Отгорание нуля в однофазной сети

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.

Почему происходит отгорание нуля?

Сегодня мы регулярно пользуемся большим количеством электрических приборов, большинство из них это импульсные источники питания. Это телевизоры, радиоприемники, компьютеры итд. Характер потребления тока этими приборами сильно отличается от прежних.

В цепи, возникают дополнительные импульсные токи, которые не компенсируются в средней точке. Прибавляем к ним некомпенсированные, вызванные разностью однофазных нагрузок и получаем ток, близкий к самому большому току одной из фаз, или даже превышающий его.

Вот мы и пришли к благоприятным условиям для отгорания нуля. Чаще всего отгорание происходит в слабых местах, где: поврежден провод, занижено сечение кабеля, плохой контакт.

С каждым днем в обиходе появляется все больше электроприборов, соответственно ситуация ухудшается. Поэтому при монтаже электропроводки, необходимо учитывать высокую вероятность отгорания нулевого проводника. Пренебрегать этим не стоит.

Что происходит при отгорании нуля?

В лучшем случае погаснет свет, перестанут работать розетки. О плохом писать не хочется, думаю, понимаете, что перегрузка приводит к нагреву провода, плавке, пробою изоляции итп.

Кроме того, при отгорании нуля, в цепи могут происходить серьезные скачки напряжения. На фазе, где было повышенное потребление, напряжение падает практически до нуля. В то же время, на фазе где потребление было меньше всего, оно вырастает до 380 Вольт. Чувствуете чем пахнет?

Подобное явление может вывести из строя вашу технику !

Что делать, спросите вы? Существует защита.

Как и где искать обрыв нуля

Для начала нужно произвести осмотр всех подключений в электрическом щитке. Именно там, чаще всего, и происходит обрыв нуля. Как правило, ноль греется и отгорает, кстати, происходить это может также по причине перекоса фаз на самой подстанции.

При этом важно понимать, что если обрыв нуля произошёл в электрощитке, который расположен в подъезде, то это проблема организаций, которые поставляют электроэнергию (РЭС). Залазить с плоскогубцами в щиток, по крайней мере, незаконно, а также весьма опасно для жизни.

Поэтому данным вопросом должны заниматься только специальные службы с квалифицированными электриками в штате.

Принцип включения и виды повреждений нуля

Многоквартирные дома и частный сектор в совокупной привязке подсоединены к трехфазной сети от подстанции. Все фазы питания от 380V источника, при распределении подсоединяют по схеме «звезда» – на выходе 3 однофазные линии с напряжением 220V. Итоговый провод в жилых помещениях представлен 2 контактами – фазой и нулем.

В зависимости от места обрыва можно выделить такие виды нарушений электросети:

1. Обрыв провода на источнике питания 380В – приводит к отключению электричества по всем линиям.
2. Повреждение контакта перед распределением по «звезде» или на ней – смещение напряжения в линиях (пример – 154/285/224).
3. Отсутствие нулевого контакта после распределения системы по принципу «звезда» – отключение всех источников в помещении или отдельной части системы.

Перекос напряжения на потребителях, выделенных по принципу «звезда», может происходить также при коротком замыкании одного из контактов или перенапряжении отдельной линии.

Возможные последствия отключения массы

При отключении нулевой линии у потребителя могут просто не работать электрические приборы – нет контакта, нет тока. При перекосе напряжения в идеальной сети, без использования защитного оборудования или его несрабатывания, возможно повреждение устройств, включенных в сеть, или их нестабильная работа. В зависимости от изменения параметров напряжения и тока в розетке приборы бытового применения могут реагировать по-разному.

Распространенные причины обрывов:

1. Отгорание нулевого контакта при внезапном скачке нагрузки в электросети или коротком замыкании (козе).
2. Ослабление контакта в месте соединения проводов – скрутки, клеммы, розетки, другое.
3. Окислы в месте соединения проводников из разного материала в старой электропроводке.
4. Механические повреждения – хищение кабеля, обрыв при ремонте или ветре.

Самые распространенные и дорогие потребители электротока оборудованы встроенной защитой (предохранителем). Такие части принципиального устройства прибора способны отсоединить от электропитания при слабости нагрузки или пресечь прохождение тока большой мощности. Если такого дополнения нет, то есть риск полного «сгорания» приборов. Но, при подключении, перед счетчиком устанавливают автоматические защитные реле или предохранители.

Когда обрыв контактного проводника массы происходит в однофазной сети – в пределах квартиры, то электрический ток не может нанести серьезного вреда. При перегорании нуля происходит простое отключение подсоединенного прибора – лампочки, компьютера или холодильника. Для возобновления работоспособности бытовой техники и других электроприборов требуется восстановить поврежденный контакт или переподсоединить к рабочему источнику с нулем.

При выполнении ремонтных работ в электрической сети обязательно отключать источник, в другом случае есть риски пострадать от электричества. В квартире или доме это автоматы на счетчике.

Опасность для человека и признаки повреждения

Если в сети происходит смещение напряжения, а в приборах, подключенных к сети, нет заземления – существует опасность поражения электротоком от корпуса. Но, определить риски можно только по косвенным признакам обрыва контактной линии массы. Самые явные можно заметить на глаз – мерцание освещения в доме или искрение розеток при включении штепселей.

Также на аварийные изменения напряжения могут указывать:

• шум от счетчика;
• беспричинное срабатывание реле;
• автоматическое отключение приборов с защитой;
• нагрев выключателей и розеток.

Если обрыв произошел внутри помещения или на входе автоматов электрического счетчика, обнаружить повреждение возможно, используя электромагнитный тестер или визуально. При повреждении контактов вне помещения – подъезд или ранее по линии, надо обязательно обращаться в службу ЖКХ или в РЭС. Электрики, которые будут направлены по вызову, сами определят место повреждения и восстановят контакт.

Причины возникновения обрыва нуля

Причин достаточно много – это обрыв нейтрали на подстанции, в домовых и подъездных щитах, неопытность электриков, отсутствие обслуживания электросетей и далее. Основной причиной обрыва нейтрали – это некачественное крепление провода.

При слабом креплении нейтрали провод нагревается, окисляется (что увеличивает сопротивление перехода нейтраль – корпус) и перегорает. Также возможно обгорание нейтрали при использовании больших номиналов предохранителей.

Нередко обрывается нейтраль при сильных порывах ветра, обледенений, ремонтных работах и т. д. Как видно имеется масса причин обрыва нейтрали. Чтобы избежать последствий от этой неисправности нужно выбрать правильный вариант защиты.

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!

Как защититься от отгорания нуля

Здесь все очень просто и современные устройства позволяют надёжно защититься от отгорания нуля. Например, отличным защитником от резкого скачка напряжения в электросети, является реле контроля напряжения. Такое реле «пропускает» через себя напряжение, и если оно не отвечает заданным значениям (становится сильно большим, например), то реле автоматически отключает подачу напряжения. К тому же, сегодня у многих стоят нормализаторы и стабилизаторы напряжения, которые также умеют инспектировать резкий скачок напряжения в электросети, и, в случае чего, принимать меры по обесточиванию электропотребителей.

При этом важной характеристикой любого реле напряжения является время срабатывания. Чем меньше будет время срабатывания реле, тем лучше. Многие реле защиты имеют скорость срабатывания в 1 секунду, но это очень много, и аппаратура все равно может выйти из строя. Рекомендуется выбирать реле со скоростью срабатывания не более 0,2 секунд, в таком случае бытовая техника всегда будет под надёжной защитой.