Kurs-ufa.ru

В помощь Электрику
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему отгорает нулевой провод

Отгорание нуля, что происходит и как защититься?

Привет, друзья. Сталкивались когда-нибудь с явлением «отгорание нуля»? Если нет, то вы счастливый человек. Но знать об этом, особенно электрикам, будет полезно. Поговорим о том, почему этот таинственный ноль имеет тенденцию отгорать, что происходит при этом и какая бывает защита от отгорания нуля ? Для того чтобы понять это, немного вспомним физику.

Нашел в интернете хорошее видео по теме, коротко и ясно, если не любите читать, смотрите ниже. Итак, начнем.

Ноль, для однофазной цепи, это название проводника, который не находиться под высоким потенциалом относительно земли. Фаза, это второй проводник , она имеет высокий потенциал переменного напряжения относительно земли. В России, чаще всего, это 220-230 Вольт. Ноль при этом не проявляет тенденции к отгоранию.

Основная загвоздка — все линии электропередачи, являются трехфазными. Рассмотрим традиционную схему « звезда »:

Здесь и появляется понятие « нулевой проводник ».

В трех одинаковых нагрузках, переменный ток каждой фазы сдвинут по фазе на 1/3. В идеале, эти токи компенсируют друг друга. При такой нагрузке, в средней точке, векторная сумма токов равна нулю.

Получается, что через нулевой провод, подключенный к средней точке, ток не течет (он практически не нужен).

Незначительный ток на нулевом проводнике все же возникает. Это происходит, когда нагрузки на фазах не полностью компенсируют друг друга, тоесть разные. Прямое доказательство этому можно увидеть на практике, посмотрите на четырехжильные кабели для трехфазных цепей, нулевая жила вдвое меньшего сечения, чем фазные. Зачем тратить дефицитную медь, если тока в жиле практически нет? Имеется смысл…

При сосредоточенной нагрузке, в трехфазной цепи, ноль тоже не расположен к отгоранию.

Интересное начинается тогда, когда к трехфазной цепи начинают подключать однофазные нагрузки (многоквартирных домах, например). Каждая нагрузка представляет случайно выбранное устройство.

При использовании одной фазы из трехфазной цепи, их стараются распределить по мощности так, чтобы на каждую приходилась примерно одинаковая нагрузка.

Все понимают, что полного равенства при этом не достигнуть. Жители дома будут случайным образом включать, выключать электроприборы, поэтому нагрузка будет постоянно меняться. Полной компенсации токов в средней точке происходить не будет, но ток нулевого проводника обычно не достигает максимального значения, большего току в одной из фаз. Ситуация предсказуемая, отгорание нуля при этом бывает крайне редко.

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!

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.

Последствия при обрыве «нуля»

Последствия при обрыве нейтрального проводника могут быть совершенно разные. Все зависит от того в какой сети произошло аварийное отключение нуля: трехфазной или однофазной. Рассмотрим оба случая отдельно друг от друга.

    Трехфазная сеть. Отгорание или обрыв нейтрального проводника в трехфазной сети может привести к полному перекосу питающих фаз в результате которого на одной линии электропроводки, питающей бытовую технику и осветительные приборы может возникнуть повышенное напряжение в 380 В, а на другой понизиться вплоть до нулевой величины. Перенапряжение, а также снижение напряжения электрической сети, является опасным для любых электроприборов и электронных устройств. Предельные величины напряжения в электропроводке могут вызвать возгорание как самих проводов, так и электроприборов, что приведет к пожару в помещение.

Важно! Обрыв или отгорание «нуля» в трехфазной сети приводит к большим и непредсказуемым перепадам напряжения, в ту или другую сторону. В результате этого явления могут выйти из строя дорогостоящие бытовые приборы и электронная техника, для которых очень опасны как повышение напряжения, так и его понижение относительно нормального уровня в 220 В!

Важно! Если монтаж заземления в квартире выполнен с нарушениями, то от корпуса электроприбора можно получить удар электрическим током. При правильном заземлении бытовой техники обрыв «нуля» в однофазной сети не принесет никаких негативных последствий, кроме обесточивания помещения и отключения всей бытовой техники и осветительных приборов!

Как мы видим, при обрыве нейтрального провода в любой сети как трехфазной, так и однофазной, может возникнуть ряд негативных и опасных последствий. Что делать, чтобы исключить такое развитие событий? Конечно, выход есть! Необходима защита от отгорания «нуля» или его обрыва! Ниже мы рассмотрим все виды защиты от обрыва или отгорания «нуля» в трехфазных и однофазных сетях.

Читать еще:  Как обозначается постоянный ток на мультиметре

Нулевой проводник — что это такое и для чего он нужен

«Горит ноль», «Отгорание нуля» — все это лексикон простого обывателя. На техническом же языке или на языке электриков, отгорание нуля означает обрыв нулевого проводника N в системе TN – S, который используется в трёхфазной схеме по типу «Звезда».

Трёхфазная схема звезда, как раз и имеет три фазных проводника и один нулевой проводник. В промышленных целях, как правило, используется только три фазных проводника, а для бытового использования задействуется и четвёртый проводник, нулевой.

Вследствие этого в щиток многоквартирного дома заводится сразу четырёхжильный провод, может быть и пятижильный, если он с заземлением. Затем, уже в распределительном щитке, трёхфазная схема равномерно распределяется по подъездам, этажам и квартирам. Каждая из фаз подключается так, чтобы не разбалансировать схему.

Тем не менее, разбалансировка трёхфазной схемы электропитания все равно происходит. На каком-то стояке потребление электроэнергии выше, из-за чего и происходит так называемый дисбаланс или перекос. Вот здесь как раз и страдает тот самый нулевой проводник, который меньше сечением, чем фазный провод. Вследствие сильных перегрузок в электросети и по другим, явным причинам, происходит его отгорание в электрощите.

Трёхфазная сеть: почему происходит отгорание нуля

По большей части запитка бытовых потребителей происходит по однофазной схеме. Но частично всё же электроснабжение проводится с использованием трёхфазных кабелей. Конечно, качественная кабельная продукция характеризуется строгими техническими и проводниковыми показателями, а значит необходимостью прокладывать и эксплуатировать их по правилам, учитывая допустимые параметры нагрузки.

Что же означает фраза электрика «Отгорел ноль!»? Почему ноль намного чаще отгорает в трёхфазной сети, а не в однофазной? Каковы прогнозы? Эти и другие вопросы возникают у владельцев домов и других объектов с подобным электроснабжением. Разберемся вместе, как предупредить развитие таких ситуаций, тем самым уменьшив последствия и проблемы.

Понятие «нуля» в однофазной цепи

«Ноль» для однофазной цепи – это один из двух проводников, которые не имеет высокого потенциала относительно «земли». Второй проводник – это «фаза», который имеет высокий потенциал (220 В для бытовых сетей). Электрический ток, который проходит по фазе, всегда равен току, который идет по «нулю». Именно поэтому нет предпосылок для отгорания нуля в однофазной сети. Ко всему прочему, линия, как правило, защищена качественной и недорогой автоматикой.

Вот так это выглядит схематически:

Понятие «нуля» в трёхфазной цепи

Как многим известно, трёхфазные линии бывают двух видов относительно нагрузки к фазам. Так выделяют такие виды как: «звезда» и «треугольник». В случае подключения по типу «треугольник» ноль отсутствует чисто физически, а значит проблемы отгорание нуля — попросту нет. А вот схема «звезда» в трёхфазном подключении имеет ноль, как особый проводник. Рассмотрим подробнее.

Схема подключения «звезда» в трёхфазной цепи:

В данном случае по каждой из 3-х фаз проходит равная по значению нагрузка переменного электротока. При этом они сдвигаются по временной фазе на 120 градусов либо на 1/3 всего периода. В результате получается сумма равных, но смещенных значений векторов, которые дают суммарное нулевое значение. По сути, это идеальный случай, когда по нулевому проводу идет такой нулевой ток. А по факту, обесточенный ноль не нужен совершенно.
Реальная ситуация отличается от идеальной. Ведь нагрузки всех фаз в большинстве случаев хоть немного, но отличаются. То есть суммарный вектор не равен нулю. В результате, не происходит компенсации токов, а значит, по нулевому проводнику проходит небольшой уравнительный ток. Именно поэтому во многих кабелях с 3-мя фазами есть 4-я жила – нулевая, которая характеризуется меньшим сечением, чем сечение фазных проводников. Основания причина – экономия электротехнической меди либо алюминия. При более детальном рассмотрении становится понятно, что таких токов недостаточно, чтобы вызвать отгорания нуля. В чем же тогда причина?

Причина в том, что трёхфазная линия включает несимметричные однофазные нагрузки. И при этом, разница в величине нагрузок может быть очень значительной, что электрики характеризуют как «перекос фаз». На стадии проекта проводится работа по максимальному уравнению нагрузок на фазы, но в действительности, распределение мощностей не всегда эффективно. При включении бытовых приборов высокой мощности по одной фазе нет возможности предугадать или компенсировать нагрузку на остальные фазы. В результате, разность нагрузки присутствует.
Обращая внимание на собственный быт, разве многие из нас задавались вопросом – насколько сильно отразится на кабельных линиях нагрузка при включенных одновременно стиральной машине и электрочайнике? Сложно думать о уравнительных токах и нулевой жиле, когда об этом ничего не знаешь.

Даже в таких случаях, когда суммарное значение фазных токов не равняется нулю, экстремальных ситуаций не развивается. Ноль может отгореть очень редко.

Отгорание нуля – когда происходит

Когда же происходит это пресловутое отгорание? И стоит ли об этом говорить? И вот здесь есть одно небольшое «но». Еще с 90-х годов в наш обиход прочно вошло такое понятие, как импульсный блок питания, который используют в целях экономии электроэнергии. Его применяют везде – компьютерах, различной бытовой технике. При этом, в таких блоках питания ток проходит только лишь в одной трети от полного одного полупериода. В результате, в трёхфазных сетях начинают протекать никак не скомпенсированные токи, которые идут без всякого контроля в нулевой провод. По «нулю» идут токи разных фаз от ассиметричной нагрузки. При суммировании этих данных, выходит, что ток нуля может соответствовать значению, близком или превышающему номинальное фазное значение. А вот это как раз чревато тем самым отгоранием нуля.

Читать еще:  Как померить силу тока мультиметром

Что спасет ситуацию? Конечно, это хорошая защитная автоматика. Главное, чересчур не экономить и не покупать трёхфазный автомат без нулевой клеммы. Ведь по сути по каждой фазе проходит электрический ток в пределах номинала и автомат продолжает защищать фазы, а вот ноль остается не у дел.
Еще одна причина, в результате которой может произойти отгорание нуля, это обрыв одной из фаз при наличии больших нагрузок. В данном случае, суммарное значение токов двух фаз будет намного больше допустимого.

Важно помнить, что не стоит ставить отдельный автомат на нулевой кабель, так как это реально опасно. При отключении провода уравнительные токи будут искать выход через провода фазы. И в этом случае результат всегда предсказуем и опасен. Лучшее решение – работа со специалистами еще на этапе проектных работ, а также покупка кабельной продукции хорошего качества с соответствующими эксплуатационными характеристиками.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Телефоны аварийной службы в квитанции, пример

Единый номер горячей линии ПАО “МРСК Юга” – Ростовэнерго” –
8 800-100-70-60
для жителей Ростова-на-Дону и Ростовской области.

Если Вы в другом городе, действовать нужно аналогично – искать специалиста через интернет, газеты, вызывать аварийку. Впрочем, аварийная служба поможет бесплатно, только если проблема до входа в квартиру. Остальное – за отдельную плату.

Когда будете звонить, попробуйте “раскрутить” электрика на откровенный разговор – по моей практике, почти половина случаев решаема по телефону.

Ещё совет – если вызвали специалиста, но через некоторое время проблема каким-то образом ушла, потрудитесь позвонить ещё раз и сообщить, чтобы он не ехал. У меня много раз было, когда я приезжал по вызову, а всё уже работает. И по любому электрик без денег не уедет)

Дом отличается от квартиры двумя вещами – отсутствием подъезда с соседями и возможностью просмотреть свои провода от столба до счетчика. С соседями в принципе то же, только идти до них дальше. А провода свои можно осмотреть на предмет обрыва или искрения.

В итоге статьи можно сказать: “Граждане, не занимайтесь самолечением!”

Как всегда, жду в комментариях конструктивной критики. Может, я чего-то пропустил?

Почему отгорает нулевой провод

Sookie (416style), flickr.com CC BY

Ветреным и дождливым вечером особенно приятно сидеть в квартире, ничего не делая и наслаждаясь теплом и уютом. К сожалению, эта идиллия иногда неожиданно прерывается – лампочки внезапно раскаляются до невыносимой белизны, холодильник гудит и трясется, а телевизор показывает черный экран, да еще с дымком. В электрической сети резко повысилось напряжение! Почему такое происходит и как с этим бороться?

Первое, что приходит в голову – ошибка электрика. Но зажимы фазных и нулевого проводов по внешнему виду, цвету проводов, способу крепления здорово отличаются друг от друга, и перепутать их профессиональный электрик может разве что в бессознательном состоянии. Более вероятной причиной появления в квартире 380 вольт является обрыв нулевого провода. На профессиональном жаргоне это называется отгоранием нуля.

Почему отгорает ноль?

В последнее время такие ситуации происходят все чаще. Это связано как с общим износом электрических сетей, так и с техническими решениями, применявшимися при массовом строительстве домов в 50-70 годы ХХ века. При использовании трехфазной сети все квартиры в доме разбивались на три группы, присоединенные к трем разным фазам.

Тогда мало кто мог представить какую-нибудь электрическую нагрузку в квартире, кроме лампочек освещения и пары маломощных электрических приборов. Нагрузка в многоквартирном доме была практически полностью активной, линейной и симметричной. При этом токи в фазных проводах компенсировали друг друга, а ток в нулевом проводе был сравнительно небольшим. Это привело к очевидному решению – нечего на столь мало работающий провод тратить много материала. Нулевой провод решили делать тоньше фазных.

Современная жизнь внесла значительные коррективы. Не редки ситуации, когда в одной квартире установлены пара лампочек и телевизор, а в соседней – электрические теплые полы, электрический котел, несколько кондиционеров и джакузи. Кроме того, почти вся современная техника имеет импульсные блоки питания, сильно искажающие форму тока в сети. Нагрузка в домах перестала быть симметричной и линейной – компенсации фазных токов не происходит. Подчас ток в нулевом проводе даже больше токов в фазных проводах. Естественно, что более тонкий провод перегревается и не выдерживает.

Почему происходит перенапряжение?

Надо сказать, что при обрыве нуля «везет» далеко не всему дому. Перенапряжение может произойти только на одной или двух фазах. Остальным повезло и на этот раз без кавычек. Проще всего это понять на примере дома из трех квартир.

Каждая квартира питается от своей отдельной фазы А, В или С и нулевого провода N. Напряжение между фазой и нулем 220 вольт – это именно то напряжение, которое нужно в квартире. Напряжение между любыми двумя фазными проводами – 380 вольт. Это неотъемлемое свойство трехфазной электрической сети переменного тока. Такое напряжение в квартире совершенно не требуется, и в исправной сети оно туда и не попадает.

Представим, что в квартире 3 все потребители выключены – это позволит временно исключить ее из рассмотрения вместе с питающей ее фазой С.

И вот в такой ситуации нулевой провод на питающей линии обрывается. Очевидно, что обе квартиры становятся подключенными последовательно, но между двумя фазными проводами. А напряжение между фазами — те самые 380 вольт!

Читать еще:  Мультитестеры как пользоваться

Если представить всех потребителей в квартирах в виде двух сопротивлений, то получится классический делитель напряжения.

Обе квартиры поделят 380 вольт между собой, но отнюдь не по-братски. Напряжения распределятся обратно пропорционально мощности электрических приборов. Чем больше электроприборов включено в одной квартире по сравнению с другой, тем ниже в ней будет напряжение.

Если в одной квартире включена одна лампочка на 40 Вт, а в другой — один электрический котел на 3 кВт, то лампочка получит 375 вольт, а котел — оставшиеся 5 вольт.

Естественно, что лампочка мгновенно перегорит и обесточит последовательную цепочку потребителей. В данном случае лампочка будет играть роль предохранителя для электрического котла. И это — самый благоприятный вариант.

В реальности в каждой квартире включено множество потребителей. И с точки зрения электротехники включены они параллельно. Поэтому выход из строя одного прибора не спасет остальные. Более того, выход из строя каждого прибора будет уменьшать общую нагрузку в квартире, и увеличивать приходящееся на нее напряжение, выводя из строя все новые и новые приборы.

А если сложнее? Углубимся в теорию.

Если потребители имеются во всех трех квартирах, то ситуация сложнее. В этом случае для понимания придется углубиться в теоретические основы электротехники. Но совсем немного – вы увидите, что такой путь даже проще и нагляднее, чем рисунки с квартирами.

Три напряжения в трехфазной сети имеют одинаковую частоту 50 Гц, равны по амплитуде и различаются по фазе (сдвигу колебаний друг относительно друга) на 120 градусов.

Такие напряжения принято условно отображать в виде векторной диаграммы. Каждое напряжение выражается отрезком, длина которого пропорциональна величине напряжения, а угол поворота относительно вертикали равен фазе.

При соединении потребителей звездой – каждая квартира между фазой и нулем — напряжения изображают выходящими из одной центральной точки. Это точка нулевого потенциала, она соответствует нулевому проводу. Концы векторов соответствуют фазным проводам.

Векторы эти непрерывно крутятся вокруг нейтральной точки, делая 50 оборотов в секунду, так как частота переменного тока 50 герц. Но взаимное расположение остается неизменным, что и позволяет рассматривать их условно неподвижными.

Напряжения между фазными проводами можно найти геометрически по теореме Пифагора. Эти напряжения называются линейными, они равны фазному напряжению, умноженному на квадратный корень из 3.

Нетрудно подсчитать, что для фазного напряжения 220 вольт линейное равно 380 вольтам. Подаваемое в квартиру напряжение 220 вольт зафиксировано между фазным и нулевым проводом. Если нагрузка в трех квартирах одинакова, то токи в фазных проводах одинаковы и компенсируют друг друга.

Нулевой провод вступает в игру лишь при разбалансе мощностей по фазам. В этом случае он необходим для отвода имеющейся разницы фазных токов. Если нулевой провод обрывается, то напряжения на фазах распределяются таким образом, чтобы фазные токи могли компенсировать друг друга сами. Фазы начинают напоминать крыловских лебедя, рака и щуку, тянущих точку нулевого потенциала каждый на себя.

Потенциал точки соединения потребителей (остаток нулевого провода) перестает фиксироваться и уходит в сторону от точки нулевого потенциала.

В зависимости от усилий животных (мощности на фазах) изменяется и фазное напряжение — от 0 до 380 вольт. Только в данном случае проигравший получает больше и его это не радует. Перенапряжение может происходить на одной или двух фазах из трех, это очевидно из рисунка.

Что делать, если в сети 380 вольт?

Если в электрической сети внезапно повысилось напряжение, то раздумывать нечего. Чем скорее вы выключите электрические приборы, тем больше шансов сохранить их в работоспособном состоянии. Обратите внимание, что у современных электронных приборов нужно именно физически вытащить шнур питания из розетки. Дело в том, что даже в выключенном состоянии часть схемы остается под напряжением, чтобы обеспечить возможность включения от кнопок управления или пульта. Конечно, выключать приборы по отдельности долго, лучше выключать сразу все в квартирном электрическом щитке.

Иногда встречаются советы при перенапряжении быстрее включить мощную технику – электрический чайник, обогреватель, утюг. Смысла в этом никакого нет. Во-первых, неизвестно какая нагрузка включена на других фазах поврежденного участка. Очень может быть, что конкурировать вы будете с десятком квартир и максимум, чего добьетесь – снизите напряжение на 5-10 вольт. А телевизору абсолютно безразлично, от какого напряжения сгореть – 350 или 340 вольт. Во-вторых, время, затрачиваемое на включение чайника, а тем более – поиски утюга, гораздо больше, чем на щелчок автоматических выключателей. Поэтому самым правильным будет отключение в квартирном щитке. Это быстрее и намного надежнее.

После отключения электроприборов лучше всего скооперироваться с соседями и вызвать электрика управляющей компании или аварийную бригаду. Работы по устранению таких аварий производятся бесплатно, за счет платежей на содержание и текущий ремонт общего имущества в многоквартирном доме или платежей за электроэнергию (в зависимости от места повреждения).

Самостоятельно исправлять повреждения даже в этажном щитке, а тем более – в вводно-распределительном устройстве многоквартирного дома или воздушной линии электропередач смертельно опасно.

Тут-тук, я переменный ток! Есть кто дома?

Ситуация с повышением напряжения может возникнуть и тогда, когда дома никого нет. А постоянно работающего оборудования в современных квартирах более чем достаточно – холодильники, кондиционеры, водонагреватели, работающие в дежурном режиме телевизоры и музыкальные центры, компьютерная техника. Здесь нужно надеяться только на автоматику. Для защиты в квартирном щитке устанавливается специальное устройство – реле защиты от перенапряжения.

При выходе напряжения за допустимые пределы реле отключит подачу электроэнергии в квартиру, а при восстановлении нормальных значений – автоматически подключит снова. Стоимость такого устройства 1200-3000 рублей в зависимости от мощности и сервисных функций.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector