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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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.
Наиболее вероятные причины нагрева
На тематических форумах периодически возникают споры относительно причин, вызывающих нагрев жил с нулевым потенциалом при нормальном состоянии фазных проводов бытовой сети. Несмотря многочисленные дискуссии по данному вопросу, существует всего три фактора, способные вызвать рассматриваемое негативное воздействие:
- Низкая надежность электрического контакта.
- Влияние высших гармоник.
- Повышенная нагрузка на ноль.
Предлагаем детально рассмотреть каждую из перечисленных выше причин.
Низкая надежность электрического контакта
Указанная причина наиболее характерна для старых проводок из алюминиевых проводов. Недостатки этого материала неоднократно описывались в других публикациях на нашем сайте, но не будет лишним еще раз кратко перечислить их:
- Образование оксидной пленки на проводе, что вызывает рост сопротивления контакта.
- Пластичность материала требует регулярного подтягивания соединений.
- Перегрев алюминиевого провода повышает его хрупкость.
Учитывая, что внимание чаще уделяется электрическим контактам фазных проводов, про нулевую шину часто забывают. В результате со временем увеличивается сопротивление контакта, он нагревается и рано или поздно отгорает. Ради справедливости следует заметить, что данная проблема может наблюдаться и у медных проводов
Пример плохого контакта с нулевой шиной в квартирном щитке продемонстрирован на фото
Ради справедливости следует заметить, что данная проблема может наблюдаться и у медных проводов. Пример плохого контакта с нулевой шиной в квартирном щитке продемонстрирован на фото.
Перегрев нулевых проводов из-за плохого контакта
Характерно, что приведенная проблема чаще всего проявляется именно в квартирных щитках, а не электроточках. Это объясняется тем, что на контактные соединения проводов с нулевой шиной приходится более значительная нагрузка, чем на отдельную розетку.
Влияние высших гармоник
С появлением в быту и офисах большого количества электрических приборов, оснащенных импульсными БП возникла проблема с перегревом и, как следствие, разрушением (отгоранием) провода рабочего нуля. Это происходит по причине перегрузки последнего токами высших гармоник. То есть, возникает ситуация, при которой на ноль приходится больший ток, чем на фазные проводники. При этом установка защитных устройств часто производится только на последние.
С появлением большого числа электропотребителей, создающих нелинейные нагрузки, происходит повышение тока, идущего через рабочий ноль. Это может привести к отгоранию последнего в старых энергосистемах. Примеры бытовых электроприборов вызывающих нелинейность:
- Микроволновые, индукционные, а также дуговые электропечи.
- Светодиодные и газоразрядные источники света.
- Все устройства с импульсными БП.
- Инверторные электрические машины и т.д.
Чтобы не допустить обрыва нуля вследствие влияния высших гармоник, в некоторые нормативные документы были внесены изменения
В качестве примера можно привести ГОСТ 30804.4.30 2013, в котором предписывается при расчетах принимать во внимание гармоники, чей порядок от 40-го и выше. В ГОСТе 50571.5.52 2011 рекомендуется выбирать сечение кабеля в зависимости от самой нагруженной токоведущей жилы, при этом должна учитываться и токовая нагрузка рабочего нуля. К сожалению, рамки текущей статьи не позволяют более полно раскрыть тему высших гармоник, но мы обязательно к ней вернемся в одной из последующих публикаций на нашем сайте
К сожалению, рамки текущей статьи не позволяют более полно раскрыть тему высших гармоник, но мы обязательно к ней вернемся в одной из последующих публикаций на нашем сайте.
Повышенная нагрузка на ноль
Иногда можно услышать, что перегрев провода нуля связан с повышенной нагрузкой из-за подключения соседа к шине РЕ с целью воровства электричества. Такой вариант интересен, но не реализуемый. В одной из наших публикаций, где описывались различные конструкции электросчетчиков, рассматривалась их устойчивость к различным способам воровства электрической энергии. В частности, там разбирался вариант использования земли в качестве рабочего нуля и объяснялось, почему данный способ не работает на современных устройствах энергоучета.
Как уже упоминалось выше, в нулевом рабочем проводе ток может превысить фазный только в случаях проявления высших гармоник. Подключение соседа к нулю (в Вашем щитке) вызовет перегрев данного провода, если в результате таких действий образуется плохой контакт с общей шиной.
Как не допустить критического нагрева нуля?
Поскольку в масштабах квартиры влияние высших гармоник незначительно, то сразу перейдем к проблеме плохих электрических контактов. Если Вы обнаружили в квартирном щитке проблемное место, где греется электрическое соединение, то в первую очередь отключите вводный автомат и убедитесь, что после этого ток не течет. Проверку лучше выполнить, комбинируя пробник напряжения и мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока.
Убедившись в отключении питания, ослабьте проблемный контакт (как правило, это винтовой зажим), чтобы извлечь из него провод. Произведите его зачистку, а также зажима. Если разводка щитка выполнена многожильным медным проводом, то его концы необходимо залудить или обжать. После этого можно собрать контакт. Следует учитывать, что «пережатие» провода винтовым соединением также нежелательно, как и слабый зажим.
Прямой контакт меди и алюминия недопустим, поскольку эти материалы образуют гальваническую пару, в результате электрическое сопротивление такого соединения довольно быстро возрастет.
Если монтаж выполнен при помощи тонких проводов, то желательно произвести их замену. Как правильно подобрать сечение в зависимости от тока нагрузки, рассказано на нашем сайте.
Защита от перекоса фаз
Наиболее оптимальный вариант для данного случая — установка реле напряжения.
Реле напряжения
Это устройство обеспечит защиту, как от падения напряжения, так и его чрезмерного увеличения. В качестве альтернативного решения можно предложить установку стабилизатора на всю квартиру. Несмотря на более высокую стоимость преимущества очевидны – «проседание» или перенапряжение не будет вызывать отключение подачи электроэнергии.
Неправильное подключение выключателя к люстре
В старых квартирах часто допускали ошибку: разрывали не фазу, а ноль. При такой ситуации освещение от выключателя работало нормально, но создавалась опасность получения электротравмы при замене лампочки, которая всегда была под потенциалом фазы.
Если при такой ситуации воспользоваться емкостным индикатором, то он будет светиться на обоих контактах цоколя лампочки и одном — выключателя.
Причина кроется в том, что потенциал фазы по разорванной цепочке от квартирного щитка дошел до отключенного контакта выключателя.
А условий для прохождения тока нет — схема разомкнута. На своем языке электрики говорят — разрыв или обрыв нуля.
Подобная ситуация может проявиться и в электрической розетке. Для этого достаточно отсоединить ноль на входе их блока и иметь параллельную цепочку с подключенным сопротивлением, например, настольной лампой.
Подобный случай может возникнуть в упрощенной схеме домашней проводки, когда не выполнено разделение на силовые цепи розеточной группы и освещения, а все защиты квартиры выполнены электрическим пробками или автоматическими выключателями серии ПАР.
При обрыве нуля на входе розетки, находящейся, например, на кухне и включенном выключателе освещения в комнате повторится подобная ситуация, когда емкостной индикатор напряжения будет светиться в обоих гнездах розетки, указывая на потенциал фазы.
Что понадобится для работы?
Самостоятельный ремонт неисправной розетки выполняется с использованием элементарных инструментов и приспособлений.
Инструменты для восстановления розетки
- Набор отверток.
- Острый нож.
- Изолента.
- Напильник.
- Пассатижи.
- Инструмент для определения напряжения.
Инструменты для восстановления розетки
С помощью последнего инструмента вы сможете определить, удастся ли вообще выполнить ремонт. Возьмите индикатор и приложите его рабочий орган к проводам. Если напряжение отсутствует, то проблема может быть вовсе не в розетке, а, к примеру, в проводке либо пакетнике. В случае же если с проводами все нормально приступайте к ремонту розетки.
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.
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.
Электромеханическое УЗО
Внутри этого аппарата находится трансформатор тока с тремя обмотками — двумя первичными, включёнными встречно и подключёнными к нулевому и фазному проводникам, и вторичной, к которой подключается катушка электромагнитного расцепителя. В нормальной ситуации ток в обоих первичных обмотках одинаковый, а во вторичной катушке отсутствует.
При прикосновении человека к элементам, находящимся под напряжением, появляется ток утечки, равенство нарушается и появляется ток во вторичной обмотке. Это приводит к срабатыванию защиты. Такая конструкция не нуждается в дополнительном источнике питания и УЗО сработает при обрыве нуля.
Обрыв нулевого провода
Обрыв нулевого провода (N) – очень опасное явление, возникающее в электроустановках. Случается, что в одних квартирах выгорают электроприборы, а в других остаются работоспособными. Рассмотрим, с чем связано это явление.
Все многоквартирные дома имеют трехфазный ввод. В новых домах все сети уже пятипроводные L1+L2+L3+N+PE, т.е в каждую квартиру приходит три провода, а в старых домах сети выполнены четырехпроводными L1+L2+L3+PEN. В таких домах все квартиры (потребители) равномерно распределяют на три фазы.
Но, у трехфазных сетей есть два существенных недостатка: обрыв нулевого провода и перекос фаз, когда одна или две фазы нагружены больше, чем остальные.
В зависимости от того, в каком месте произошел обрыв нулевого провода, возможны различные последствия от этой аварийной ситуации.
1 Обрыв нуля (PEN-провода) в питающем кабеле, например на подстанции питающей наш дом.
В таком случае, наверное, мы даже и не заметим, что произошел обрыв нулевого провода, поскольку все электроустановки должны иметь повторное заземление. В нормальных условиях заземлитель будет состоять из двух контуров: на подстанции (4 Ом) и контура повторного заземления (около 30 Ом), которые соединены через PEN-проводник. При обрыве нуля у нас останется один контур, что вполне безопасно, если сделано так, как показано на картинке ниже:
Обрыв нулевого провода на ТП
2 Обрыв нуля в кабеле, питающем этажные щитки, например «отгорел» N-провод (PEN-провод) в вводно-распределительном щите здания (ВРУ, ГРЩ).
Такое явление очень опасно. Именно в таких случаях происходит массовый выход из строя электроприборов. При обрыве нуля или значительном увеличении сопротивлении (плохой контакт между проводом и шиной N) происходит «перекос фаз». В квартирах, где включено мало электроприборов напряжение увеличивается и может достигать чуть ли не 380В, а в других квартирах, где в это время включены мощные электрические приборы, наоборот напряжение может упасть ниже 220В. Низкое напряжение может также привести к выходу из строя некоторых приборов.
Обрыв нулевого провода после ВРУ
Для защиты рекомендуется в квартирном щитке установить расцепитель минимального/максимального напряжения.
3 Обрыв нуля в квартирном щитке.
Этот случай повлияет только на вашу квартиру. Электроприборы работать не будут, но в розетках может наблюдаться вторая фаза, которая может попасть в нулевой провод через лампочку. Вернее это одна и та же фаза. Мультиметр покажет в розетке 0 В, а индикаторная отвертка будет светится в двух полюсах розетки. А если еще вы решили заземлить, например, вашу стиральную машину нулевым проводом, то на корпусе машины будет опасное напряжение.
Две фазы в розетке
Ни в коем случае не используйте нулевой провод для заземления! Только PE-провод.
Теперь начинаешь понимать некоторые нормативные требования, такие как: повторное заземление, запрет присоединения нулевого и защитного проводников под общий зажим, 5-проводные (3-проводные) сети.
Если я где-то не прав, то вы меня, пожалуйста, поправьте
Советую почитать:
Разновидности спектрального состава люминесцентных ламп
Назначение различных типов опор для ВЛ
О том, как электросети пытаются манипулировать
#11 О прокладке взаиморезервирующих кабелей в траншеях
Откуда в розетке 380в при обрыве нуля — наглядно, доступно, без формул.
Наверняка у каждого из вас, хотя бы раз в жизни сгорали бытовые приборы от перенапряжения. При этом многие слышали, что подобное не редко случается из-за обрыва ноля.
Давайте наглядно без формул, векторных диаграмм, смещений нулевых точек и т.п., с точки зрения обывателя попытаемся разобраться, каким же образом напряжение 380в, вместо привычных 220в, может оказаться в ваших розетках.
Ведь действительно возникает логичный вопрос, как это так, оборвался или отгорел один из проводов, а напряжение ни то что не пропадает, а становится даже больше.
Понимание этого процесса будет полезно каждому потребителю, дабы потом не возникало вопросов, зачем электрики пытаются «всунуть» в электрощиток, непонятные реле, стоимостью несколько тысяч рублей.
Чтобы доступно разобраться в сути этого явления, давайте вспомним разницу между последовательной и параллельной схемой подключения электроприемников.
При параллельном подключении, фазный и нулевой проводники одновременно приходят ко всем потребителям в цепи. Нарисуем такую схемку, где этими потребителями будут обыкновенные лампочки накаливания.
На входе напряжение составляет 220в. При таком подключении, на каждой лампочке напряжение будет одинаковым, и при достаточном сечении проводников и малой нагрузке, не будет сильно отличаться от вводного.
При этом отключение или включение каждой лампочки по очередности, не сильно скажется на его значениях. Именно по такой схеме и подключены все розетки в ваших квартирах.
Однако если напряжение будет одинаковым, ток в цепи будет разным. Общее его значение складывается из суммы токов проходящих через лампочку №1 и №2.
Вы можете включать и более мощные приборы (лампы 200Вт, чайник), и все будет прекрасно работать.
Схема последовательного подключения несет в себе уже существенные изменения. Здесь питающий проводник (это может быть фаза или ноль), сначала приходит на первую лампочку, а далее от нее уходит на следующую.
Только после этого он возвращается на вводной автомат или в общую сеть.
Не важно количество токоприемников, их может быть 2,3,4 и более. Главное, чтобы они были строго подключены один после другого. Что же изменится, если вы включите последовательно две лампы по 100Вт? А случится то, что напряжение на них упадет примерно в два раза
Что же изменится, если вы включите последовательно две лампы по 100Вт? А случится то, что напряжение на них упадет примерно в два раза.
При этом общее вводное напряжение будет складываться из суммы падений напряжений на лампе №1 и лампе №2. То есть, 110в на одной и 110в на другой. Кстати, такой казалось бы недостаток, можно очень хитро использовать несколькими способами.
Напомню, что в параллельной схеме, U везде было одинаковым, не важно в какой точке. Здесь же одинаковым будет ток, при том в любой части электрической цепи I=I1=I2. Однако такая ситуация с равномерным падением напряжения, будет наблюдаться только в том случае, если все эл.приемники будут одинаковой мощности
Стоит вместо одной 100Вт лампы вкрутить 200 ваттную, и вы сразу же увидите разницу
Однако такая ситуация с равномерным падением напряжения, будет наблюдаться только в том случае, если все эл.приемники будут одинаковой мощности. Стоит вместо одной 100Вт лампы вкрутить 200 ваттную, и вы сразу же увидите разницу.
На лампочке 100Вт будет напряжение 146В и она будет гореть довольно ярко. В то же время более мощная 200 ваттная будет еле светиться.
Связано это с тем, что падение напряжения напрямую зависит от сопротивления потребителя. На более мощных приборах сопротивление маленькое.
Вот примерные данные по стандартным лампочкам, предназначенным для работы в сети 220В:
{SOURCE}
Защита от обрыва нуля в трехфазной сети
Обрыв нулевого провода в системе заземления TN-C-S имеет свои особенности. Эта система электроснабжения наиболее распространена.
Система заземления TN-C-S
От трансформатора подстанции к потребителю электроэнергии подходят четыре проводника. Это три фазных провода L1, L2, L3 и проводник PEN, который совмещает функции рабочего нуля N, и защитного провода PE. У трансформатора подстанции проводник PEN заземлен. На входе в здание на ВРУ (вводное распределительное устройство) или в силовом щите проводник PEN разделяют на рабочий ноль N и защитный PE.
На лестничную площадку каждого этажа подводят 3 фазы, рабочий ноль и защитный провод. Далее 3 фазы стараются равномерно распределить по квартирам. Нагрузки в квартирах далеко не одинаковые, но напряжения по фазам примерно одинаковые. Это вызвано тем, что сдвиг фазы трехфазного тока составляет 120 градусов и при одинаковых нагрузках на 3 фазах ток нейтрали будет равен 0. При расхождении нагрузки на фазах, на нейтрали появится небольшой ток.
То есть, в этом случае нейтраль является компенсатором при расхождении нагрузок по фазам. Если произошел обрыв проводника PEN распределительного устройства в системе электроснабжения TN-C-S, то напряжение по фазам в квартирах может очень сильно отличаться. Напряжение в квартирах, где включена большая нагрузка (духовка, печь) может быть небольшим, а в квартирах, где нагрузка небольшая, напряжение может вырасти до максимума 380 В. Повышенное напряжение, появляется на нейтральном проводнике через нагрузку соседней квартиры, с другой фазой.
Подключение РН-113 в электрощитке
Высокое напряжение выведет из строя все включенные электроприборы и освещение. Так как в системе TN-C-S проводники N и PE соединены вместе, то при появлении напряжения на проводнике N вызовет напряжение на защитном проводнике PE, который соединен с корпусами электроприборов. При прикосновении человека к корпусу электроприбора и одновременном касании открытых частей металлических конструкций (металлические трубы, раковины, ванны) имеющих другой потенциал, получит удар током.
В некоторых домах возможно повторное заземление ВРУ или домовых электрощитов. В этом случае на корпусах электроприборов будет находиться уравнивающий потенциал, что значительно снизит вероятность поражения человека током. Для защиты от обрыва нуля в квартирах нижних этажей можно устанавливать заземляющий контур.
Однако индивидуальные контура заземления не способны в полной мере защитить человека от поражения электрическим током в виду недостаточной влажности и состава почвы, сопротивления заземления, не соблюдения правил монтажа контура и его обслуживания
Поэтому важно устанавливать в квартирных щитках реле напряжения, которое защитит электроприборы и человека от поражения током. Для полноты защиты наряду с реле напряжения устанавливают УЗО (устройство защитного отключения)
Пример квартирного щитка с УЗО и реле напряжения
Если произойдет обрыв нуля в квартирном щитке или в электропроводке квартиры, то есть обрыв нуля в однофазной сети 220 вольт, то такая неисправность не страшна для электроприборов, так как электрическая цепь не замкнута, в результате чего прибор работать не будет. Для человека обрыв нуля в однофазной сети 220В может нести опасность, если:
– нулевой провод используется как защитное заземление и присоединен к корпусу электроприборов (что запрещено):
– оголенный нулевой провод касается корпуса электроприбора.
Для защиты также рекомендуется устанавливать УЗО и реле напряжения в квартирный щиток.
Обрыв нуля, отгорание нуля – последствия!
Рейтинг: 5 / 510Обрыв нуля, отгорание нуля – последствия!
«Все, что нас не убивает, делает нас сильнее». Спорное утверждение.
Его точно нельзя отнести к электричеству, потому что воздействие тока на человеческий организм зависит от огромного количества факторов начиная с температуры тела и заканчивая наличием болезней.
Разумеется, никто не застрахован от попадания под напряжение. Зато легко можно уменьшить вероятность такого происшествия. В этой статье расскажем подробно про обрыв или отгорание нуля, последствия этого, и меры защиты.
Как известно, наибольшее распространение получили три схемы питания электроприемников: треугольник, звезда и звезда с нулем. Первые две применяются преимущественно там, где нагрузка распределена равномерно по трем фазам.
Совет
Например, по таким схемам соединяются обмотки электродвигателей или трансформаторов. В жилых и общественных зданиях использую схему соединения «звезда с нулем» – обычная звезда с нулевым проводом.
Чем обусловлено ее применение?
Дело в том, что в жилом и общественном секторе нагрузка однофазная: одна квартира (этаж или частный дом) питается от одной фазы, следующая – от второй, еще одна – от третьей, далее – по второму кругу. Так как в вводной щит подходит три фазы напряжения, количество квартир в доме или подъезде кратно трем.
Этим пытаются добиться равномерной загрузки трех фаз. Однако нельзя достичь того, чтобы все квартиры включали и выключали электроприборы в одно и то же время. Чтобы сохранить симметричной трехлучевую звезду напряжений (слева), применяют нулевой проводник.
Неравномерность электрических нагрузок в виде электрического тока буквально стекает в землю по нулевому проводу (ток на рисунке).
Фото 1: графики эл. нагрузок в виде эл. тока
Сейчас квартиры и офисы наполнены бытовой электроникой – компьютерами, источниками бесперебойного питания, светодиодными лампами. Эти приборы создают токи большой частоты, которые тоже стекают в землю по нулевому проводу.
Токи нагревают место плохого контакта – а там наибольшее сопротивление. От нагрева сопротивление растет еще больше, это, в свою очередь, приводит в большему нагреву, в итоге нулевой провод может отгореть.
Рассмотрим этот вполне реальный случай; те же рассуждения будут при обрыве нулевого провода по каким-то другим причинам.
Фото 2: обгоревший нуль
Отгореть провод может в разных местах, которые можно свести к двум случаям:
1) обрыв общий: в трехфазном этажном щитке или вводном щите;
2) обрыв индивидуальный: в автомате, защищающем квартиру, или распределительной коробке, или розетке.
Во втором случае возможны два варианта: или в квартире/розетке просто пропадет напряжение, или напряжение 220-230 В будет даже там, где его совсем не ждут.
Может сложиться интересная картина: электроприборы работать не будут, и мультиметр покажет, что в розетке нет напряжения. На самом же деле напряжение будет и на фазе, и на нуле.
Напряжение с фазы на ноль может передаться через электрическую цепь какой-нибудь нагрузки, соединяющей фазу и ноль, будь то лампочка или зарядное устройство.
Обратите внимание
И если схема защитного заземления в квартире собрана неправильно, на корпусе микроволновки или стиральной машинки может появиться напряжение в 220 В. Опять же обычный автоматический выключатель этого не заметит. Защита техники от последствий обрыва достигается установкой в щитке реле контроля напряжения.
Фото 3: вольтметры
Перейдем от слов к цифрам. Обозначим напряжение в месте обрыва (или присоединения) нулевого провода как , – сопротивление фазы X или нулевого провода N. – ток в фазе X или нулевом проводе N. Все эти величины комплексные, т.е.
в расчетах надо учитывать сдвиг фаз в 120°.
Расчеты токов и напряжений в нормальном режиме (вместо подставляем сопротивление нулевого провода) и при обрыве нуля ( ) проводят в таком порядке: ищут напряжение в нулевой точке, вычисляют «искаженное» фазное напряжение и ток в фазе .
В нормальном режиме ток в «нуле» равен суме комплексных фазных токов.
Социальные кнопки для Joomla
Как защититься от обрыва нуля
Как с этим бороться? Уберечь себя от повышенного напряжения при обрыве ноля, можно несколькими способами.
Первый способ — это выполнить надежное повторное заземление нулевого проводника. Забегая наперед скажу — способ этот плохой и вредный.
Данный метод можно использовать в частных домах
Не важно однофазный или трехфазный у вас ввод. Самое главное, сделать качественный заземляющий контур
После этого, соединяете отдельным проводником шинку нулевой жилы с этим контуром. В случае обрыва нулевого провода, электроснабжение ваших бытовых приборов останется в равновесии и никакого большого перекоса не случится.
Ток будет течь от фазы через сопротивление потребителя и уходить через нулевую шинку и его проводник на землю. И так по всем остальным фазам.
Небольшой перекос здесь конечно же будет присутствовать, но его величина будет зависеть от качества вашего контура заземления. Однако этот способ защиты имеет один жирный минус, который перечеркивает все его преимущества.
Безусловно, контур заземления делать нужно, с этим никто не спорит. Вопрос в том, соединять ли его с нулевым проводником.
Ведь если он будет качественным (10 Ом или даже 4 Ом) только у вас одного по всей улице, а обрыв нулевого провода случится не возле вашего дома, а в самом начале ВЛ, то на этот контур тут же «сядут» все ваши соседи.
Фактически весь суммарный ток пойдет через ваш нулевой проводник. Если вы ноль завели через двухполюсный или четырех полюсный автомат, то он скорее всего выбьет от перегрузки. В противном случае ждите пожара и оплавленной проводки.
Поэтому правильно собранный щит (вводной автомат подобранный по нагрузке, заземляющий медный проводник сечением не менее 10мм2) — залог вашей безопасности.
Еще один недостаток такой «контурной защиты» — опасность самому попасть под напряжение. Допустим, несколько лет назад вы сделали отличный контур.
Но по причине наличия солей в почве, он постепенно сгнил, а вы об этом даже и не догадываетесь.
В итоге при очередном обрыве нейтрали, все заземленное электрооборудование у вас дома окажется под напряжением. Никакой земли то уже нет. А потенциал фазы начнет гулять по корпусам приборов.
Пошел открыть холодильник — удар током, зашел в душ — попал под напряжение.
Поэтому надежнее и безопаснее всего применять другой метод.
