функции двух защитных аппаратов.
Что происходит в электросети при обрыве нуля
Всех жителей подъезда, а точнее, левого стояка, девятиэтажного дома постройки 80-х годов постигла беда: внезапно перегорели электродвигатели старых холодильников, работающих стиральных машин, блоки питания компьютеров, радиотелефонов и некоторой другой бытовой техники. Правда, один человек заметил, что свет лампочек резко увеличился и быстро среагировал — отключил вводной автомат электропитания.
Остальным не повезло. Многие вообще были на работе и не могли так поступить. О случившемся узнали вечером. Конечно же, стали обращаться в ЖКХ, требовать объяснений, возмещения ущерба…
Директор коммунального хозяйства вник в ситуацию и был вынужден удовлетворить большую часть требований: оплатил ремонт дорогой техники, но после представления различных документов и справок. Сколько на это ушло времени и нервов у людей лучше не описывать.
Причина происшедшего банально проста. Бригада электриков, выполнявшая профилактические работы электрооборудования, допустила грубейшую ошибку. Производитель работ не контролировал, а электромонтер-стажер самостоятельно разорвал «ноль» трехфазного питания.
Процесс передачи электроэнергии при нормальном подключении в четырехпроводной системе показан на рисунке.
Нормальный режим работы четырехпроводной схемы:
В каждую квартиру или в масштабе подъезда группу из них с сопротивлениями «Ra», «Rb», «Rc» подводится фазное напряжение «А0», «В0», «С0». Его величина обычно номинальна: 220 В. Смотрите также: Какое напряжение в электрической сети оптимальное для работы бытовых электроприборов
При подключении нагрузок по фазам проходит ток, который складывается в нулевом проводе.
Схема сбалансирована. Линейное напряжение 380 В в электрооборудовании квартир отсутствует.
Что происходит при обрыве нуля?
Аварийный режим работы четырехпроводной схемы:
Ток в нулевом проводе протекать не будет: фазное напряжение изменено. Ко всем квартирам приложено линейное напряжение по схеме «Звезда без нуля».
Рассмотрим на примере квартир «а» и «b». Электрическое сопротивление приборов Ra и Rb последовательно суммировалось, и через него пошел ток Iab. Под его действием в каждой квартире возникло падение напряжения, пропорциональное сопротивлению включенных в сеть электроприборов.
В любой квартире хозяин сам распоряжается электроэнергией. Один выключил лишний свет и сидит перед настольной лампой за книгой или вообще все отключил, а у другого работает телевизор, холодильник, морозильник и много другой бытовой техники.
Понятно, что величины Ua и Ub могут значительно отличаться от 220 В и не будут равны между собой. Они способны колебаться от 0 до 380 В, в зависимости от схемы подключения приборов в каждой квартире.
Ошибка электриков (неправильное или ошибочное подключения нулевого провода), к сожалению, не единственная возможная причина аварийных ситуаций. Обрыв нуля возможен и без участия человека, например обрыв нулевой жилы в питающем кабеле, «отгорание» нуля на подстанции, в вводно-распределительном или квартирном щитке.
Единственный выход из создавшей ситуации — быстро снять напряжение. Можно вручную, но это не надежно: очень сложно успеть. Автоматические устройства защиты от перенапряжения в сети отлично справляются с такими задачами.
Для защиты от повышения напряжения в сети при обрыве нулевого провода используют расцепители минимального и максимального напряжения, которые расширяют возможности автоматических выключателей, УЗО с функцией защиты от повышенного напряжения, стабилизаторы. Наиболее часто для защиты от аварийных режимов работы такого типа применют специальные реле напряжения.
Читайте также:
Можно ли свести к минимуму количество отказов бытовой техники и оборудования из-за нестабильного напряжения? Оказывается можно. Достаточно только в цепи нагрузок выполнить электромонтаж реле напряжения.
О распространенной неисправности проводки, когда в обоих разъемах розетки 220 В — фаза. О том, почему это происходит и чем опасно.
Низкое напряжение в сети – это проблема, характерная для домохозяйств в частном секторе. Какие действия необходимо предпринять, чтобы уменьшить просадку напряжения в электрической сети.
Есть много способов борьбы с неудовлетворительным качеством напряжения в электросети, но, наверное, самым простым является установка стабилизатора сетевого напряжения.
В статье описан простой вариант создания АВР в домашней электросети на основе специальных электронных устройств производства ООО «Евроавтоматика».
По ПУЭ установка УЗО возможна только совместно с модернизацией всей электропроводки с переходом системы TN-C на TN-C-S. А что делать несчастным обладателям квартир со старой электропроводкой? Является ли нарушением установка УЗО в этом случае?
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.
Откуда в розетке 380в при обрыве нуля — наглядно, доступно, без формул.
Наверняка у каждого из вас, хотя бы раз в жизни сгорали бытовые приборы от перенапряжения. При этом многие слышали, что подобное не редко случается из-за обрыва ноля.
Давайте наглядно без формул, векторных диаграмм, смещений нулевых точек и т.п., с точки зрения обывателя попытаемся разобраться, каким же образом напряжение 380в, вместо привычных 220в, может оказаться в ваших розетках.
Ведь действительно возникает логичный вопрос, как это так, оборвался или отгорел один из проводов, а напряжение ни то что не пропадает, а становится даже больше.
Понимание этого процесса будет полезно каждому потребителю, дабы потом не возникало вопросов, зачем электрики пытаются «всунуть» в электрощиток, непонятные реле, стоимостью несколько тысяч рублей.
Чтобы доступно разобраться в сути этого явления, давайте вспомним разницу между последовательной и параллельной схемой подключения электроприемников.
При параллельном подключении, фазный и нулевой проводники одновременно приходят ко всем потребителям в цепи. Нарисуем такую схемку, где этими потребителями будут обыкновенные лампочки накаливания.
На входе напряжение составляет 220в. При таком подключении, на каждой лампочке напряжение будет одинаковым, и при достаточном сечении проводников и малой нагрузке, не будет сильно отличаться от вводного.
При этом отключение или включение каждой лампочки по очередности, не сильно скажется на его значениях. Именно по такой схеме и подключены все розетки в ваших квартирах.
Однако если напряжение будет одинаковым, ток в цепи будет разным. Общее его значение складывается из суммы токов проходящих через лампочку №1 и №2.
Вы можете включать и более мощные приборы (лампы 200Вт, чайник), и все будет прекрасно работать.
Схема последовательного подключения несет в себе уже существенные изменения. Здесь питающий проводник (это может быть фаза или ноль), сначала приходит на первую лампочку, а далее от нее уходит на следующую.
Только после этого он возвращается на вводной автомат или в общую сеть.
Не важно количество токоприемников, их может быть 2,3,4 и более. Главное, чтобы они были строго подключены один после другого.
Что же изменится, если вы включите последовательно две лампы по 100Вт? А случится то, что напряжение на них упадет примерно в два раза.
При этом общее вводное напряжение будет складываться из суммы падений напряжений на лампе №1 и лампе №2. То есть, 110в на одной и 110в на другой. Кстати, такой казалось бы недостаток, можно очень хитро использовать несколькими способами. 
Напомню, что в параллельной схеме, U везде было одинаковым, не важно в какой точке. Здесь же одинаковым будет ток, при том в любой части электрической цепи I=I1=I2.
Однако такая ситуация с равномерным падением напряжения, будет наблюдаться только в том случае, если все эл.приемники будут одинаковой мощности. Стоит вместо одной 100Вт лампы вкрутить 200 ваттную, и вы сразу же увидите разницу.
На лампочке 100Вт будет напряжение 146В и она будет гореть довольно ярко. В то же время более мощная 200 ваттная будет еле светиться.
Связано это с тем, что падение напряжения напрямую зависит от сопротивления потребителя. На более мощных приборах сопротивление маленькое.
Вот примерные данные по стандартным лампочкам, предназначенным для работы в сети 220В:
Последствия обрыва нулевого провода бытовой электросети 220 вольт
Обычно ответ на вопрос, что же случится при обрыве «фазного» рабочего проводника вашей электросети, затруднений ни у кого не вызывает – при этом, наверное, всем понятно, что в квартире будет полное отсутствие напряжения, и любой электроприбор в такой квартире работать не будет.
Так, что же будет при обрыве «нуля»?
А вот на вопрос, что же случится при обрыве «нулевого» рабочего проводника вашей бытовой электросети – однозначного ответа нет!
Здесь в первую очередь необходимо определиться, про какой «нулевой» проводник мы ведем речь? Когда это магистральный «нулевой» проводник (стояк), проложенный в подъезде многоквартирного жилого дома на несколько квартир, с помощью которого обеспечивается питание всех входных электрощитов этих квартир – то это одна сторона медали. Совсем же иное дело, когда «нулевой» провод идет отдельно лишь к входному электрощиту вашего жилища. Рассмотрим данные случаи более подробно, ибо разница в последствиях при обрыве нулевого проводника для каждого случая – существенна.
Обрыв магистрального «нулевого» проводника для нескольких квартир.
При таком обрыве нулевого (N) проводника на стояке к нескольким квартирам, напряжение в электросети вашей квартиры не исчезнет полностью, а только электросети данных квартир, потеряв свою нейтраль – объединятся в «звезду». Данная ситуация на первый взгляд ничего противоестественного для нас не несет, но в принципе, является достаточно опасной.
Здесь опасность состоит в том, что сеть, потерявшая свою нейтраль, может приобретать самый различный – меняющийся потенциал, потому что не имеет надежного соединения с землей, где потенциал всегда нулевой. Соотношение напряжения и нагрузки в такой сети без «нейтрали» следующее: «чем меньшая нагрузка от потребителей в данной электросети, тем большее в ней напряжение».
К примеру, когда в одной из квартир одновременно работает стиральная машина, обогреватели и еще некоторые мощные потребители электроэнергии, а в вашей квартире, расположенной рядом – в это время работает лишь телевизор и настольная лампа (люди отдыхают), то в случае обрыва «0» на стояке к этим квартирам, в вашей квартире, напряжение существенно возрастет. Оно может даже сравнится с линейным напряжением трехфазной сети, и в этом случае составит 380В!
Во избежание подобной и достаточно опасной ситуации в вашей квартире, соревноваться с соседями, у кого больше электропотребителей будет включено в сеть не обязательно. Просто, установите к себе во входной электрощиток, индивидуальный ограничитель перенапряжения, который в случае появления напряжения в вашей электросети, которое существенно превышает номинальные для нее значения – мгновенно отключит вашу квартиру от энергопитания.
Обрыв индивидуального нулевого вводного провода электросети.
Здесь в сравнении со случаем обрыва нулевого магистрального проводника, описанного выше – опасность совсем другая.
Электроприборы в такой электросети работать не будут, ибо напряжения в ней пропадет совсем. Однако, хотя «нуля» в вашей электросети нет, но «фаза» по прежнему остается, и она будет даже в разъемах розеток – где ранее был «нуль». Такое положение связано с тем, что потеря напряжения на любой нагрузке, к примеру, на электролампочке – равняется нулю, и «фаза» со своим напряжением спокойно переходит в бывший «нулевой провод» – давая там потенциал в 220В.
В любой квартире, как правило, всегда имеются потребители, которые постоянно включены в электросеть, поэтому возникшая аномалия с напряжением в 220В и на нулевом проводнике – будет по всей квартире.
Появление фазы в нулевом проводнике квартиры – всегда опасно для ее жильцов. Если же у вас в квартире имеются устройства, корпуса которых заземлены на рабочий «0» сети, то избежать вам поражения электрическим током попросту не удастся.
Перенапряжение в электросети квартиры — чревато неприятными последствиями
Подводя небольшой итог, разобранных нами ситуаций с обрывом нулевого провода в вашей, бытовой электросети напряжением 220В видим, что это ведет к достаточно разным и опасным в своей сути ситуациям, как для техники, так и для людей.
Обрыв «нулевого» магистрального провода электросети – это в первую очередь риск выхода из строя вашей бытовой техники, вследствие перенапряжения, которое может достигать даже 380В. Обрыв же индивидуально идущего к квартире нуля, это полное отсутствие напряжения в электросети вашей квартиры с появлением во всех розетках вместо нуля – «второй фазы». А это уже – чревато возможностью поражения электрическим током жильцов квартиры.
Обрыв нулевого провода: последствия и защита
В трехрисфазных электросетях, широко распространенных в России, чаще всего нагрузка подключается «звездой», то есть с применением нулевого провода. В такой цепи напряжение между фазой и «нулем» составляет около 220В, а между фазами — около 380В.
Плохой контакт, или ошибка электрика, могут привести к опасной ситуации, которую называют «обрыв нулевого провода». Надо понимать, что собственно обрыв провода не вызывает поломки нагрузки, но вызывает изменение напряжения в сети. Так, если на щитке, входящем в дом, пропал контакт на нулевом проводе, и подключена равномерная нагрузка (например, трехфазный двигатель) то все будет нормально работать. Но на практике, нагрузки на фазах отличаются по номиналу. И чем больше это отличие, тем больше перекос фаз.
Дело в том, что номинал нулевого провода в доме (подъезде, цеху, или другом участке сети) сместится от фактического нуля в сторону наибольшей нагрузки (наименьшего сопротивления). Если на фазе А лампочка 40Вт, на фазе В компьютер 200 Вт, а к фазе С подключается обогреватель 3000 Вт, то напряжение в локальной сети на фазе С приблизится к нулю, на фазе А будет почти 380 В, а на фазе В — поменьше, например, 350 В. Понятно, что и для лампочки, и для компьютера это приведет к поломке. Пониженное напряжение на фазе также может привести к плачевным последствиям для подключенной нагрузки. Трехфазная нагрузка (например, электродвигатель насоса) подключенная к сети с таким перекосом, также будет повреждена.
Если обрыв нулевого провода произошел на более раннем участке сети, например, в щитовой большого цеха или поселка, то номинал подключенных нагрузок будет отличаться не так сильно, и потенциал на «нуле» будет «плавать» до тех пор, пока не приведет к поломкам и аварийному отключению сети. Кроме выхода из строя подключенных приборов, есть еще опасные моменты. Повышенное напряжение может привести к пожару! Не пытайтесь проверять сеть подключением другой нагрузки. Работайте с электрооборудованием, соблюдая правила безопасности. Помните, что на нулевом проводе может быть опасное для жизни напряжение до 220 В!
Если вы живете в квартире и пользуетесь подключением к однофазной сети, то не следует считать, что обрыв нулевого провода вас не коснется. Ваша однофазная сеть — это всего лишь участок одной из фаз большой трехфазной сети. Например, в подъезд входит три фазы, а на этаже они распределяются по квартирам. Таким образом, при обрыве нулевого провода, в некоторых квартирах будет заниженное напряжение, а в других — завышенное, что приведет, как минимум, к массовым поломкам электроприборов.
Как защититься от последствий обрыва нулевого провода? Нам необходимо отключить нагрузку при повышении напряжения между фазой и нулевым проводом (а также при понижении ниже установленного минимума). Для защиты трехфазных потребителей электроэнергии применяют трехфазные реле напряжения. Например, RN-03-02 (рис.1) отключит трехфазную нагрузку при помощи внешнего пускателя. Схема подключения на рис.2.
 Рис.1. Реле напряжения RN-03-02 |  Рис.2. Схема подключения RN-03-02 |
Реле напряжения RN-03-30(рис.3) позволяет подключить нагрузку без применения пускателя, так как имеет три встроенных исполнительных реле.
Рис.3. Реле напряжения RN-03-30
Если у вас однофазная сеть или вы подключаете к трехфазной сети только однофазные нагрузки, то можно применить однофазное реле RN-01-02, RN-01-30, RN-01-63 (см.рисунки ниже). Эти реле отличаются максимальной мощностью подключаемой нагрузки. В случае однофазных нагрузок, подключенных к трехфазной сети, понадобится три реле. Реле RN-01-02 рассчитано на ток нагрузки до 10А, более мощные нагрузки подключаются через пускатель (схема приведена на рис.7).
 Рис.4. Реле напряжения RN-01-02 |  Рис.5. Реле напряжения RN-01-30 |
 Рис.6. Реле напряжения RN-01-63 |  Рис.7. Схема подключения RN-01-02 |
Кроме повышенного или пониженного напряжения в сети, трехфазные нагрузки подвержены другим опасным аварийным факторам. Их необходимо защищать от склеивания фаз, нарушения порядка чередования фаз. От таких аварийных ситуаций защитят реле контроля фаз RKF-03-02, реле защиты электродвигателя RZD-03-02, RZD-03-30. Эти приборы обеспечит наиболее полную защиту трехфазных нагрузок. Подключаются к сети также, как и реле напряжения..
Релейные приборы защиты сети обеспечивают отключение потребителей электроэнергии при аварийном отклонении напряжения в сети и, тем самым, спасают подключенные электроприборы от поломки, а саму сеть от повреждения и возможного пожара. После устранения причины аварийного отключения, реле напряжения проверяет параметры напряжения в сети, и подключит нагрузки.
Источник: Ю. Н. Суша, ООО НПЦ «Истион-Здоровье»
Обрыв нулевого провода
| Обрыв нулевого провода |
Головная боль любого электрика — пропадание нуля. При его отсутствии все потребители окажутся без электричества. Нулевой провод появляется от средней точки обмоток высоковольтного трансформатора, соединенных в звезду. Эту точку разводят на все шкафы и щитки, а также от этой точки тянется шина заземления. Нулевой провод наиболее важен для безопасности электрооборудования. Переменное напряжение в сети имеет синусоидальную форму. Три фазы сдвинуты относительно друг друга на угол 120*. Это немного непонятно, поэтому эти кривые проилюстрированы здесь. Если измерить напряжение стандартным вольтметром, это значение между фазным проводом и нулевым будет 220 В, но это среднее значение за половину периода. Тестер не осциллограф, а только измеритель среднего. На самом деле мгновенные значения пиковых напряжений больше 220 В в квадратный корень из 2. Иными словами, 220*2^0,5=311 В. Синусоида напряжения говорит, что среднее значение напряжения 220 В, пиковое значение 311 В. Измерения ведутся относительно нулевой оси абсцисс.
Форма кривой между двумя фазами также является синусоидой. Среднее значение линейного напряжения 380 В, а пиковое 536 В.
На взгляд простого обывателя непонятно почему при пропадении нуля, напряжение в сети должно возрасти. Логика подсказывает совсем обратное — полное пропадение напряжения. И действительно, если отключить нулевой провод на вашу квартиру, то свет потухнет и ничего страшного с оборудованием не случится. Но здесь речь идет о обрыве нуля на подстанции или на распределительных поэтажных квартирных щитах. Разматывать клубок начнем с самого начала — счетчика активной энергии. На первый взгляд — стандартный прибор, но здесь есть подводный камень. В счетчике есть две обмотки — напряжения, включаемая между фазой и нулем, и тока, включаемую в разрыв фазы. Напряжение между точками А и В — 220 В, полностью падающие на обмотке напряжения.
При обрыве нуля, фаза протечет через обмотку напряжения и потечет к потребителю. Если потребитель возьмет индикатор и ткнет в розетку, то обнаружит сразу две фазы, но при этом вольтметр покажет стабильный ноль. Возможно, от данной информации у многих мозг закипит, но здесь ничего волшебного нет. Все дело в счетчике.
При обрыве фазы все более логично — нигде ничего наблюдаться не будет.
Теперь о главном. При обрыве нуля до счетчиков, которые запитывают две и более квартир возникает интересный процесс. Оба счетчика останутся соединенными по нулевому проводу, но нуля не будет. Ситуацию усугубит то, что счетчики для равномерной загрузки трансформатора запитывают разными фазами. Получится, что одна фаза от первого счетчика пройдет через обмотку напряжения и сталкнется с другой фазой от второго счетчика, также прошедшей через обмотку напряжения. Короткого замыкания не получится, т.к. две последовательно включенные обмотки напряжения, работающие при напряжении 220 В, будут запитаны от 380 В, т.е на каждую обмотку придется по 190 В. Это даже меньше заявленного, что для обмоток приемлимо. Для потребителя окажется, что на одном проводе будет потенциал в 220 В, а на втором проводе потенциал 190 В. И вроде все также неплохо, ведь на первый взгляд напряжение в квартире станет равным 220 — 190 = 30 В, но это не так. В зависимости от загрузки нолевая точка сместиться к более загруженному потребителю и он получит вместо 220 В, значительно меньше, например на 100 В меньше, т.е 120 В, а вот его сосед получит 380 — 120= 260 В. Если же один потребитель будет вообще не загружен, то он и получит в свою систему все 380 В. Это не значит, что нужно запускать все приборы чтобы не допустить перекоса. Обрыв ноля — аварийный случай и встречается редко.
Часто в литературе описывается сдвиг фаз, при котором из-за несимметричности фаз, сдвигается точка нулевого потенциала и вместо нуля на проводе будет висеть 5-10 В, относительно провода заземления. В принципе, это нормально. Невозможно подключить равномерно множество однофазных потребителей с тем, чтобы загрузка была идеально симметричной. Лично я измерял ток в заземляющем проводе от высоковольтного трансформатора к заземлителям и он составлял 4 А. Сама по себе неравномерность фаз — норма. В качестве эксперимента можно взять два трансформатора и подключить их последовательно между двумя фазами. Провод от средней точки обоих трансформаторов нужно вначале подключить к нулевому проводу. Нужно убедиться в напряжении на трансформаторах. Напряжение должно составлять 220 В. Если отключить нулевой провод и промерить напряжения на трансформаторах, то здесь и будет фокус — напряжения будут отличаться в том случае, если нагрузки на трансформаторах будут различными, или, если мощности трансформаторов будут различными, т.к. различным будет сопротивление первичных обмоток.
Результаты опыта следующие — обрыв ноля вызывает перекос фаз между всеми потребителями, смещая нулевую точку в зависимости от загрузки этих потребителей. Чем больше нагрузка, тем меньшее напряжение придет на квартиру.   Загрузка...Похожие публикации detector |
