Контроль обрыва нулевого провода: 5 способов защиты от обрыва нуля: двухфазные, трехфазные системы

5 способов защиты от обрыва нуля: двухфазные, трехфазные системы

Всем известно, что ток в электрической сети течет по замкнутому контуру, питая при этом разнообразную бытовую технику и промышленное оборудование. Сеть подачи электроэнергии в частные дома, квартиры и дачи является одним из направлений распределения электричества в глобальной системе энергоснабжения разнообразных объектов. Все это говорит о том, что для питания бытовых электроприборов необходимы как минимум два электрических проводника, которые создадут замкнутую цепь электропитания домашней техники.

Эти проводники называются фазным (L) и рабочим нулевым (N). «Ноль» не опасен для человека при прикосновении к нему, так как на нем отсутствует напряжение сети. Но это не значит, что через него не протекает электрический ток. В идеальном случае, в однофазной сети, величина тока, проходящего через фазный проводник полностью совпадает со значением этого параметра, протекающего через нейтральный провод. В этой статье мы рассмотрим вопрос, причины обрывы или обгорания нулевого проводника, что происходит в случае такой аварийной ситуации, последствия этой аварии и какая защита от обрыва «нуля» способна исключить такое негативное явление.

Внимание! Обгорание нейтрального проводника в трехфазной магистральной линии электроснабжения способен вызвать изменение величины напряжения от минимального до максимального значения в 380 В, а обрыв «нуля» внутренней электропроводки обесточит сеть с появлением фазы на нулевом контакте розетки.

Причины обрыва нулевого проводника

Обрыв или обгорание нейтрального рабочего проводника часто происходит в домах старой постройки, где электрическая сеть была спроектирована на низкую нагрузку не более 2 кВт на отдельную квартиру или дом. В современных условиях насыщенность объектов недвижимости мощной бытовой техникой объектов недвижимости резко увеличилась и электрическая проводка часто не выдерживает таких нагрузок. Где тонко, там и рвется! Чаще всего обгорание «нуля» происходит в месте соединения N-проводника с нулевой шиной в распределительном квартирном щите, но такая авария может произойти и в другом месте, например, на подстанции или в силовом трансформаторе.

Следует различать обрыв нулевого проводника в трехфазной и однофазной сетях. Однофазная электрическая проводка предназначена для энергоснабжения квартир и частных домов непосредственно внутри помещения. До распределительного щита, чаще всего, электроэнергия подается по трехфазной схеме и только в нем происходит разделение на однофазные линии питания. Для дачных поселков, как правило, используется однофазная магистральная линия доставки электроэнергии до потребителя от силового трансформатора. Все эти нюансы влияют на последствия, которые происходят после обрыва или обгорания «нуля».

Как и в однофазной, так и в трехфазной сети может произойти обрыв нейтрального проводника, но последствия будут разные. В любом случае причиной обрыва «нуля» может быть либо перегрузка, либо некачественный монтаж проводки или другие причины: коррозия, механическое повреждение нулевой жилы и так далее. В однофазных сетях «ноль» не склонен к обгоранию, но обрыв может произойти по другим причинам. Трехфазная сеть в большей степени склонна к обгоранию нулевого проводника. Ниже мы рассмотрим вопрос, почему происходит отгорание «нуля» в трехфазной сети.

Внимание! Нейтральный проводник отгорает, как правило, при его плохом контакте с другими элементами сети. Поэтому необходимо уделять особое внимание монтажу нулевой жилы при различных переходах как в распределительном щите, так и в монтажных коробках.

Обрыв нулевого проводника в трехфазной сети

В однофазной электрической сети «нулем» является тот проводник, на котором отсутствует напряжение сети, но ток через него при подключенной нагрузке равен току через фазный провод. В случае трехфазной сети все совершенно по-другому! Главная загвоздка в том, что все сети электропередач построены по трехфазной системе и подключение потребителей выполняется по традиционной схеме «звезда». Вот здесь то и появляется термин «нулевой проводник»! Если нагрузка на каждую фазу одинаковая, то токи всех отдельных фаз компенсируются, так как они сдвинуты на 1/3 по отношению друг к другу. В этом случае, через нейтральный проводник, подключенный к средней точки «звезды», ток не течет и обгореть он не может.

Но это только в идеале! Даже в одной квартире к разным фазам могут быть подключены различные нагрузки, что уж говорить о многоквартирном доме. Невозможно предсказать, какую нагрузку может подключить к сети каждый из потребителей. Один включит одну люстру, запитанную от одной фазы, а следующий подключит несколько электроприборов, сидящих на другой фазе. Все это приводит к колебанию мощности нагрузок, поэтому в определенный момент одна из фаз будет сильно перегружена при отсутствии тока в других фазных проводниках. При таком раскладе в нулевом проводнике возникнет сильный ток, уравнивающий систему, что может привести к обгоранию нуля. Чтобы этого не произошло необходима защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети.

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.

  1. 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!

  2. Однофазная сеть. Совершенно другая картина возникает при обрыве «нуля» в однофазной сети, которая заводится в квартиры и дома от распределительного щита. Каждая линия питания группы осветительных приборов и бытовой техники состоит из двух проводников: «нуля» и фазы. К тому же в большинстве современных многоэтажных домах кабель электропроводки имеет третью жилу для подключения к электроприборам защитного заземления, чего нет в старых постройках. При обрыве «нуля» в однофазной сети на нулевом проводе появляется опасное для человека напряжение 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.

Защита от обгорания или обрыва нуля

Итак, обрыв и отгорание нейтрального проводника является очень опасным и довольно частым происшествием. Есть ли необходимость в защите электросети от этого негативного явления? Конечно же, есть! Защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети позволит вам сохранить свою дорогостоящую бытовую технику в рабочем состоянии. Защита от обрыва «нуля» в однофазной сети обеспечит вашу личную безопасность. Все эти виды обеспечения безопасности человека и бытовых электроприборов от последствий, возникающих при обрыве нейтрального проводника, выполняются с использованием специального оборудования и приемов электромонтажа, которые мы рассмотрим ниже.

  1. Реле максимального и минимального напряжения. Это основное устройство, которое следует использовать для защиты электросетей от обгорания или обрыва нулевого проводника. Применяется на всех типах недвижности. Промышленность изготавливает модели реле напряжения как для однофазных, так и трехфазных сетей. Принцип действия устройства заключается в разрыве цени электроснабжения при отклонении величины напряжения в сети сверх установленных значений.
  2. УЗИП — ограничитель перенапряжения. Это устройство для защиты и отключения оборудования при перенапряжении в электропроводке, возникающего вследствие обрыва или отгорания «нуля», удара молнии и по некоторым другим причинам. В основном используется в частных домовладениях. Принцип работы устройства заключен в увеличении собственного внутреннего сопротивления электротоку при больших перепадах напряжения.
  3. Устройство защитного отключения (УЗО). Такой модуль, имеющий сокращенное название УЗО, способен создать эффективную защиту для человека от удара электрическим током при обрыве нейтрального проводника в однофазных линиях. УЗО мгновенно обесточит сеть при попадании фазы на нулевой провод в том случае, если заземление бытовых приборов выполнено с нарушением ПУЭ (правил устройства электроустановок).
  4. Дифференциальный автомат с расширенными функциями. Дифавтомат — это защитное модульное устройство, позволяющее одновременно отключать фазу и нейтральный провод при возникновении любых аварийных ситуаций. Этот модуль совмещает в своей конструкции автоматический выключатель при КЗ (коротком замыкании) в нагрузке и защитное устройство (УЗО). При обгорании «нуля» в магистральных сетях с тремя фазами и обрыве нулевого провода в однофазных линиях он способен защитить электрические приборы и другую технику от выхода из строя, а человека от удара электротоком.
  5. Многократное повторное заземление. Этот технологический прием способен защитить бытовые приборы и человека от последствий обрыва и обгорания «нуля», но он сложен в исполнении, решает ограниченный спектр задач и применяют его в основном специалисты энергоснабжающих организаций на магистральных линиях электропередач.

Где купить устройства защиты

Максимально быстро закрыть вопрос можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Заключение

Полностью застраховать себя от проблем, возникающих в процессе эксплуатации электрических сетей, никто не в состоянии. Даже если электрическая проводка в частном доме, квартире или на даче выполнена с соблюдением всех правил и норм, нейтральный проводник может оборваться или обгореть по независящим от вас причинам. Поэтому заранее позаботьтесь о защите своей бытовой техники и собственной жизни от последствий, которые могут возникнуть вследствие обрыва «нуля»!

Видео по теме

что это, почему происходит и какие способы защиты есть

Что такое ноль, фазное и линейное напряжение?

Электроэнергия подаётся к потребителю по линейным кабелям. Нулевой проводник (нейтраль) используется в электросети для возврата тока от потребителя обратно к генерирующей станции. Нейтраль в нормальном состоянии выступает в роли защиты и не имеет напряжения.

От генераторной станции электроэнергия передаётся потребителю по трёхфазной сети. Она состоит из трёх проводников с рабочим напряжением, а также нулевого и заземляющего проводников. Пара рабочих проводников имеют между собой напряжение 380 В, которое называют линейным. Рабочий проводник и ноль в паре имеют напряжение 220 В – фазное.

При помощи ноля также происходит саморегулирование нагрузки в трёхфазной сети. При неравномерной нагрузке на фазах излишек тока сбрасывается на нейтраль и система автоматически уравновешивается.

К чему приводит обрыв нулевого провода, какие виды обрыва бывают?

Если нулевой проводник выступает в роли защиты, почему же его обрыв опасен? Для ответа на этот вопрос рассмотрим ситуацию обрыва в трёхфазной и однофазной сетях.

Обрыв нуля в трехфазной сети

Трёхфазная сеть построена таким образом, что электрический ток идёт по рабочему проводнику к потребителю и уходит в нейтраль. Напряжение в нормальной ситуации между ними 220 В. В случае, когда ноль отключен, потребители будут подключены по схеме «звезда без нулевой магистрали». Это значит, что каждый потребитель получит не фазное стабильное напряжение в 220 В, а «гуляющее» от 0 до 380 В линейное. Это происходит из-за перекоса фаз, т.е. неравномерной нагрузки на разных фазах.

Как пример, возьмём три квартиры, которые подключены к разным фазам. Жильцы первой квартиры находятся дома и используют стиральную машину, электрическую печь и другие электроприборы. Во второй квартире никто не живёт, поэтому все приборы отключены от сети. В третьей же все ушли на работу, оставив в режиме ожидания некоторую технику. В случае обрыва нуля, в квартире № 1 техника прекратит работу или будет работать со сбоями, т.к. напряжение просядет до 50…100 В, а в квартире № 3 подключенные приборы получат 300…350 В и выйдут из строя, возможен пожар. Квартира № 2 не пострадает, т.к. вся техника отключена.

Это случается потому, что при обрыве нейтрали (в ситуации с большим суммарным сопротивлением) получается большее напряжение, которое и провоцирует выход из строя техники.

Обрыв нуля в однофазной сети

В однофазной сети обрыв нейтрали опасен для человека. Это можно объяснить тем, что в розетке появляется опасный потенциал там, где был ноль. Особенно опасна эта ситуация в системах с заземлением TN-C, т.к. используется совмещенный нулевой и заземляющий проводник PEN. Поэтому при обрыве провода, на открытых неизолированных частях корпуса электроприборов появляется потенциал опасный для жизни человека.

Причины обрыва нулевого провода

Основными причинами обрыва нейтрали является изношенность электросетей и непрофессионализм некоторых горе-электриков, которые допускают монтаж проводки, не придерживаясь необходимых правил. Не доверяйте непрофессионалам!

Как найти обрыв нуля?

Для того чтобы найти обрыв нейтрали в квартире нужно осмотреть все подключения в щитке. Увидеть и устранить такую проблему не сложно. Другое дело если провод перегорел где-то в стене. Для поиска поврежденного участка под отделкой необходимо использовать специальные тестеры.

Если же нулевой провод перегорел на стояке в подъезде, то эту проблему должны решать электрики со специальной службы. Задача владельца квартиры – обеспечить электробезопасность собственного жилья.

Какая есть защита от обрыва нуля?

Для защиты людей и техники от последствий обрыва нуля необходимо использовать на входном щите специальные защитные приборы: реле напряжения, УЗО или дифавтомат. Реле напряжения поможет уберечь технику от перепадов напряжения. УЗО и дифатомат сработают при утечке тока, что защитит человека от опасного удара электричеством.

Компания DC Electronics является производителем реле напряжения RBUZ, которые помогут защититься от последствий не только обрыва нуля, но и других аварийных ситуаций в электросетях.

Широкий ассортимент выпускаемых реле позволяет выбрать прибор с рабочим током от 16 до 63 А, мощностью до 13900 ВА. Для удобства установки устройства выполнены в разных формфакторах: под DIN-рейку или для установки непосредственно в розетку.

В любой модели есть функция задержки на включение после срабатывания, что позволяет уберечь технику от повторных скачков напряжения. Использование алгоритма True RMS обеспечивает большую точность измерения.

Также следует отметить высокую пожаробезопасность реле RBUZ. Все устройства изготовлены из поликарбоната, который не поддерживает горение. Большинство приборов имеют дополнительную термозащиту, которая отключит питание в случае нагрева реле свыше установленных показателей температуры. После остывания прибор включится снова. Это убережет жилье от возможного возгорания.

При производстве реле RBUZ используются комплектующие таких производителей как EPCOS, Samsung, HTC и пр. Это обеспечивает высокую надёжность и долговечность устройств. Компания DC Electronics предоставляет 5 лет гарантии на реле RBUZ.

Заключение

Обрыв нуля это серьёзная аварийная ситуация, которая может повлечь за собой ряд негативных последствий, как для техники, так и для самого человека. Установка реле напряжения в автоматическом режиме отключит питание в случае аварии, что поможет сохранить технику и избежать возгорания при перенапряжении. В комплекте с другими защитными устройствами этот прибор поможет обеспечить максимальную защиту вашего дома от различных нештатных ситуаций в электрической сети.

Оцените новость:

Обрыв нуля в трехфазной и однофазной 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: U= I12*R1, а U= 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

последствия и защита / Статьи и обзоры / Элек.ру

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»

Способы защиты от обрыва или отгорания нуля

Способы защиты от скачков напряжения.

  1. Реле контроля напряжения, сокращенно РКН. Недорогой, но эффективный вариант. При скачках напряжения моментально обесточивает защищаемый участок цепи, с автоматическим обратным включением. Они выпускаются  для включения либо в розетку или для установки в электрощите. Первый вариант очень простой. Купили вставили в розетку и подключили в него электроприборы. Второй- зато защищает сразу все розетки и освещение в доме, но РКН при этом необходимо устанавливать в электрощите. Рекомендуется любые работы в электрощите доверять профессиональным электрикам.
  2. Сетевой фильтр защищает от небольших перенапряжений отдельно стоящий компьютер, телевизор. холодильник и т. д. От больших скачков он не спасет, Вам повезет если  при этом он перегорит и перестанет работать.
  3. Стабилизатор. В отличии от сетевого фильтра и РКН защищает электротехнику без ее отключения. При скачках напряжения снижает их, всегда выдавая номинальное напряжение величиной 220 Вольт.
  4. Источник бесперебойного питания (ИБП). Чем то похож на стабилизатор, но так же оснащается дополнительно аккумулятором. А это позволяет ему не прерывать электроснабжение да же при пропадании полностью напряжения или выхода его за пределы, которые невозможно стабилизировать. Обязательно используйте для компьютера, что убережет информацию на нем при внезапном отключении электропитания.

Обязательно используйте устройства защиты от перенапряжений в своей квартире, особенно в частных домах. У меня например, источник бесперебойного питания защищает дорогую электронику в доме: компьютер, телевизор, спутниковый тюнер и отдельно- дорогой итальянский газовый котел.

← Предыдущая страница
Следующая страница →

К чему приводит отгорание, обрыв нуля

Немного теории из того к чему приводит отгорание, обрыв нуля .

Как известно, мощные потребители (в данном случае — многоквартирные дома) питаются от трехфазной сети, в которой есть три фазы и ноль:

Рис.2 Напряжение в трехфазной системе

Что будет, если ноль отсоединить (случайно или намеренно)? Какие напряжения будут подаваться потребителям вместо 220В? Это как повезёт.

Рис.3 Перекос фаз в результате обрыва ноля

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.

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.

Защита от обгорания или обрыва нуля

Итак, обрыв и отгорание нейтрального проводника является очень опасным и довольно частым происшествием. Есть ли необходимость в защите электросети от этого негативного явления? Конечно же, есть! Защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети позволит вам сохранить свою дорогостоящую бытовую технику в рабочем состоянии. Защита от обрыва «нуля» в однофазной сети обеспечит вашу личную безопасность. Все эти виды обеспечения безопасности человека и бытовых электроприборов от последствий, возникающих при обрыве нейтрального проводника, выполняются с использованием специального оборудования и приемов электромонтажа, которые мы рассмотрим ниже.

  1. Реле максимального и минимального напряжения. Это основное устройство, которое следует использовать для защиты электросетей от обгорания или обрыва нулевого проводника. Применяется на всех типах недвижности. Промышленность изготавливает модели реле напряжения как для однофазных, так и трехфазных сетей. Принцип действия устройства заключается в разрыве цени электроснабжения при отклонении величины напряжения в сети сверх установленных значений.
  2. УЗИП — ограничитель перенапряжения. Это устройство для защиты и отключения оборудования при перенапряжении в электропроводке, возникающего вследствие обрыва или отгорания «нуля», удара молнии и по некоторым другим причинам. В основном используется в частных домовладениях. Принцип работы устройства заключен в увеличении собственного внутреннего сопротивления электротоку при больших перепадах напряжения.
  3. Устройство защитного отключения (УЗО). Такой модуль, имеющий сокращенное название УЗО, способен создать эффективную защиту для человека от удара электрическим током при обрыве нейтрального проводника в однофазных линиях. УЗО мгновенно обесточит сеть при попадании фазы на нулевой провод в том случае, если заземление бытовых приборов выполнено с нарушением ПУЭ (правил устройства электроустановок).
  4. Дифференциальный автомат с расширенными функциями. Дифавтомат — это защитное модульное устройство, позволяющее одновременно отключать фазу и нейтральный провод при возникновении любых аварийных ситуаций. Этот модуль совмещает в своей конструкции автоматический выключатель при КЗ (коротком замыкании) в нагрузке и защитное устройство (УЗО). При обгорании «нуля» в магистральных сетях с тремя фазами и обрыве нулевого провода в однофазных линиях он способен защитить электрические приборы и другую технику от выхода из строя, а человека от удара электротоком.
  5. Многократное повторное заземление. Этот технологический прием способен защитить бытовые приборы и человека от последствий обрыва и обгорания «нуля», но он сложен в исполнении, решает ограниченный спектр задач и применяют его в основном специалисты энергоснабжающих организаций на магистральных линиях электропередач.

Допустимые параметры электроэнергии

Номинал напряжения, обозначенный на всей бытовой электротехнике, составляет 220В, однако в реальной жизни это значение стабильно далеко не всегда. Это учитывается при изготовлении современных приборов, и они могут устойчиво работать при колебании напряжения от 209 до 231В, а также переносить разброс от 198 до 242В. Если бы небольшие перепады разности потенциалов не были предусмотрены конструкцией бытовой техники, она ломалась бы постоянно. Более значительные отклонения приводят к перегрузке сети, и это снижает эксплуатационный ресурс аппаратуры.

Чтобы сгладить колебания напряжения и обеспечить безопасность приборов, достаточно установить стабилизатор. Гораздо опаснее для электротехники перенапряжение (так называется резкий скачок разности потенциалов).

Почему возникают перенапряжения в сети

Причин несколько. Выделим самые распространенные:

1

Начнем с того, что к электросети переменного тока подключены не только Вы один (ваша квартира или дом), а множество таких же, как и Вы потребителей, что немаловажно, и еще многие промышленные и строительные объекты. Казалось бы, какое влияние может один дом оказать на электросеть? Безусловно, незначительное влияние

А если одновременно с Вами тысяча потребителей выключат свою технику, особенно большой мощности (электрочайники, водонагреватели, микроволновые печи, кондиционеры, стиральные машины), тогда мы получаем некое перенапряжение, все Вы замечали по вечерам перепады напряжения, это заметно по лампам накаливания.

Но не стоит пугаться оно все равно будет меньше допустимого ГОСТ и все Ваше оборудование продолжит работу в нормальном режиме.

Другое дело, что если одновременно вкл/выкл своё оборудование целый завод или строительный объект. Представляете, какой «скачок» напряжения произойдет!

Данный вариант возможен в районах, где инфраструктура связана с большим заводом или крупным строительством. Тогда возможно, что ваша техника выйдет из строя.

2. Самая распространенная причина для жилого сектораэто обрывы нулевого провода.

Все Вы знаете, в каком плачевном состоянии находятся электрические трансформаторные подстанции, вводные устройства в здание и этажные электрощитовые подъездов, чаще всего из-за отсутствия обслуживающего электрика или его безграмотности.

Периодически необходимо проводить профилактические ремонты в электрощитовых, что в принципе не делается, поэтому со временем болтовые соединения ослабевают, ухудшается надежность электрического контакта, что может привести к отгоранию питающих проводов.

Гораздо чаще отгорает нулевой провод (синего цвета), что приводит появлению в Вашей розеточной группе, напряжения свыше допустимого из-за неравномерности потребления электроэнергии.

На рисунке видно, что при нормальной работе, напряжение между любым фазаным проводом (красного цвета) и нулем (синего цвета) всегда примерно 220 вольт, ток идет от фазы к нулю, а между фазаными проводами напряжение 380 вольт. В момент обрыва нулевого провода, ток пойдет между фазами, т.е. в розетках будет перенапряжение в пределах до 380 вольт, зависит оно от мощности электроприборов подключенных в этот момент.

Например, на одной фазе включен электрочайник, а на другой фазе лампочка, а на третьей фазе телевизор, при пропадании (отгорании) нулевого провода, напряжение между фазами 380 Вольт оказывается на ваших бытовых прибороах. Мощность которую потребляет электрочайник, будет проходить через лампу и телевизор, лампочка ярко всыхнет, а телевизор наверняка задымится.

3. Причина чисто человеческий фактор, точнее безграмотность электрика или уверенность в себе домашнего мастера.

Дома погас свет, одна из наиболее частых причин отгорание фазного провода (L1, L2, L3) или нулевого рабочего проводника (N), Вы самостоятельно или, вызвав электрика, восстанавливаете электропитание, при подключении перепутали провода, подключив вместо 220В (фаза-ноль), напряжение 380В (две фазы), возможно даже не себе, а соседям по этажу.

Результат, мгновенный выход из строя всего электрооборудования подключенного к электросети.

4. Скачки напряжения, вызванные грозовыми разрядами вблизи линий электропередачи (ЛЭП), происходит в районах где применяются воздушные линии передач электроэнергии.

Очень опасно, я настоятельно рекомендую, если у Вас нет специального оборудования, для защиты от перенапряжений, выключайте бытовую технику из сети во время грозы.

5. Ещё одна причина перепадов (скачков) напряжения, это кража заземляющего проводника (заземления) в электрических стояках этажных щитов, подъезда жилого многоквартирного дома. Стал с таким сталкиваться последнее время довольно часто.Как надеюсь известно, заземление нужно для защиты от поражения электротоком при пробое изоляции электрооборудования, и в принципе без него все будет работать.Чем иногда пользуются «продвинутые» собиратели цветного металла, вырезают заземление из кабельного стояка подъезда, это делается очень быстро, буквально несколько секунд на каждом этажа дома.Кто-то скажет причем здесь перенапряжение. А в том, что при подключении квартир применяется три провода, фаза, ноль и заземление, последние два (ноль и заземление) иногда путают между собой, вот и получается, что при краже заземления, если на этаже было подключено хотя бы две квартиры к нему, на обе квартиры приходит две разноименные фазы, между которыми 380 Вольт.

Особенности защиты домашней электропроводки

Организация защиты от возникающего высокого напряжения – один из ключевых вопросов при прокладке электросети в жилом доме. Осуществляется она с помощью особых трансформаторов и фильтров сети. Во многих домах на этажных щитках устанавливаются автоматические выключатели, которые защищают от электротоков при коротком замыкании и временных перегрузок.

Когда возможна высокая нагрузка, все устройства, защищающие сети от повышенного напряжения, должны иметь приспособления для автоотключения и выключатели, реагирующие на изменения показателей тока. Как правило, самая надежная защита от подобных скачков ставится на входном силовом проводе, поскольку именно он испытывает наибольшее воздействие во время пиков нагрузки.

Схема защиты от перенапряжения домашней электросети бывает простой и многоуровневой. Простая – представлена в основном реле перенапряжения в этажных щитках, а многоступенчатая (комбинированная, защищающая как от бытовых скачков напряжения, так и от импульсных, при грозах) – УЗИП, т.е. устройства защиты от импульсных перенапряжений. Такие устройства наиболее часто встречаются в частных домах.

Обратите внимание! Электронные приборы выходят из строя как из-за повышенного, так и из-за пониженного напряжения в сети (например, холодильники тяжело запускаются, что негативно сказывается на их дальнейшей работе). Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание

Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание.

Чтобы не допустить негативных последствий, применяют следующие защиты, функционирующие по таким принципам:

  • при резком внеплановом повышении напряжения происходит отключение электросхемы в доме или в квартире;
  • вывода полученного сверхнормативного электрического потенциала от электроприборов путем перевода его в земляной контур.

Если напряжение поднимается незначительно (например, до 380 вольт), на помощь приходят различные стабилизаторы. Однако их защитные возможности довольно ограничены – они больше рассчитаны на поддержание заданных рабочих значений в электросетях.

При проектировании защиты для частного дома рассматривают различные конструкционные решения и их технические характеристики. Необходимо учитывать принципы формирования базы ограничителей перенапряжения (опн). Например, газонаполненные разрядники после того, как импульс прошел, пропускают через себя т.н. сопровождающий ток, напряжение которого сопоставимо с коротким замыканием. По этой причине они сами могут быть источником возгорания, и их нельзя применять для защиты от электрического пробоя.

Для домашних сетей чаще всего применяют варисторное устройство защиты (полупроводниковые резисторы) – реостаты, скомпанованные из варисторных «таблеток» из смеси оксидов цинка, висмута, кобальта и других. При штатном функционировании электросети такой автомат защиты допускает микроскопические утечки, а при проходе импульса повышенной вольтажности – способен мгновенно перестроиться на режим «туннеля» и «спустить» больше тысячи ампер за очень короткий промежуток времени, поскольку сопротивление на этом приспособлении снижается с возрастанием силы тока, после чего происходит быстрое возвращение к штатной «боевой готовности».

Чем опасно зануление в квартире

Зануление значительно отличается от заземления. Попробуем рассмотреть это отличие более подробно. В соответствии с ПУЭ, использование на бытовом уровне такой преднамеренной защиты, как зануление, запрещено из-за ее небезопасности.

Но, несмотря на то, что практиковаться такая система должна только в промышленном производстве, многие ставят ее и в своих квартирах. Прибегают к этой далекой от совершенства защите, в частности, в связи с отсутствием иного варианта или вследствие недостатка знаний в данной сфере.

Действительно, зануление в квартире сделать можно, но последствия от этого будут далеко не наилучшими. Далее на примерах рассмотрим некоторые ситуации, которые могут возникать в случае выполнения в квартире зануления.

1) Зануление в розетках

Иногда предлагается выполнить «заземление» электрических приборов посредством перемычки клеммы рабочего нуля в розетке на защитный контакт. Такой метод «заземления» не соответствует требованиям пункта 1.7.132 ПУЭ, ведь он подразумевает использование нулевого проводника двухпроводной сети в качестве защитного и рабочего нуля одновременно.

Помимо того, на вводе в квартиру обычно имеется аппарат, предназначенный для коммутации как фазы, так и нуля, к примеру, пакетник или двухполюсный аппарат. Но коммутировать нулевой проводник, который используется в качестве защитного, запрещено. То есть, нельзя использовать в качестве защитного проводник, цепь которого имеет коммутационный аппарат.

Опасность «заземления» перемычкой в розетке заключается в том, что корпуса электроприборов при нарушении целостности нуля в любом месте окажутся под фазным напряжением. При обрыве же нулевого провода работа электроприемника прерывается, и тогда такой провод имеет вид обесточенного, то есть безопасного, что, конечно же, усугубляет ситуацию.

Можно только представить, сколько беды наделает такая розетка, если в нее включить стиральную машину. В данном случае можно увидеть перемычку, которая соединяет «нулевой» контакт с защитным. И, если бы отгорел «ноль», то такая стиральная машина превратилась бы в «убийцу».

Если же во время принятия человеком душа вывалится нулевая «сопля» в розетке, к которой подключен бойлер, такого человека просто «прошьет» током. Поэтому такое зануление в квартире крайне опасно и его запрещено выполнять.

2) Перепутаны местами фаза и ноль

Рассмотрев следующий пример, можно наглядно увидеть наиболее вероятную опасность в двухпроводном стояке. Нередко при осуществлении каких-либо ремонтных работ в домовом электрохозяйстве ноль «N» ошибочно меняют местами с фазой «L».

Отличительной окраски жилы проводов в электрощитке в домах с двухпроводкой не имеют, и при выполнении каких-либо работ в щитке любой электрик может переключить ноль и фазу местами – корпуса электроприборов в таком случае тоже окажутся под фазным напряжением.

Необходимо обязательно помнить о высокой опасности выполнения защитного зануления в двухпроводной системе. Поэтому, в соответствии с правилами, это делать запрещено!

3) Отгорания нуля

Что такое «отгорание нуля», или обрыв нуля, знает каждый электрик, но далеко не каждый потребитель электроэнергии. Попробуем разобраться в значении данной фразы, и выяснить, какова опасность отгорания нуля?

Очень часто обрыв «нуля» фиксируется в домах со старыми проводками, основанием для проектирования которых являлся расчет примерно 2 кВт на квартиру. Конечно, нынешняя оснащенность квартир всевозможными электрическими приборами на порядок увеличивает данные цифры.

В случае обрыва «нуля» перекос фаз может происходить на трансформаторной подстанции, от которой запитан многоэтажный дом, в общем электрощите или в щитке на лестничной площадке этого дома, в расположенной после этого обрыва электролинии. Результатом может стать поступление в одну часть квартир пониженного напряжения, а в другую – повышенного.

Пониженное напряжение опасно для холодильников, кондиционеров, сплит — систем, вытяжек, вентиляторов и другой техники с электродвигателями. Что касается повышенного напряжения, то при нем может выйти из строя любой прибор бытовой техники.

Похожие материалы на сайте:

  • Наклейка знак заземления
  • Как рассчитать заземляющий контур
  • Схема контура заземления

Как защититься от обрыва нуля

А поможет ли стабилизатор напряжения от обрыва ноля. Да, в некоторых пределах поможет. При превышении входного напряжения 280В Но в большинстве стабилизаторов (если не во всех) нет возможности менять верхний и нижний предел отключения. Кроме того, у стабилизаторов напряжения есть два больших минуса. Даже три, если брать обрыв нуля:

  1. Цена.
  2. Уменьшение выходной мощности с уменьшением входного напряжения.
  3. Инерционность.

Последний пункт для обрыва нуля имеет решающее значение. Ведь для порчи аппаратуры достаточно доли секунды при напряжении 380В, чтобы всё сгорело. А стабилизатор может «зазеваться», и отключиться например через секунду.

Я рекомендую вместо (а лучше — совместно) стабилизатора напряжения в старом жилфонде устанавливать реле контроля напряжения. Дай Бог, чтобы оно никогда не сработало и не пригодилось. Но если что — спасёт всю квартиру.

Ведь стабилизатор на 8-10 кВт стоит на порядок дороже, и занимает в квартире много места.

Вот пример установки реле напряжения «Зубр». Реле напряжения, установленное в электрощитке и занимает три посадочных места. Как по мне это совсем не много:

Рис.4 Электрощиток в комплекте с реле напряжения

На общем фото — Реле напряжения «Зубр». На индикаторе — выходное напряжение. Посредством трёх кнопок на панели управления можно установить два важных параметра:

1. Нижний предел отключения /120 — 210 В/ 2. Верхний предел отключения /220 — 280 В/

Я рекомендую, если перепады напряжения в сети небольшие, и если мощность питающей сети достаточна (то есть, сплиты летом и нагреватели зимой не понижают напряжение магистрали ниже 200 В), устанавливать нижний предел 198 В, а верхний — 242 В. Если при этом реле напряжения будет срабатывать чаще, чем раз в месяц, можно расширить предел вниз или вверх, смотря по обстоятельствам.

К задержке включения реле, так же нужен индивидуальный подход. Если время задержки установить 5-10 сек. тогда, в этом случае, при скачке напряжения, реле будет включаться и отключаться с частотой 5 — 10 сек. до того времени, пока напряжение в сети не стабилизируется, а это может быть и минуту и две и три. Я бы рекомендовал задержку выставить 3 — 5 мин. На такую задержку и старые холодильники будут нормально реагировать и зачастую за это время напряжение может прийти в норму.

Последствия обрыва нуля в трехфазных и однофазных сетях

К домовому электрощиту многоквартирного дома подходит 3- х фазное напряжение 380 В. К подъездному щиту также подводится три фазы, для отдельной сети квартиры используется одна фаза и нейтраль. Такая система электропитания TN-C применялась для старых построек и существует до сих пор.

Двухпроводная сеть частного дома с защитным заземлением

В новых домах используется система питания TN-C-S с третьим, дополнительным защитным проводником. В многоквартирном доме все фазы распределены по квартирам равномерно таким образом, чтобы нагрузки на все три фазы были одинаковыми и перекос фаз был бы минимальным.

Однако при обрыве нулевого провода происходит перераспределение напряжения по фазам и возникает перекос фаз. В результате в одной квартире возможно напряжение поднимется до 380 В, а в другой будет занижена до 170 В. В обоих случаях бытовые электроприборы и техника выходят из строя.

Особенно чувствительны к таким перекосам фаз бытовые приборы, имеющие электродвигатели — это стиральные машины, холодильники, кондиционеры, вентиляторы, пылесосы и т. д. Величина напряжения при перекосе фаз зависит от числа подключенных потребителей электроэнергии на всех фазах и их мощности.

Что происходит при обрыве нуля? Напряжение с другой фазы, через подключенные приборы других квартир, поступает на общий нулевой провод и в квартирах в розетках появляется напряжение не 220 В (фаза – ноль, как должно быть), а напряжение 380 В (фаза — фаза).

В результате, подключенные бытовые приборы выходят из строя из-за перекоса напряжения сети. Хуже еще если в электропроводке старых построек с системой электропитания TN-C в качестве защитного проводника используется нулевой провод, который присоединяется к корпусу бытовых приборов.

Система энергоснабжения TN-C-S с дополнительным проводником заземления PE применяемая в новых постройках

Тогда при прикосновении к корпусу, человек получит опасный удар током. В новых домах система заземления TN-C-S с проводником защитного заземления, на корпусах бытовых приборов опасного напряжения не будет, опасности поражения током нет.

Если обрыв нуля в однофазной сети произошел у вас в квартире, то опасности для бытовых приборов не будет, а вот при касании корпуса прибора вас поразит током (старая электропроводка TN-C) если использовать рабочий ноль в качестве защитного заземления.

Если в дом подведена трехфазная сеть, то при обрыве нулевого провода в трехфазной сети возникнет опасность выхода из строя бытовых приборов, не зависимо где произошел обрыв в магистральной линии или у вас в доме.

Чем опасно явление

Перенапряжение в электросети выглядит следующим образом:

Изоляция электрических кабелей и проводов, а также любых электроприборов способна выдержать только определенный уровень напряжения, указанный в эксплуатационных документах на них. Ниже приведена таблица, в которой приведены ориентировочные величины электрической прочности изоляции электропроводок и электрического оборудования.

Однако, в домашнем электрохозяйстве главное не это (изоляцию не заменить), а нарушения изоляции, вызванные механическими причинами (в том числе в результате крепления электропроводок со сдавливанием и скручиванием), климатическими (сырость, попадание воды) и сугубо хозяйственными (накопление пыли, грязи, насекомых и пр.). Так вот на все эти нарушения накладываются ещё и перенапряжения.

Всё это приводит, как показывают печальные случаи, к выходу из строя электрической проводки и электроприборов, к трагическим пожарам. Если в доме нарушена ещё и электрозащита (неисправна или загрублена при частых срабатываниях), то вероятность возгораний в результате перегрузки электропроводки или короткого замыкания резко возрастает. Если поврежденный электроприбор можно просто отключить от розетки и заменить исправным, то электропроводку быстро не заменить. На фото изображено повреждение изоляции в розетке, которое часто возникает из-за неплотного контакта и перегрева, или в результате грозового явления, которое может привести к перегрузке электропроводки и короткому замыканию.

Таким образом, перенапряжения в домашней электросети особенно опасны для старых электропроводок, которые не подвергаются профилактическому осмотру (вместе с розетками) и не обновляются, где небрежно обращаются с розетками, допуская их перегрев. Особо опасными в этом плане следует считать старые электропроводки в домах, часто подвергающихся грозовым явлениям и нашествию насекомых (деревенские и поселковые).

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.

  1. 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.
  2. Однофазная сеть. Совершенно другая картина возникает при обрыве «нуля» в однофазной сети, которая заводится в квартиры и дома от распределительного щита. Каждая линия питания группы осветительных приборов и бытовой техники состоит из двух проводников: «нуля» и фазы. К тому же в большинстве современных многоэтажных домах кабель электропроводки имеет третью жилу для подключения к электроприборам защитного заземления, чего нет в старых постройках. При обрыве «нуля» в однофазной сети на нулевом проводе появляется опасное для человека напряжение в 220 В.

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.

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.

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 2.0,5=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.

Обрыв нулевого провода в трехфазной сети

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Я Вам всегда рекомендовал, и даже принудительно заставлял, для защиты электрооборудования и электрических приборов своих квартир и домов от повышения или понижения напряжения в сети устанавливать однофазное или трехфазное реле напряжения, в зависимости от Вашей сети.

В качестве реле однофазного напряжения можно применять устройства разных производителей, например, РН-113 от «Новатек-Электро», УЗМ-51 от «Меандр», RV-32A от EKF, CM-EFS.2 от АВВ, АЗМ-40А от «Ресанта», ZUBR D40t от «ДС Электроникс» и другие им подобные.

В качестве трехфазных реле напряжений могу порекомендовать: цифровое реле напряжения V-protector 380V от «Digitop», РНПП-311 от «Новатек-Электро», РКН-3-15-15 и УЗМ-3-63 от «Меандр», CM-MPS.11 от АВВ.

Все перечисленные выше устройства контролируют входное напряжение сети, и если напряжение по каким-то причинам вышло за пределы заданных уставок, то они должны отключить потребителей, тем самым защищая и спасая их от выхода из строя.

Напомню, что согласно ГОСТа 29322-92, табл.1, номинальное напряжение однофазной сети должно быть 230 (В), а трехфазной — 400 (В). А по ГОСТу 13109-97, п.5.2, предельно-допустимое отклонение напряжения не должно превышать ±10%, т.е. для однофазной сети это напряжение от 207 (В) до 253 (В), а для трехфазной — от 360 до 440 (В).

Причин для отклонения напряжения может быть множество, и в одной из своих статей я их уже перечислял. Но сегодня я хотел бы остановиться на одной очень распространенной причине, как обрыв нуля.

В Интернете имеется не мало статей по этой теме, но вся представленная информация в основном теоретическая и поверхностная. Я же в данной статье расскажу Вам очень подробно про возникновении такой ситуации, произведу расчеты токов и напряжений в нормальном режиме и при обрыве нуля, исходя из реальных нагрузок на примере нескольких квартир, а в самом конце сымитирую ситуацию с обрывом нуля в трехфазной сети на реальном примере.

Итак, поехали.

Расчет несимметричного режима трехфазной сети с нулевым проводом

Для интереса, теорию будем рассматривать не в чистом виде, а на наглядном примере. Предположим, что на площадке у нас расположено три квартиры.

Вот пример такого этажного щита на три квартиры, о котором у меня написана отдельная и подробная статья.

Каждая квартира питается с подъездного щита, но с разных фаз — обычное дело. Квартира №1 запитана с фазы А, квартира №2 — с фазы В, а квартира №3 — с фазы С.

Возьмем за условность, что в какой-то определенный момент времени в квартире №1 был включен в розетку электрический чайник мощностью 2000 (Вт), в квартире №2 — горели лампы накаливания общей мощностью 400 (Вт), а в квартире №3 — горела одна единственная лампа накаливания мощностью 75 (Вт).

Я специально в качестве примера привел чисто активную нагрузку, чтобы не усложнять расчеты и векторные диаграммы углами сдвига и т.п. Естественно, что в реальности чисто активной нагрузки по квартирам не бывает, но тем не менее смысл остается прежним.

А теперь вспомним немного ТОЭ.

Нагрузку каждой квартиры представим в виде сопротивлений, которые обозначим «Z». Z — это и есть полное сопротивление цепи, с учетом активной и реактивной составляющей, но как я уже сказал выше, реактивной составляющей у нас нет (нагрузка чисто активная), поэтому в нашем случае Z=R. Получается следующее:

  • Zа = Ra = 24,2 (Ом) — сопротивление нагрузки квартиры №1

  • Zb = Rb = 121 (Ом) — сопротивление нагрузки квартиры №2

  • Zc = Rc = 645,3 (Ом) — сопротивление нагрузки квартиры №3

Как видите, нагрузка по квартирам разная, т.е. это типичный несимметричный режим работы четырехпроводной трехфазной сети с нейтральным проводом при соединении нагрузки по схеме «звезда». В этой схеме есть свои особенности, но об этом чуть позже.

Итак, номинальное линейное (межфазное) напряжение сети составляет 400 (В), а фазное напряжение (между фазой и нулем) — 230 (В).

На источнике питания линейные напряжения обозначаются, как UAB, UBC и UCA, а фазные UA, UB и UC. На нагрузке такие же обозначения, только с маленькими буквами (индексами).

Но на практике такие идеальные значения редко встречаются по нескольким причинам. Изначально на трансформатор может приходить высокое питающее напряжение с неидеальными линейными напряжениями, которое преобразуется на низкую сторону тоже с некоторой разницей. К тому же сам трансформатор может иметь какие-то наиболее загруженные фазы, на которых напряжение будет чуть снижено, по сравнению с другими.

Я возьму реальный пример из практики, поэтому линейные и фазные напряжения у меня имеют следующие значения:

Будем считать, что нейтральный (нулевой) проводник от трансформаторной подстанции (ТП) до этажного щита у нас идеальный (ZN=0), т.е. я пренебрегаю его сопротивлением, которое складывается из сопротивлений переходных контактов и самих проводов. Сопротивления контактных соединений и проводников фаз я тоже учитывать не буду.

Таким образом получается, что напряжение между нулем источника питания (в моем случае это трансформатор) и нулем нагрузки (потребители) равно нулю, т.е. эти точки имеют одинаковый потенциал.

Напряжение между этими точками называется напряжением смещения нейтрали и его обозначают, как UnN.

В рассматриваемом случае напряжение смещения нейтрали равно нулю (UnN = 0), а значит фазные напряжения у источника питания (трансформатор) и на нагрузке (потребители) совершенно одинаковые:

  • UA = Ua = 239 (В)
  • UB = Ub = 225 (В)
  • UC = Uc = 232 (В)

Векторная диаграмма напряжений будет иметь следующий вид. Для наглядности хотел построить ее в масштабе, но не нашел достойного онлайн сервиса, а рисовать ее на миллиметровой бумаге, как в университете, у меня нет времени.

Естественно, что фазные напряжения сдвинуты относительно друг друга на 120 электрических градуса.

Теперь нам нужно узнать токи нагрузки по фазам, которые рассчитаем по закону Ома для участка цепи, зная фазные напряжения и сопротивления нагрузок. Расчет фазных токов буду производить в показательной форме комплексного числа.

Теперь отложим полученные значения токов на нашей векторной диаграмме. Т.к. нагрузка у нас чисто активная, то векторы токов будут сонаправлены с векторами фазных напряжений.

Вот это нормальный режим работы, когда нет обрыва нейтрального проводника, т.е. это несимметричный режим работы четырехпроводной трехфазной сети с нулевым проводом.

Ради интереса можно рассчитать ток в нулевом проводе, который равен геометрической сумме всех фазных токов. Для удобства сложения комплексных чисел переведу их из показательной формы в алгебраическую, а результат запишу опять в показательной.

Получилось, что значение тока в нуле составляет 8,86 (А).

Расчет несимметричного режима трехфазной сети без нулевого провода

Но сейчас перейдем к самому интересному!

Предположим, что в этажном щите из-за плохого контакта у нас отгорел магистральный ноль N (PEN), или же электрик, выполняя работу, ошибочно его разорвал, например, в этом месте (место разрыва я указал не схеме красным крестиком). Я лишь указал две причины обрыва нуля, на самом деле их может быть множество.

Вот фотография подобного по исполнению этажного щита. Кстати, этот щит находится в аварийном состоянии и о нем у меня есть отдельная статья, где я подробно рассказываю, как и что в нем нужно устранить и исправить.

Так что же произойдет при обрыве магистрального нуля N (PEN)?!

При обрыве нулевого провода все три сопротивления окажутся включенные звездой, но без нуля. Произойдет смещение нейтрали и перераспределение (перекос) фазных напряжений квартир. По сути, у нас получилась трехфазная трехпроводная сеть без нулевого проводника, но с неодинаковыми нагрузками.

А чтобы понять, как именно распределятся фазные напряжения, сначала необходимо найти напряжение смещения нейтрали (по методу узловых напряжений).

Таким образом получилось, что при обрыве нуля между нейтралью трансформатора и отгоревшей нейтралью в этажном щите появится потенциал около 181 (В).

Если у Вас в жилом доме применена устаревшая система заземления TN-C, в которой все открытые металлические конструкции присоединены к нейтрали (занулены), то эта разность потенциалов (напряжение) окажется на всех зануленных металлических частях, а в нашем примере под напряжением окажется металлический корпус этажного щита и все, что подключено к нулевой колодке N, а это у нас нулевые проводники всех трех наших квартир.

Задев корпус щита или любой нулевой проводник, Вы попадете под действие электрического тока.

Про последствия я рассказывать не буду, об этом уже написано несколько статей на сайте с реальными случаями, знакомьтесь:

Если же в этажном щите Вы сделали разделение PEN проводника и перешли с системы заземления TN-C на TN-C-S, то эта разность потенциалов окажется не только на отгоревшем нуле и на конструкции щита, но и на корпусах всех Ваших электрических приборов и техники, что значительно увеличивает шансы попасть под действие электрического тока. Кстати, это еще одно доказательство тому, что разделение PEN проводника необходимо выполнять не в этажном щите, а в ВРУ.

Но это еще не все.

Определим фазные напряжения на нагрузке с учетом смещения нейтрали.

И что мы видим?! А видим мы перекос фаз в трехфазной сети.

В фазе А напряжение снизится с 239 (В) до 65 (В), в фазе В — напряжение с 225 (В) увеличится до 335 (В), а в фазе С — напряжение с 232 (В) увеличится до 372 (В).

Естественно, что в квартире №1 при таком низком напряжении 65 (В) с электрическим чайником ничего не произойдет, он просто напросто не станет работать. Но вот если вместо чайника был бы подключен холодильник, кондиционер или другие потребители с двигательной нагрузкой, то большая вероятность, что они вышли бы из строя.

А вот в квартирах №2 и №3 последствия будут весьма печальными. При напряжении 335 (В) и 372 (В) лампы в них моментально сгорят. Если вместо ламп будет включена другая нагрузка, будь это телевизор, компьютер и прочая бытовая техника, то они тоже моментально выйдут из строя, если конечно в них нет встроенной защиты от перепадов напряжения. Не исключено, что может возникнуть даже пожар.

Да, кстати, вот так примерно будет выглядеть наша векторная диаграмма после отгорания нуля.

Как видите, точка нейтрали n сдвинулась в точку n’, т.е. к наиболее загруженной фазе А. В наиболее загруженной фазе напряжение снизилось, а в менее загруженных, наоборот, увеличилось и практически до линейного напряжения.

При изменении сопротивлений фазных нагрузок напряжение смещения нейтрали UnN может изменяться в широких пределах, при этом точка нейтрали n’ может находиться в разных местах векторной диаграммы, а фазные напряжения у потребителя могут иметь величины от нуля и вплоть до линейного напряжения.

При всей этой ситуации фазные напряжения на источнике питания (трансформаторе) останутся неизменными, т.е. несимметрия нагрузки никак не влияет на систему напряжений источника питания.

А теперь, опять же ссылаясь на закон Ома, рассчитаем фазные токи.

Проведем проверку наших расчетов по первому закону Кирхгофа — геометрическая сумма токов всех фаз при обрыве нулевого провода должна быть равна нулю. Вот и проверим это тождество.

Тождество верно, с учетом небольших погрешностей, возникших при расчетах.

Но и это еще не все. После того, как от повышенного напряжения выйдут из строя потребители, начнется очередное перераспределение фазных напряжений, но уже с учетом этих сгоревших потребителей, и тогда напряжение может повыситься уже в другой фазе. В общем такая бесконечная реакция будет продолжаться до того момента, пока все не сгорит.

Выводы

Какой же вывод можно сделать?!

В данном примере я смоделировал обрыв нулевого проводника в этажном щите, с которого питались однофазные нагрузки трех квартир с разных фаз. Если рассмотреть в целом многоквартирный дом, то ситуация будет аналогичной, т.к. нагрузка по фазам сильно колеблется и в любом случае будет несимметричной. Аналогичная ситуация может произойти и в частном доме, имеющий трехфазный ввод.

Таким образом, из расчетов следует, что при обрыве нулевого проводника в трехфазных сетях с глухозаземленной нейтралью при несимметрии нагрузок фазные напряжения могут достигать опасных значений. Напомню, что в рассматриваемом примере в фазе В и фазе С напряжение увеличилось до 335 (В) и 372 (В) соответственно, т.е. возросло почти до линейного.

Здесь же хотел добавить, что при симметричной нагрузке в случае обрыва нуля перекоса фаз не возникнет. Вот поэтому многие трехфазные двигатели запитывают четырехжильными кабелями без нуля (А, В, С и PE).

Защита от обрыва нуля

Какие же меры можно предпринять для предотвращения подобных случаев?

Если это многоквартирный дом, то настойчиво требовать от обслуживающей организации постоянного контроля и регулярных проверок состояния электропроводки от ВРУ до этажных щитов, в том числе с проведением всех необходимых измерений с привлечением электротехнической лаборатории (ЭТЛ). Нас, кстати, регулярно привлекают управляющие компании (УК) для проведения подобных работ, потому что эти измерения необходимо производить с определенной периодичностью, которая указана в ПУЭ и ПТЭЭП. К слову, вот фотографии с последней проверки одного многоквартирного дома. И как там еще что-то работало?!

Об этом ВРУ я скорее всего напишу отдельную статью с указанием конкретных замечаний, так что подписывайтесь на новости сайта, чтобы не пропустить самое интересное.

Вот еще несколько фотографий с объектов. Порой в электрический щит даже заглянуть страшно, не говоря уже о выполнении в нем каких-либо работ.

Если с Вами все таки произошла ситуация с обрывом нуля, то Вас спасут только лишь устройства (реле), про которые я говорил в самом начале статьи. К тому же, «Библия электрика» (ПУЭ, п.7.1.21) рекомендует не пренебрегать данными советами.

Также ПУЭ, п.1.7.145 запрещает установку коммутационных аппаратов (автоматы, предохранители и т.п.) в нейтральном проводе PEN, чтобы как раз таки уберечь потребителей от перекоса фаз при несимметричном режиме.

Внимание! Один из постоянных читателей сайта смоделировал ситуацию обрыва нуля в трехфазной сети, когда нагрузки в каждой фазе одинаковые, а затем добавил в одну из фаз дополнительную нагрузку. Уже основываясь на теорию, изложенную в данной статье, посмотрите, что же произойдет в этих двух разных случаях. Константину от меня лично большое спасибо за предоставленный материал.

В заключении хотел бы акцентировать Ваше внимание на том, что все вышесказанное в данной статье относится к обрыву нулевого проводника в трехфазной сети. Если же при однофазном вводе в квартиру у Вас отгорит вводной ноль, то ничего при этом у Вас не сгорит, а возникает ситуация другого плана, о которой я подробно рассказывал в статье про появление в розетках «двух фаз».

P.S. А кто-нибудь из Вас становился «жертвой» обрыва нуля?! При каких обстоятельствах это произошло, какие последствия были — поделитесь в комментариях своей историей, чтобы подкрепить информацию данной статьи реальными примерами из жизни.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Почему нейтральный провод так важен?

Линия, проведенная от нейтральной точки трансформатора, называется нулевой линией или нейтральным проводом, основная функция которого заключается в подключении однофазной нагрузки, передаче однофазного тока и трехфазного несимметричного тока и уменьшении дрейфа потенциала нейтральной точки. нагрузка.

В TN-C TN-C-S N-провод также может защитить заземление и нулевое соединение.

Импеданс N-провода находится на уровне миллиомов, а его несимметричное напряжение в нейтральной точке нагрузки представляет собой падение напряжения тока N-провода на импедансе N-провода с небольшим значением.Даже если трехфазная нагрузка серьезно разбалансирована, достаточно зафиксировать потенциал нейтральной точки нагрузки на потенциале нейтральной точки источника питания. В то время как сопротивление заземления находится на уровне Ом, что в несколько сотен раз превышает импеданс N-провода, невозможно ограничить потенциал нейтральной точки нагрузки на потенциале нейтральной точки источника питания.

Когда трехфазная нагрузка серьезно разбалансирована после обрыва N-провода, неизбежно серьезное смещение нейтральной точки нагрузки.Каждая розетка низковольтного шкафа будет тянуть один нейтральный провод из нулевого ряда, вместе с разветвлением на конце, в системе будет множество нейтральных проводов. Если нейтральный провод где-то сломан, повреждения будут разными в зависимости от места разрыва.

В это время, если возникает трехфазный дисбаланс, нейтральная точка нагрузки сместится в фазу с большей нагрузкой, и напряжение фазы с большей нагрузкой будет уменьшаться, в то время как напряжение фазы с меньшей нагрузкой повысится, разбаланс трехфазной нагрузки будет более серьезным, а смещение нейтральной точки нагрузки будет большим.(Оборудование образует петлю через повторяющуюся точку заземления нейтрального провода.)

Когда обрыв нейтрального провода и короткое замыкание фазы на землю происходят одновременно, смещение нейтральной точки будет больше. После обрыва нейтрального провода в корпусе происходит утечка электричества, что может привести к поражению электрическим током.

Вывод:

1. Нейтральный провод передает несимметричный ток в три фазы, что неизбежно приведет к смещению нейтральной точки, поскольку в трех фазах присутствует несимметричный ток.
Пока импеданс N-провода находится на уровне миллиомов, несимметричный ток, вызванный несимметричным напряжением, будет небольшим, и потенциал нейтральной точки может быть ограничен нулевым потенциалом. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы нейтральный провод не оборвался, а напряжение заземления не было слишком высоким.

2. В системе TN-C нейтральный провод действует не только как ограничитель потенциала нейтральной точки, но и как защитная линия, поэтому нейтральный провод не должен быть разорван. Если есть необходимость разорвать нулевой провод, контакты, используемые для отключения нейтральной линии, должны быть замкнуты до замыкания других контактов и отключены после отключения других контактов.В это время, если нейтральный провод обрывается и в то же время в корпусе происходит утечка электричества, напряжение на корпусе оборудования приближается к фазному напряжению, что будет опасно, поэтому нейтральный провод в такой системе необходимо повторно заземлять. . (Линия защитного заземления в системе TN-S может действовать как зажим, поэтому нейтральный провод может быть поврежден)

Повторное заземление может реализовать два вида защиты:

1. Снижение напряжения заземления корпуса оборудования, утечки электричества.
Ujd, напряжение заземления корпуса оборудования, в котором происходит утечка электричества, равно падению напряжения U, создаваемому током заземления Id однофазного короткого замыкания в части нулевого соединения.При повторном заземлении он может шунтировать напряжение.

2. Снижение риска поражения электрическим током при обрыве нейтрального провода (также снижение напряжения корпуса оборудования, которое пропускает электричество)
Ujd, напряжение заземления корпуса оборудования, которое дает утечку электричества, близко к напряжению заземления U фазного напряжения. При повторном заземлении значения UO и UC ниже, чем U.

Принцип установки повторного заземления:

1. На каждом 1 километре линий и на концах магистральных и ответвлений ВЛ необходимо повторно заземлить нулевые провода.

2. В электрической сети, где сопротивление заземления заземляющего устройства силового оборудования может достигать 10 Ом, сопротивление заземления каждого повторяющегося заземляющего устройства не должно превышать 30 Ом и должно быть не менее 3-х повторяющихся мест заземления.

3. Повторное заземление нулевых проводов позволяет использовать естественное заземление.

4. Не допускается одновременное использование защиты заземления и нулевого соединения в линии низкого напряжения, питаемой одним трансформатором или шиной низкого напряжения.

электрических — Почему бы вам не подключить неиспользуемые провода под напряжением и нейтраль, чтобы «замкнуть цепь»?

Здесь уже есть несколько отличных ответов, но я подумал, что, может быть, демонстрация некоторых математических расчетов поможет с пониманием.

ПРИМЕЧАНИЯ

  • Чтобы упростить задачу, мы сосредоточимся на чисто резистивных нагрузках и проигнорируем импеданс, коэффициент мощности и т. Д.
  • Чтобы получить более точный результат, включим сопротивление всей проводки в цепи.Для всех примеров мы предполагаем, что используется медный провод длиной 200 футов 12 AWG (0,00193 Ом / фут). Если не указано иное

Начнем с простой схемы, которая содержит только одну лампочку на 60 Вт

Мы можем рассчитать общее сопротивление следующим образом

  Rt = R1 + R2
  

Здесь Rt — полное сопротивление, R1 — сопротивление лампочки, а R2 — сопротивление провода.

  Rt = 240 Ом + 0,386 Ом
Rt = 240,386 Ом
  

Затем мы можем использовать закон Ома для вычисления полного тока в цепи.

  It = E / Rt
Это = 120 вольт / 240,386 Ом
It = 0,499 ампер
  

В этом примере вы можете видеть, что схема потребляет только около половины ампера.

Что было бы, если бы мы сняли лампочку и «замкнули цепь»?

Когда лампочка не работает, единственное сопротивление в цепи — это провод.

  Rt = 0,386 Ом
  

Используя это для расчета текущего

  It = 120 В / 0,386 Ом
It = 310,88 ампер
  

Мы получаем потребляемый ток, в 15,5 раз превышающий номинальный ток (20 ампер), разрешенный автоматическим выключателем. Это приводит к срабатыванию автоматического выключателя и размыканию цепи.

Далее мы рассмотрим более сложный пример, в котором у нас есть три параллельных лампочки.

Чтобы рассчитать сопротивление в параллельной цепи, не так просто сложить сопротивления.Вместо этого вы должны сложить обратные и разделить 1 на результат.

  Rt = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3)
Rt = 1 / (1/240 Ом + 1/240 Ом + 1/240 Ом)
Rt = 80 Ом
  

Затем нам нужно добавить сопротивление провода в цепи.

  Rt = 80 Ом + 0,386 Ом
Rt = 80,386 Ом
  

Можем посчитать ток в цепи:

  It = 120 В / 80,386 Ом
It = 1,49 ампера
  

Наконец, снимаем одну из лампочек и «замыкаем цепь».

В этом примере сопротивление лампы будет заменено сопротивлением 1 фута медного провода 12 AWG.

  Rt = 1 / (1/240 Ом + 1/240 Ом + 1 / 0,00193 Ом
Rt = 0,001929969 Ом
  

Снова нам нужно добавить сопротивление провода в цепи.

  Rt = 0,001929969 Ом + 0,386 Ом
Rt = 0,387929969 Ом
  

Из-за низкого сопротивления можно предположить, что ток будет довольно высоким.

  It = 120 вольт / 0.387929969 Ом
It = 309,3341829759 ампер
  

И снова ток более чем в 15,5 раз превышает номинальную емкость цепи, что, как мы надеемся, должно отключить автоматический выключатель.


«Замыкая цепь», вы фактически создаете короткое замыкание (путь с низким сопротивлением). Поскольку сопротивление на этом пути очень низкое, ток всегда будет достаточно высоким. Автоматический выключатель реагирует на большой ток и размыкает цепь до того, как может быть повреждена проводка.

Каковы последствия ослабления нулевого провода?

Каковы последствия ослабления нулевого провода?

Ответ: Ослабленный нейтральный провод может вызвать аномальное искрение вокруг точки подключения, обычно приводящее к чрезмерному нагреву нейтрального провода, сгоранию его изоляции и даже к повреждению окружающей среды.

Ослабленный НЕЙТРАЛЬНЫЙ ПРОВОД также является причиной большинства электрических пожаров в вашем доме.

Каждый раз, когда соединение устанавливается или разрывается, образуется дуга. Обычно эта дуга очень короткая, но она очень горячая и каждый раз наносит урон. Таким образом, со временем состояние соединения ухудшается. В какой-то момент, который невозможно предсказать, может возникнуть большая долговременная дуга. Это может нанести ущерб окружающей среде и вызвать пожар.

Резистивная нейтраль тесно связана со свободной нейтралью. При подключении нейтрали возникает резистивная нейтраль, но это не очень хорошее соединение. Хорошие соединения имеют чрезвычайно низкое электрическое сопротивление, но резистивная нейтраль имеет промежуточное сопротивление — его сопротивление достаточно низкое, чтобы проводить некоторое количество электричества, но слишком велико, чтобы проводить так хорошо, как должно. Это плохое соединение имеет несколько разрушительных и опасных последствий.

Одним из следствий является то, что ослабленная или резистивная нейтраль может вызвать аномально высокое или низкое напряжение в домашней проводке.Например, кардинальным признаком резистивной нейтрали является то, что свет становится ярче, чем обычно, в нечетные моменты времени, например, когда включается другая цепь или когда включается прибор. Резистивная нейтраль не всегда приводит к чрезмерной яркости света, но когда это происходит, это довольно надежный показатель того, что у вас есть резистивная нейтраль. Если вам известно о ситуации, когда свет становится необычно ярким при использовании других цепей, вам следует вызвать штатного техника или проводника, чтобы осмотреть и исправить свое подозрение, что существует проблема с нейтральным подключением.Они знают, что это может быть очень опасно, поэтому они, скорее всего, будут относиться к этому как к высокоприоритетной ситуации.

Еще одним эффектом резистивной нейтрали является то, что соединение нагревается. В результате он может перегреть свое окружение и даже вызвать пожар. Даже если ничего из этого не сделать сразу, со временем ситуация будет ухудшаться, потому что тепло ускоряет старение провода, его изоляции и окружающих материалов.

Другой очень опасный эффект ослабленной или резистивной нейтрали состоит в том, что это может привести к поражению электрическим током и даже к поражению электрическим током.Способы, которыми это может произойти, крайне непредсказуемы и зависят от того, как в вашем доме установлена ​​электропроводка, и от ее точного состояния.

Вот пример из реальной жизни: если A из определенного дома был в душе, когда другой житель B использовал мусоропровод, A почувствовал бы легкое электрическое покалывание. Никто в его доме этого не почувствовал. Оказалось, что это произошло из-за того, что нейтральный провод на электрическом полюсе был почти оборван. Остались соединенными только три жилы проволоки.Если бы оставшиеся нити еще больше испортились, кого-нибудь ударило бы током. Это лишь один из примеров того, почему важно сразу же обращать внимание на проблемы с нейтральными связями.

Последние новости: Предполагается, что японская пара, которая была найдена мертвой в своей квартире в Мон-Киара, была убита электрическим током. Что вы думаете о невнимательности или незнании? УПРАВЛЕНИЕ ЗДАНИЕМ нельзя винить или привлекать к ответственности, оно находится за пределами общей территории.

Как мне получить дополнительную информацию?

Вы можете найти ответ на свой вопрос в любом месте моего блога http: // www.gmssolutions.com.my/blog

Если нет; не стесняйтесь обращаться к автору по электронной почте [email protected]

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: статья является исключительно мнением автора и служит для нас руководством, и мы приняли ее как часть СОП только для внутреннего использования. GMSSSB не несет ответственности за любые убытки, возникшие в результате использования рекомендаций здесь.

Статья написана Джозефом Вонгом

Автор: GMSSSB

Срок полномочий 2002-2183

Дата: 10.11.2013

Профиль писателя

Автор — неврологический дисфункциональный человек из-за черепно-мозговой травмы в 2009 г. Деменция является частью медленно развивающегося расстройства, автор опасается, что мудрость, знания и 25-летний практический опыт в управлении недвижимостью будут потеряны навсегда, если это не скоро будет оформлено в письменной форме.Таким образом, автор начал этот блог 1 год назад, надеясь, что поделится и разместит в блоге, чтобы ученые или коллеги в отрасли рассмотрели работу и сделали ее доступной для более широкой аудитории. Основное возражение против публикации состоит в том, чтобы представить существующие знания в новой форме, чтобы непрофессионал мог легко понять, что автор верит в публикацию в открытом доступе, в которой статьи или весь журнал находятся в свободном доступе с момента публикации. Статьи также использовались фирмой в качестве Технического задания, принятого в качестве СОП для внутреннего использования.

Neutral Conductor — обзор

3.2.6 Применение представленного метода

Ранее представленный метод компенсирует объективный недостаток необходимых данных, касающихся окружающих металлических конструкций, путем полевого измерения их совокупного влияния на значение испытания токи в фазных проводниках и в одном из нейтральных проводов рассматриваемой ЛЭП.

Безусловно, применение представленного метода предполагает уже существующую ЛЭП.Однако данные, касающиеся фактического значения коэффициента снижения распределительной линии высокого напряжения или распределения тока замыкания на землю в питаемой подстанции, необходимы на этапе проектирования этой подстанции. Эту проблему можно преодолеть, используя тот факт, что, согласно эквивалентной схеме на рис. 3.7, каждый из проводов нейтральной линии вызывает кумулятивное индуктивное воздействие на все окружающие металлические установки. Это означает, что с учетом этого влияния полностью построенная линия не является обязательной.Вместо этого достаточно одного достаточно длинного одножильного кабеля. Это позволит проложить временную кабельную линию на поверхности почвы вдоль предполагаемой трассы планируемой линии питания ВН. Для этого лучше всего использовать одножильный кабель низкого напряжения (с металлической оболочкой), достаточно гибкий для различных практически возможных городских условий и обстоятельств. Также для моделирования условий замыкания на землю и получения соответствующей электрической схемы с токами I t и I 1 (рис.3.8), необходим вспомогательный источник напряжения. Кроме того, для реализации заземляющего электрода (фундамента здания) проектируемой подстанции, если они еще не существуют, можно использовать стальную арматуру в фундаменте одного из существующих зданий, ближайшего к проектируемой подстанции ВН.

Поскольку окружающие металлические сооружения постоянно обслуживаются и имеют неизменное пространственное расположение, электрическая цепь, сформированная с использованием временной кабельной линии, практически такая же, как и представленная эквивалентной схемой, показанной на рис.3.7. Единственное отличие состоит в том, что в этом случае используется только один нейтральный провод (оболочка кабеля). Принимая во внимание эту разницу, напряжение U a , ток I t и все индуцированные токи, согласно эквивалентной схеме на рис. 3.7, связаны следующим уравнением:

(3.41) Ua = Z0It + Z01I1 + ∑ n = 2n = NZ0nIn.

Согласно формуле. (3.41) значения токов I t и I 1 содержат совокупный эффект всех известных и неизвестных окружающих металлических установок.Таким образом, когда соотношение между токами I t и I 1 получается посредством соответствующих измерений, все окружающие металлические установки могут быть заменены только одним эквивалентным нейтральным проводником. Затем фактический коэффициент уменьшения рассматриваемой линии ВН можно определить, рассматривая этот эквивалентный провод как дополнительный нейтральный проводник и используя процедуру расчета, аналогичную той, которая представлена ​​в разделе 3.1.4.

Поскольку металлические сооружения в городских районах размещаются в основном под поверхностью почвы, определяемое влияние окружающих металлических сооружений будет немного меньше в случае проектируемой кабельной (подземной) линии или несколько больше в случае проектируемой воздушной линии. .Поскольку проводники воздушной линии размещаются на большем расстоянии от окружающих металлических установок, значение радиуса эквивалентного цилиндрического проводника, представляющего окружающие металлические установки в случае этих линий, должно быть увеличено на среднюю высоту полюса. Из-за такого приближения точность представленного метода несколько ниже на этапе проектирования будущих распределительных линий высокого напряжения.

Несмотря на то, что существует несколько методов измерения удельного сопротивления почвы, ни один из них не может дать достаточно надежных результатов при применении в городских условиях.Причина заключается в том, что поверхности городских территорий уже покрыты / заняты зданиями, улицами, тротуарами и многими другими постоянно построенными объектами, в то время как под землей уже существует множество известных и неизвестных металлических сооружений. Таким образом, мы вынуждены принять приблизительное значение эквивалентного удельного сопротивления грунта, основанное на основных геологических характеристиках рассматриваемой территории, и использовать его в необходимых расчетах. Здесь благоприятным обстоятельством является то, что собственные и взаимные импедансы согласно уравнениям(3.33) и (3.34), слабо зависящие от эквивалентного удельного сопротивления грунта, и полностью точные данные относительно этого фактора не имеют практического значения. Достаточно знать, что в рамках возможных значений удельного сопротивления грунта следует отдавать предпочтение самому низкому из них, поскольку он дает конечные результаты, которые несколько безопасны.

Принимая во внимание, что представленная аналитическая методика разработана на основе результатов измерений на месте, представленный метод учитывает влияние всех соответствующих факторов и параметров, в том числе тех, влияние которых очень мало.Таким образом, точность представленного метода зависит главным образом от точности измерений испытательного тока в одном выбранном фазном проводе и тока, индуцированного в нейтральном проводе линии, который, в принципе, можно свободно выбирать, если рассматриваемая линия имеет больше нейтральных проводников ( Рис. 3.7). Это означает, что представленный метод дает правильную оценку для любой, с точки зрения сложности и количества неизвестных релевантных данных, практической ситуации. В случае существующей линии высокого напряжения и если взаимное расстояние между фазными проводниками слишком велико, необходимо выполнить необходимое измерение для каждого из фазных проводов с целью получения наибольшего (критического) значения фактического коэффициента уменьшения.

Некоторая неточность также может появиться из-за индуктивного влияния близлежащих распределительных линий. Этого влияния можно эффективно избежать, используя испытательный ток несколько более высокой частоты, который можно легко отличить от вездесущей частоты сети. Введенная ошибка невелика и дает конечные результаты, которые также несколько безопасны.

Наконец, описанный метод позволяет нам получить значение коэффициента уменьшения для любого практически возможного окружения, если замыкание на землю происходит в самой питаемой подстанции.Однако для оценки критического теплового напряжения, которое оболочка кабеля должна выдерживать без каких-либо повреждений, также необходимо определить распределение тока замыкания на землю в любой точке питающей кабельной линии высокого напряжения.

Электрическое короткое замыкание — типы, причины и профилактика

Короткое замыкание — это соединение с низким сопротивлением между двумя проводниками, которые подают электроэнергию в цепь. Это вызовет избыточное протекание напряжения и вызовет чрезмерное протекание тока в источнике питания.Электричество пройдет по «короткому» маршруту и ​​вызовет короткое замыкание.

Какие типы электрического короткого замыкания

1. Нормальное короткое замыкание

Это когда горячий провод, по которому проходит ток, касается нейтрального провода. Когда это произойдет, сопротивление мгновенно упадет, и большой ток пройдет неожиданным путем.

2. Короткое замыкание при замыкании на землю

Короткое замыкание на землю. Короткое замыкание возникает, когда проводящий ток под напряжением контактирует с некоторой заземленной частью системы.Это может быть заземленная металлическая настенная коробка, оголенный провод заземления или заземленная часть прибора.

Каковы основные причины электрического короткого замыкания

  • Неисправность изоляции провода цепи

Если изоляция повреждена или устарела, горячие провода могут соприкоснуться с нейтралью. Это вызовет короткое замыкание.

Возраст провода, гвоздей или шурупов может повредить изоляцию и привести к короткому замыканию. Есть риск, что вредители прогрызут изоляцию, а также оголят жилы проводов.

Если есть какие-либо незакрепленные соединения или крепления проводов, это позволит контактировать токоведущий и нейтральный провод. Если вы видите неисправные соединения проводов, не пытайтесь исправить это самостоятельно и немедленно обратитесь к специалисту.

Если вы подключите прибор к розетке, его проводка станет продолжением цепи. Следовательно, если есть какие-либо проблемы в электропроводке прибора, это перерастет в проблемы цепи.

Короткое замыкание может произойти в шнурах питания, вилках или внутри устройства.Убедитесь, что у вас есть защита от короткого замыкания для всех приборов.

Как предотвратить электрическое короткое замыкание

  • Розетки и устройства для мониторов

К каждой розетке подключена сеть проводов. Если есть неисправные провода, неплотные соединения коробки или розетка старше 15-25 лет, это может привести к короткому замыканию. Обратите внимание на возможные признаки неисправности розеток, в том числе:

  1. Ожоги на выходе или запах гари
  2. Искры, исходящие из розетки
  3. Жужжащий звук из розетки

Аналогичным образом проверьте приборы и их проводку.Неисправная проводка прибора или трещины в приборе могут вызвать короткое замыкание. Отремонтируйте такие приборы или замените их полностью.

  • Меньше электроэнергии во время шторма

Короткое замыкание в результате удара молнии может быть чрезвычайно опасным, поскольку большое количество электричества может привести к повреждению. Уменьшите потребление электроэнергии во время шторма, так как это может помочь предотвратить короткое замыкание и уменьшить ущерб в случае скачка напряжения.

  • Пройдите ежегодный осмотр электрооборудования

Вызовите сертифицированного специалиста и проведите электрический осмотр не реже одного раза в год.Они могут определить критические проблемы и решить их до того, как они станут опасными, потому что они знают, как исправить короткое замыкание.

  • Установить устройства, предотвращающие короткое замыкание

  1. Автоматические выключатели или предохранители: Автоматический выключатель — это коммутационное устройство в цепи, которое прерывает ненормальный ток. Он использует внутреннюю систему пружин или сжатого воздуха, чтобы определять любые изменения в текущем потоке. Это «разомкнет» цепь и отключит ток.Предохранитель — это устройство, обеспечивающее защиту от сверхтока. В нем есть металлическая полоса или проволока, которая плавится при прохождении через нее большого количества тока. Это прерывает цепь.
  1. Прерыватели цепи при замыкании на землю (GFCI): GFCI работает, сравнивая величину тока, протекающего в цепи и из нее. Если есть замыкание на землю или дисбаланс между входящими и выходящими токами, GFCI отключит электрическое питание.
  1. Прерыватели цепи при возникновении дугового замыкания (AFCI): AFCI разрывает цепь при обнаружении электрической дуги в цепи.Это помогает предотвратить электрические пожары.

Проверьте AFCI против GFCI и где вы должны их установить, чтобы получить дополнительную информацию о том, где вы должны установить AFCI и GFCI.

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. В нем хранится обширный перечень электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводных кабелей, предохранительных выключателей и т. Д.Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений в области электрического освещения. Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она имеет уникальную возможность предложить конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Нейтраль силового кабеля и заземление системы

Прокладка силовых кабелей среднего напряжения под землей сопряжена со своими собственными проблемами.С инженерной точки зрения перед установкой кабеля необходимо учесть несколько факторов. Наиболее упускаемый из виду, если не вполне понятный фактор, — это тип силового кабеля, который требуется для данного приложения, а также время заземления нейтрали или экрана кабеля.

Силовой кабель с концентрической нейтралью

Взгляните на рисунок 1. Этот тип кабеля используется коммунальными предприятиями для распределения энергии через подземные кабельные каналы. Он содержит нейтраль размером 1/3 (относительно фазного проводника), когда он используется для трехфазного питания, или полноразмерную нейтраль для однофазного питания.

Рисунок 1: Силовой кабель с концентрической нейтралью

Когда концентрическая нейтраль в этом кабеле заземлена с обоих концов, существует возможность циркуляции токов в нейтральном проводе (ток течет от одного конца к другому, затем в землю и обратно. в проволоку в исходном положении). Это может произойти либо из-за несимметричных токов нагрузки, индукции напряжения из-за рассеянного магнитного поля, либо из-за короткого замыкания, связанного с замыканием линии на землю. В любом случае эта токоведущая нейтраль составляет четвертый кабель (в трехфазной схеме).Когда эта установка устанавливается внутри кабелепровода, необходимо снизить допустимую нагрузку на дополнительный провод (во избежание тепловой перегрузки).

Имейте в виду, что для трехфазных проводов с 1/3 нейтралью эквивалентная нейтраль будет 1 / 3 x 3 = 1 полноразмерный нейтральный кабель в комплекте из трех кабелей внутри кабелепровода.

Рис. 2: Силовой кабель с концентрической нейтралью, используемый для подачи от подстанции к центрам нагрузки.

Силовой кабель с ленточным экраном (без нейтрали)

Иногда концентрический нейтральный проводник поверх изоляции не требуется, как правило, при подключении вторичной обмотки силового трансформатора к расположенному поблизости распределительному устройству или при подаче питания на промышленную нагрузку (которая обычно состоит из трех -фазные нагрузки).Для этого сценария используется кабель без нейтрального провода.

На рисунках 3 и 4 показан кабель, имеющий ленточный экран поверх изоляции EPR вместо концентрического нейтрального проводника. Лента представляет собой тонкий лист меди, который обернут вокруг кабеля и полностью закрывает его. Этот кабель дешевле (чем с нейтралью) в производстве.

Рисунок 3: Силовой кабель с ленточным экраном Рисунок 4: Силовой кабель с ленточным экраном.

Значение ленты-экрана

Вам может быть интересно, каково назначение ленты-экрана? Важнейшая функция ленты — равномерное распределение электрического поля, создаваемого напряжением на медном кабеле.С поврежденной лентой электрическое поле может свободно фокусироваться на заземленном поблизости материале. Это концентрированное поле создает нагрузку на изоляцию кабеля. Кроме того, любые дефекты в изоляции EPR или XLPE или проникновение влаги позволяют электрическому полю разъединять изоляцию, что приводит к преждевременному выходу кабеля из строя.

  • Повреждение изоляции кабеля из-за напряжения электрического поля. Источник: Cablab.
  • Продуванная оболочка кабеля

Рисунок 5: Повреждения кабеля

Допустимая нагрузка на ленточный экран по току

Из-за тонкой толщины ленты она не рассчитана на пропускание значительного тока нейтрали или тока короткого замыкания.Таким образом, чтобы предотвратить прохождение любого тока, ленточный экран заземляется только в одной точке на всем протяжении его прохождения. Это создает свои собственные проблемы.

В длинном кабеле, когда лента заземлена только на одном конце, напряжение начинает нарастать на ленте по мере того, как вы переходите к другому концу кабеля. Это представляет опасность для персонала, работающего поблизости.

Таким образом, чтобы обеспечить безопасность людей, работающих рядом с этими кабелями, на некоторых установках лента заземлена с обоих концов. В этой схеме для защиты ленточного экрана специальный заземляющий провод проходит с трехфазными проводниками в одном кабелепроводе.Рисунок 6: Для небольших участков, особенно между трансформатором и распределительным устройством, можно использовать силовой провод с ленточным экраном. Нейтральный провод в этом случае прокладывается отдельно — либо к шине нейтрали КРУ, либо к реактору нейтрали или резистору.

Сводка

  1. Для систем распределения электроэнергии: используйте силовой кабель с концентрическим нейтральным проводом. Заземлите нейтраль на обоих концах и в люках, где соединяется кабель.
  2. Для промышленного распределения электроэнергии или небольших участков внутри подстанции: используйте силовой кабель с ленточным экраном.Экран заземляющей ленты только на одном конце.

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Что такое одно- и трехфазное питание и что происходит, когда нейтраль вашего источника питания отключается?

  1. Главная страница ›
  2. Экономия электроэнергии›
  3. Общие советы ›
  4. Что такое одно- и трехфазное питание и что происходит, когда нейтраль вашего источника питания отключается?

Вы либо видели, либо слышали от других о проблеме высокого или низкого напряжения в своем доме.Сомнения чаще всего связаны с некачественным питанием или скачком напряжения. Но есть и другая причина, а именно «отключение нейтрали». В этом посте мы рассмотрим, как отключение нейтрали и его расположение влияют на производительность вашего источника питания.

Электропитание в вашем доме может быть однофазным, т. Е. 2-проводным с фазой и нейтралью или 4-проводным с 3 фазой и нейтралью. Подробнее об одно- и трехфазном питании. Электропитание распределяется параллельно к разным домам либо однофазной, либо трехфазной системой электроснабжения в зависимости от разрешенной нагрузки.Трансформатор на подстанции подключен по схеме треугольник-звезда, при этом вход является трехпроводным, трехфазным, а выход трансформатора — четырехпроводным, трехфазным. В зависимости от нагрузки энергокомпания санкционирует одно- или трехфазное электроснабжение вашего дома. Когда он однофазный, мощность поочередно распределяется от фаз R, Y и B, так что нагрузка на систему уравновешивается.

Что такое нейтральный терминал?

Нейтраль выводится из трансформатора, через который между фазой и нейтралью подается напряжение 240 В.Этот нейтральный провод заземлен на самом трансформаторе и проходит в дом в виде изолированного провода. Заземление нейтрального вывода удерживает нейтраль под напряжением земли. Это помогает поддерживать фазный потенциал на уровне 240 В минус несколько вольт в сторону падения напряжения. Из-за неуравновешенности нагрузки через нейтральный провод всегда течет ток обратно в систему. Помните, что нейтраль заземляется только на трансформаторе, а не на нагрузке, т. Е. В доме. Не следует заземлять нейтраль у себя дома.В этом случае часть тока может течь к источнику через землю с некоторой потерей мощности.

Что такое отключение нейтрали?

Отключение нейтрали аналогично отключению фазы. Если фазное питание отключено, в этой фазе не будет электричества в вашем доме и не будет нанесен ущерб. Теперь представьте себе отключение нейтрали по сценарию, приведенному ниже, и то, как напряжение ведет себя на выводах различных фаз.

На трансформаторе

Трансформатор питает нагрузку во всех трехфазных сетях, а распределение таково, что нагрузка сбалансирована в пределах плюс / минус 5-15%.Из-за отключения нейтрали на трансформаторе его потенциал будет плавающим в зависимости от дисбаланса нагрузки. Теперь, если дисбаланс нагрузки значительный, скажем, плюс-минус 15%, фаза с низкой нагрузкой, напряжение станет высоким, и электронное оборудование, предусмотренное в этой фазе, может сгореть и снизить нагрузку, что может вызвать эффект домино. В то же время фаза с высокой нагрузкой будет испытывать низкое напряжение, но не повредит электронику / свет / вентилятор. Но это может привести к повреждению оборудования с электроприводом, а также к возникновению дыма или пламени, снижению нагрузки в этой фазе или отключению из-за защиты действия стабилизатора.В любом случае нагрузка снижается, а напряжение повышается. Теперь нейтраль может перейти в состояние устойчивости, и последовательность повреждений оборудования может прекратиться.

Так объясняются жалобы на повреждение оборудования в обществе, и каждая квартира / дом сталкивается с этой проблемой.

У вас дома

Дисбаланс нагрузки будет значительным, как и дисбаланс напряжений. Существует вероятность существенного повреждения электронного оборудования в связи с явлением, описанным выше.

В доме с однофазным подключением

Поскольку нейтраль отключена, в доме не будет электропитания. Вы будете искать MCB или RCCB, но без отключения и что дальше? Естественное отключение приведет к появлению фазного напряжения на клемме нейтрали. Обнаружить это можно только при помощи тестера. Убедитесь, что это испытание проводится с помощью электрика.

Нейтраль отключена, но касается земли

А! Это самый безопасный режим отключения при отключении нейтрали и касании земли.Теперь обратный ток течет обратно к источнику через землю. Потенциал нейтрали не сильно смещается и не повреждает какое-либо оборудование.

Как часто это бывает?

В воздушной распределительной сети LT это может быть обычным явлением во время штормов, особенно в деревнях с ненадлежащим обслуживанием нейтрального провода. Это одна из причин, по которой сельчане будут использовать землю в качестве обратного проводника вместо нейтрали, потому что нет надежности воздушных проводов.Раньше в городах была широко распространена воздушная раздача LT, но в то время электронная или моторизованная техника также была не очень распространена в домах и не вызывала особой жалобы. При LT-распределении по кабельной сети вероятность таких инцидентов очень мала, кроме случаев, когда есть перерыв в техническом обслуживании.

Какое решение?

На данный момент не существует стандартного продукта, продаваемого какой-либо компанией, производящей распределительное устройство. MCB не будет работать, так как ток не будет очень высоким, и RCCB также не будет работать, поскольку нет утечки тока.Можно представить себе самодельную схему, предусматривающую трехполюсный силовой контактор на 63 А после входных автоматических выключателей с катушкой, подключенной к фазе, а другой — к нулевой шине в распределительной коробке. Когда нейтраль отключена, катушка не получает питания и размыкает контактор. Схема, нарисованная от руки, приведена ниже. Показан входящий TPN 63A, но у одного должно быть твердое нейтральное соединение.

Об авторе:
Г-н Махеш Кумар Джайн — выпускник Университета Рурки (IIT Roorkee) со степенью в области электротехники, проработавший 36 лет на индийских железных дорогах.Он ушел из Индийских железных дорог с должности директора IREEN (Институт электротехники Индии), а также работал главным инженером-электриком на многих железных дорогах. Он выполнял обязанности электрического инспектора правительства. Индии. Г-н Махеш Кумар Джайн увлечен вопросами электробезопасности, пожарной безопасности, надежности, потребления / сохранения / управления электрической энергией, электрических приборов.