Обрыв нуля в однофазной сети

Обрыв нулевого провода в трехфазной и однофазной сетях

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

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

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

Функция рабочего ноля

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

Кривая зависимости удельного сопротивления грунта от влажности

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

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

Схематическое отображение заземления и зануления

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

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

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

Аварийное отключение рабочего ноля

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

Делитель напряжения, образующий ноль в розетке

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

При обрыве ноля индикатор будет показывать две фазы в розетке

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

Влияние обрыва ноля на потребителей

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

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

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

Способы защиты от обрыва ноля

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

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

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

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

Похожие статьи

Закон Джоуля — Ленца

Токи Фуко. Вихревые токи и их применение

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.

Почему происходит отгорание нуля?

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

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

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

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

Что происходит при отгорании нуля?

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

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

Подобное явление может вывести из строя вашу технику !

Что делать, спросите вы? Существует защита.

Защита от отгорания нуля.

Для защиты от вышеуказанных инцестов умные люди придумали реле контроля напряжения. Если напряжение выходит за допустимые пределы, реле отключает его, защищая тем самым все подключенные приборы и оборудование.

Напоследок небольшое видео, где наглядно можно увидеть, что происходит при отгорании нуля.

Такие вот дела. Если есть, что дополнить, оставьте комментарий.

Также советую подписаться на обновления блога. чтобы. получать новые статьи прямо к себе на e-mail.

Теперь вы знаете, что такое отгорание нуля, что происходит при отгорании нуля и какая бывает защита от отгорания нуля.

P.S. Если данная информация оказалась полезной для вас, поделитесь ссылкой с друзьями социальных сетях. Спасибо за внимание.

Привет) Вот есть у мня вопрос! На объекте произошел один инцидент: а именно подключали к зданию болюшуший гнератор, естсственно 3 фазный, но провода на ген подцел один, а конечный кабель был подключен другим человеком. В результате чего были перепутаны 0 с одной из фаз ) результат то понятен куча всего сгорело. Так вопрос вот в чем обязан ли второй электрик был проверить провода на наличие фаз и 0 или виноват первый который подключил на фазу синий провод а на 0 чрный ?

Самое смешное что нулевой рабочий проводник должен быть голубого цвета согласно ПУЭ. Но и при подключении электрик обязан проверить наличие или отсутствие напряжения и ситуация действительно двоякая. Виноваты посути оба по моему субъективному мнению. Но если создана комиссия она решит кто виноват.

Последствия отгорания (обрыва) нулевого провода в трехфазных сетях

При симметричной нагрузке в трёхфазной системе питание потребителя линейным напряжением возможно даже при отсутствии нейтрального провода. Однако, при питании нагрузки фазным напряжением, когда нагрузка на фазы не является строго симметричной, наличие нейтрального провода обязательно. При его обрыве или значительном увеличении сопротивления (плохом контакте) происходит так называемый «перекос фаз», в результате которого подключенная нагрузка, рассчитанная на фазное напряжение, может оказаться под произвольным напряжением в диапазоне от нуля до линейного (конкретное значение зависит от распределения нагрузки по фазам в момент обрыва нулевого провода). Это зачастую является причиной выхода из строя бытовой электроники в квартирных домах, который может приводить к пожарам. Пониженное напряжение также может послужить причиной выхода из строя техники.

67.Цепи электроснабжения. Необходимость трансформаторных подстанций.

Необходимость в проектировании трансформаторных подстанций возникает при строительстве новых объектов и реконструкции существующих, модернизация предприятий и смене профиля деятельности. Рост экономики и развитие жилищного сектора требует постоянного изменения конфигурации распределительных электрических сетей и ввода новых мощностей, существующие подстанции уже не справляются с нагрузкой, а зачастую просто не удовлетворяют потребителей своей надежностью. Причем для эксплуатирующей организации лучше, чтобы эту работу выполняла та же компания, которая в дальнейшем будет осуществлять монтаж оборудования и оказывать услуги по текущему обслуживанию

В общем случае взаимодействие с заказчиком включает в себя следующие этапы:

• получение технического задания;
• определение структурной схемы объекта;
• расчет мощности трансформатора, токов короткого замыкания, заземления, параметров релейной защиты;
• подбор и согласование оборудования:
  • силового трансформатора(ов);
  • шин;
  • изоляторов;
  • защиты;
  • систем учета и т. д.

Системой электроснабжения является совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. В свою очередь, электроустановки — это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

68.Устройства защиты электросетей.

На сегодняшний день устройства защиты бытовых электросетей бывают трёх видов:

· Автоматический выключатель· Устройство защитного отключения· Дифференциальный автоматический выключатель (далее – дифавтомат)Первые два вида принципиально различаются между собой, обеспечивая защиту от различных типов опасности. А именно: · Автомат – защита от короткого замыкания и перегрузки в электросети (нагрев – пожар);· УЗО – защита от так называемого тока утечки (удар током от корпуса прибора и пожар);Иными словами, если, к примеру, подключить одновременно несколько очень мощных потребителей энергии (электрочайник, утюг, масляный обогреватель, микроволновку) и тем самым перегрузить сеть то сработает автомат – отключит нагрузку, предотвратив тем самым нагрев проводки и, как следствие, пожар (УЗО в этом случае не сработает). А вот если изоляция питающего провода электроприбора нарушена и на корпус прибора попадает электрический ток, то человека может ударить током, когда он только дотронется до неисправного прибора. Автоматический выключатель при этом не сработает и человек может получить серьезную электротравму. Для предотвращения таких случаев и существует УЗО. Оно за миллисекунды определит, что произошло и отключит ток. · Дифавтомат является комбинированным устройством, совмещающим в себе свойства автомата и УЗО (защищает от обоих видов опасности) и, следовательно, он сработает и отключит нагрузку в обоих случаях. Проще говоря, автомат защищает электропроводку, УЗО – человека, а дифавтомат – и то и другое Т.е. максимальная электробезопасность может быть обеспечена только наличием в сети подключенных последовательно автомата и УЗО или дифавтоматом вместо них. 69.Заземление. Сопротивление заземления. Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Сопротивление заземления (сопротивление растеканиЮ электрического тока) определяется как величина "противодействия" растеканию электрического тока в земле, поступающего в нее через заземлитель.

Измеряется в Ом и должно иметь минимально низкое значение. Идеальный случай — нулевая величина, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании "вредных" электротоков, что гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение землей.

Заземление микроэлектронных (сигнальных) схем

Заземление на «корпус»

70.Индикаторная отвёртка, её устройство и использование.

Серьезный плюс заключается в том, что никого не нужно учить, как пользоваться отверткой индикатором – он максимально прост в использовании. И при этом он позволяет моментально определить отсутствие или наличие напряжение на включателе или в розетке.

В данной статье рассмотрим, что такое отвертка индикатор их основные разновидности и конструкцию, а также как пользоваться отверткой индикатором .

185.154.22.117 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Источники: http://infoelectrik.ru/nemnogo-osnov-elektrotehniki/obryv-nulevogo-provoda-v-trexfaznoj-i-odnofaznoj-setyah.html, http://elektrobiz.ru/zametki-elektrika/zashhita-ot-otgoranie-nulya.html, http://studopedia.ru/11_90982_posledstviya-otgoraniya-obriva-nulevogo-provoda-v-trehfaznih-setyah.html