Содержание

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 R

1-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



www.asutpp.ru

Защита от обрыва нуля - Всё о электрике в доме

Обрыв нуля. Что происходит и как защититься

В последнее время не редкими стали слова: оборвался ноль, обрыв нуля, вследствие того, что отгорел нуль, в квартире сгорела вся подключенная к электросети техника. Вероятней всего, для многих людей смысл сочетания этих слов не совсем понятен. Зато понятно, когда из-за обрыва нуля в электросети перегорают бытовые приборы.

Фраза «обрыв нуля» – это технический термин. Он означает, что отсутствует контакт рабочего нулевого проводника. Все здания и жилые дома питаются от трансформатора трехфазной сети (с глухо заземленной нейтралью), обмотки которого включены в «звезду» (ноль и три фазы). При возникновении неравномерности нагрузки по фазам в нулевом проводе возникает электрический ток.

Предсказать точно, как распределяется нагрузка, в данный момент времени и какая она будет на той или иной фазе, невозможно. Может так получиться, что нагрузка в одной фазе будет большая, а в двух других – почти полное ее отсутствие. Для уравновешивания системы в нулевом проводе и возникает ток, который будет почти равен величине тока в фазном проводе.

Обрыв нуля в трехфазной сети

Обрыв нуля в трехфазной сети может произойти, как от перегрузки, так и от короткого замыкания, или же от того, что в местах соединения плохой контакт. Переходное сопротивление в каком-либо месте этого нулевого провода слишком большое или часть нулевого провода выполнена проводом меньшего сечения. Тогда в этом месте может образоваться разрыв (проводник отгорит).

В электролинии, которая расположена после обрыва, получается перекос фаз. Напряжение, которое поступает в каждую из квартир, будет зависеть от общей суммарной мощности всех электроприборов, подключенных к сети в этих квартирах. В одну часть квартир многоквартирного дома поступает повышенное напряжение, в другие квартиры – пониженное.

Для бытовой техники (любой) очень опасно повышенное напряжение. В квартирах, которые подключены с разных фаз, включение некоторых приборов при обрыве нуля будет не параллельно (на напряжение 220 В), а последовательно (на напряжение 380 В) .

Согласно закону Ома, напряжение (380 В) распределится так, что на маломощных устройствах с большим сопротивлением (компьютеры, телевизоры, DVD-плейеры) напряжение будет повышенное, а на мощных устройствах с небольшим сопротивлением (электрочайник, утюг, пылесос) – пониженное. В итоге: телевизор сгорит, а чайник не закипит.

При пониженном напряжении из строя выходит в основном техника, которая имеет электродвигатели (холодильники, вентиляторы, вытяжки, кондиционеры, стиральные машины и другие). Пусковые токи электродвигателя при понижении напряжения возрастают: мощность та же, напряжение упало, ток вырос. Электродвигатель сгорит, так как его обмотка не выдерживает увеличенный пусковой ток.

Для того чтобы защитить приборы от перепада напряжений (защита от обрыва нуля), необходимо применение специальных устройств – реле минимального и максимального напряжения. Они контролируют величину напряжения в квартире и их можно устанавливать и в квартире, и в квартирный щиток на лестничной клетке. Выходное напряжение они не стабилизируют, но, отключив напряжение, спасут бытовую технику. При недопустимых отклонениях напряжения реле срабатывает и отключает квартиру от электросети.

По начальному состоянию контактов

Замкнутое, разомкнутое, переключающимися контактами

По типу управляющего сигнала


Рис.1 Реле напряжения "Зубр", "ZUBR"

Установка реле напряжения — защита от обрыва нуля. Что такое реле напряжения. Это — устройство защиты приборов, от перепадов напряжения, и предназначено (служит, используются) для автоматического отключения напряжения, при его изменении в аварийный предел, в результате обрыва нуля или других непредвиденных аварийных моментах. И автоматического включения, через заданный промежуток времени, после нормализации напряжения. Реле напряжения позволяет защитить электроприборы подключенные к электросети от опасных для них перепадов напряжения. При всех недопустимых изменениях напряжения (снижении или повышении, как резком так и постепенном), реле напряжения. отключит электроприборы от сети до тех пор, пока напряжение в сети не вернется в допустимые пределы.

Пару случаев из жизни:

1. Электрики ремонтировали ввод в подъезд. И во время ремонта на несколько секунд был отключен рабочий ноль. Произошло очень неприятное. Вернувшись домой вечером, люди обнаружили, что у них погорели телевизоры, зарядки, и т.п. — то, что у нас постоянно включено в розетки. Хорошо, что ещё не произошел пожар.

2. Пришёл электромонтер по вызову, жалоба — плавает напряжение. Меряет напряжение (всё выключено) — почти 300 вольт. Затем при включении лампы накаливания напряжение падает до 70В… Оказалось, в этажном щитке выгорел болт, на который приходит ноль. Произошел обрыв нуля, перекос фаз, напряжения пошли вразнос. Заменил болт, восстановил контакт, напряжение нормализовалось.

Как видно, такие проблемы происходят из-за неправильных действий «электриков» либо из-за самопроизвольного обрыва (отгорания) нулевого провода в старом жилом фонде.

В этой статье рассказывается подробно, почему такое бывает и как с этим бороться.

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.

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.

Схема подключения реле напряжения


Рис.5 Схема электрощитка с подключенным реле напряжения

На рисунке показано схему электрощитка в которою включено реле напряжения "Зубр", в качестве отзыва могу сказать, что подключал такие не один раз, проблем не было.

Реле напряжение обязательно должно быть защищено вводным автоматом. Автомат может стоять до или после счетчика, но он должен в любом случае быть. Номинал автомата — на шаг меньше, чем номинальный ток реле напряжения. В приведённом случае это правило, как видим, соблюдено

Подключение реле напряжения

Реле напряжения подключается по схеме, приведенной ниже:


Рис.6 Схема подключения реле напряжения

Это — стандартная схема. Линиями с стрелками показаны силовые цепи.

Если перестраховаться, то лучше в схеме подключения применить автомат-байпас, как это делается в стабилизаторах напряжения. Это делается для того, чтобы потребитель мог худо-бедно работать в случае выхода напряжения за пределы. Если это так необходимо. Подключается Байпас-автомат параллельно контактам внутреннего реле нашего реле напряжения, в данном случае на контакты "2" и "3"

Байпас также может быть полезен при выходе из строя самого реле напряжения.

Реле напряжения для мощных потребителей

В случае, если ток потребителя — более 63А, и предполагаются частые срабатывания, то лучше и надёжней использовать дополнительный пускатель.

В таком случае контакты реле напряжения (на 16 или 20А) включают катушку пускателя, а пускатель своими контактами уже может включать нагрузку на десятки киловатт, если надо.

Наглядный эксперимент

Что ещё можно сказать?

Каждый тянет одеяло на себя, и в этой неравной битве фаз побеждают те фазы, на которых «висит» бооольшая нагрузка.

Вот хорошее видео, которое наглядно иллюстрирует работу Реле напряжения УЗМ-50М от перенапряжения:

Чайник на фазе «А» взял «грубой силой», судьба лампочки на фазе «В» печальна, а фаза «С» — самая правильная, на ней стоит реле напряжения.

Частично взято с источника samelectric.ru

Обрыв нулевого провода: последствия и способы защиты

Просмотров 4 655

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.

Причины возникновения обрыва нуля

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

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

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

Защита от обрыва нуля

Электропроводка в старых постройках системы заземления TN-C не имеет никакой защиты от обрыва нуля и представляет с собой большую опасность при использовании нейтрали в качестве заземляющего проводника корпусов электроприборов.

Система TN-C. Обрыва нуля нет. Опасности нет

Система TN-C. Последствия при обрыве нуля

В новых постройках системы электроснабжения TN-C-S с отдельным заземляющим проводником, вероятность поражения опасным для жизни током уменьшается. Уменьшить сопротивление заземления, и улучшить качество защиты позволяют дополнительные повторные заземления у каждого дома.

Однако эта система заземления не защитит ваши бытовые приборы при обрыве нуля. Для защиты приборов, техники и поражения током человека помогут реле контроля напряжения или стабилизаторы напряжения. Реле напряжения отключит вашу электросеть при опасных перенапряжениях и минимальных значениях напряжения в сети. Помогут еще и УЗО, дифавтоматы с защитой от обрыва нуля.

Сработает ли УЗО при обрыве нуля

УЗО отключит электросеть при касании корпуса человеком, если в качестве заземляющего проводника использована нейтраль. В этом случае через человека потечет ток утечки, на которую среагирует УЗО. Обычные УЗО и дифавтоматы, если у них нет функции защиты от перенапряжений. не защитят от поломок бытовых электроприборов.

Вывод. Для защиты человека от поражения опасным высоким напряжением и выхода из строя электробытовых приборов, техники, ламп освещения поможет УЗО или дифавтомат с защитой от обрыва нуля. Также можно поставить реле напряжения и обычные УЗО, дифавтомат или реле контроля напряжения с отдельным защитным заземлением.

Тоже интересные статьи


Выбор лучшего стабилизатора напряжения для газового котла


Защита от импульсных перенапряжений. Ограничитель импульсных перенапряжений


Принцип работы реле контроля фаз и схема подключения


Защита от перенапряжения в сети

Источники: http://remont-free.ru/rukovodstvo_po_remontu/обрыв-нуля, http://www.elektromontagnik.com/news/ustanovka_rele_naprjazhenija_zashhita_ot_obryva_nulja/2016-12-14-151, http://electricavdome.ru/obryv-nulevogo-provoda.html

electricremont.ru

Простейшая защита от обрыва (отгорания) нулевого провода

29 июля 2014 k-igor

Обрыв нулевого провода не частое явление, но все же случается и влечет за собой значительные материальные убытки. Совсем недавно, общаясь на форуме, мне пришла одна очень простая идея защиты от обрыва нуля (отгорания) в ВРУ. Проще и дешевле уже некуда.

В своей статье обрыв нулевого провода я уже рассказывал про различные варианты обрыва нулевого провода.

Сегодня поговорим о многоквартирном жилом доме. Если вы хотите защитить свои электрические бытовые приборы от обрыва нулевого провода, то лучше всего в квартирном щитке установить аппараты, отключающиеся при повышенном напряжении. Это может быть расцепитель минимального-максимального напряжения, ограничитель перенапряжения, реле напряжения или другое специализированное устройство. В этом случае ваша квартира будет защищена от любых обрывов нулевого провода.

Как защититься от отгорания или обрыва нулевого провода в ВРУ?

В жилых домах квартирные щитки подключат (или должны подключать) к кабельной магистрали, идущей от ВРУ, при помощи ответвительных сжимов (их еще называют «орехи»). В таких случаях обрыв нулевого провода за пределами ВРУ практически невозможен, поскольку идет цельный провод без разрыва и контактных соединений. Все ответвления выполняются сжимами. Получается единственное уязвимое место – точка подключения к шине «N».

Вот что предлагаю делать я:

Защита от отгорания нулевого провода

Берем ответвительный сжим и дублируем подключение к шине «N». Согласно теории вероятности, отгорание двух проводников одновременно практически невозможно. Затраты минимальные, а надежность увиливаем в разы.

А что вы скажете по этому поводу? Имеет ли право на жизнь моя идея? Может быть так и делают?

Советую почитать:

220blog.ru

Чем опасен обрыв нуля в однофазной и трехфазной 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.



infoelectrik.ru

SUNTEK-SPB - Отгорание нуля - что происходит и как защититься?

ОТГОРАНИЕ НУЛЯ – ЧТО ПРОИСХОДИТ И КАК ЗАЩИТИТЬСЯ?

 

     Дорогие друзья, сталкивались ли вы когда-нибудь с явлением «отгорание нуля»?  Если нет, то вы - счастливый человек. Но знать об этом, будет полезно. Поговорим о том, почему этот таинственный ноль имеет тенденцию отгорать, что происходит при этом и какая бывает защита от отгорания нуля?

    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.

 

Почему происходит отгорание нуля?

     Сегодня мы регулярно пользуемся большим количеством электрических приборов, большинство из них это импульсные источники питания. Это телевизоры, радиоприемники, компьютеры и т. д. 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 инцидентов стоит использовать Устройство Защиты от Отгорания Нуля (УЗОН). Разработано в конструкторском бюро компании Сантек, Разработано в конструкторском бюро компании Сантек, устройство  реагирует на отгорание нуля в сети (как следствие возникновение на фазном проводе до 380 Вольт) и мгновенно отключает все приборы в доме (время реакции 30 миллисекунд). Верхняя граница отсечки установлена в 285 Вольт, поэтому  они гармонично согласуются с рабочим диапазоном стабилизаторов напряжения SUNTEK.

 

 

suntek-spb.ru

Процесс отгорания нуля в трехфазной сети

Достаточно часто питание используемой в быту техники осуществляется строго в однофазном режиме. Стоит понимать, что снабжение их электрической энергией производится по специальным кабелям, которые характеризуются, как трехфазные.

Важно! Вся современная качественная кабельная продукция должна быть рассчитана строго на определенные условия, которые потребуется соблюдать в процессе прокладки проводов и их последующей эксплуатации. Именно по этой причине максимально безопасное их использование автоматически подразумевает определенные допустимые нагрузки и условия применения.

Фразу «Отгорел ноль!» очень часто можно услышать от электрика, который на профессиональном уровне занимается одноименными работами. Мало, кто понимает значение данной фразы. Стоит знать, что в сети, которая характеризуется, как трехфазная, ноль отгорает довольно часто, что же касается однофазной, то здесь нет. Почему так происходит? Какие планы стоит строить на будущее, то есть будет данный «ноль» отрабатывать свои функции или не будет?

Более подробное рассмотрение подобного вопроса даст возможность всем собственникам трехфазного снабжения энергией в жилых домах или иных объектах недвижимости не только ясно понять всю суть происходящего процесса, но также предотвратить все вероятные действия, которые могли привести к отгоранию нуля. Это автоматически может привести к тому, что значительно снизится вероятность появления проблем, которые могут быть связаны с подобным процессом.

Ноль в стандартной цепи однофазной

В обычных однофазных целях под понятием «ноль» подразумевается один только из двух основных проводников, который не имеет требуемого потенциала относительно «земли».

Фаза, то есть второй проводник, в отличие от первого имеет подобный потенциал. Обычно в стандартных бытовых условиях он равняется примерно 220 В. Ток, который течет по данной фазе, постоянно равен тому , который перемещается по «нулю». Определенных тенденций к проблемам «отгорания нуля» в стандартной однофазной линии нет. Кроме того, подобные линии очень надежно защищены особой недорогой по стоимости автоматической системой.

Ноль в трехфазной цепи

Перед тем, как более подробно рассмотреть данный вопрос, необходимо отметить, что трехфазные линии могут быть двух основных типов. Они отличаются по методу подключения общей нагрузки к фазам, что именуются, как «звезда» и особый «треугольник». В последнем случае, столь необходимого соединения «треугольник»- ноль, просто нет, потому он не отгорает. Что же касается трехфазной схемы нагрузки по такой схеме, как «звезда», данное явление может появиться, как специальный проводник. Именно его работа и будет рассмотрена более подробно.

  • По всем трем из присутствующих фаз при совершенно равной по параметрам нагрузке перемещаются токи, имеющие равные показатели. Они изменены немного по особой временной фазе примерно на 120 градусов, то есть на одну третью часть общего периода. При сложении данные показатели равны, но особым образом смещенные значения параметров векторов перемещающегося тока дают в значении ноль. В такой ситуации нагрузка зовется трехфазной и одновременно сосредоточенной. Подобный ток по специальному одноименному проводу проводится только если сложится идеальная ситуация. В таком случае полностью обесточенный «ноль», по сути, и не нужен совсем.

На самом деле идеала такого плана не существует, так как общие нагрузки рабочих фаз обычно немного различаются. Соответственно, сложенный вектор тока немного отличается от нулевого. В данном случае компенсация не осуществляется. По нулевому проводнику перемещается относительно небольшой по показателям уравнительный ток.

На основании такой определенной незначительности уравнительного тока, в большинстве трехфазных проводов есть еще одна жила, которая именуется, как нулевая. Ее сечение примерно в два раза меньше данных показателей у фазных проводников. Данные устройства применяются для значительно экономии дорогой по стоимости меди, категории электротехнической, а также алюминия. Стоит отметить, что таких токов совершенно не хватит для появления «отгорания нуля». В чем дело?

  • Это основано на таком факторе, что в трехфазную линию включены разные по назначению однофазные степени нагрузки. Разница в показателях величины здесь бывает достаточно серьезной, в таком случае речь может идти о таком явлении, которое имеет название «перекос фаз». Многие современные проектировщики всеми возможными методами сравнивают присутствующие нагрузки, но это далеко не всегда срабатывает. Как бы равномерно не распределять все установленные мощности, общее время запуска всех присутствующих приборов предупредить просто невозможно. Также нельзя компенсировать их по остальным, потому настоящего полноценного равенства получиться не может.

Обычные обыватели в процессе ведения бытовых дел включают все приборы, совершенно не заботясь о благе для всех кабельных линий, а также об их нагрузке, которая является несимметричной. Человек стремится запустить или выключить, совершенно не заботясь о токах, присутствующих в жиле.

Даже в ситуации, когда общая сумма всех токов не равняется нулевому показателю, тока экстремальной категории в нулевом кабеле нет. Это достаточно неприятно, но можно стерпеть. При этом ноль отгорает очень редко.

В каких тогда случаях отгорает ноль?

Многие на основании выше изложенной информации могут сделать вывод, что информацией с отгоревшим нулем может просто заморочить голову. По-своему такие мысли являются вполне обоснованными. Но есть одно важное «но»: для значительной экономии электрической энергии примерно в 1990 году было внедрено важное новшество – это специальный блок питания, характеризующийся, как импульсный. В настоящее время его устанавливают везде – в обычные телевизоры, персональные компьютеры, а также в большинство единиц техники.

Необходимо понимать, что в подобных блоках питания ток перемещается по трети всей длины протяженности полупериода. Это и превращает потребление в непонятный процесс для стандартной сети, чего не скажешь об обычной нагрузке, но с некоторыми последствиями. К ним можно отнести следующие факторы:

  • В трехфазной сети через определенное врем начинают течь и совершенно не компенсироваться присутствующие импульсные токовые показатели, которые уходят в нулевой кабель совершенно бесконтрольно;
  • По нулю все время протекают токи на совершенно разных фазах от ассиметричной нагрузки;

Если сложить это все вместе, может случиться так, что ток, который идет по «нулю» и при этом значение у него может быть приблизительное или немного больше номинального фазного параметра тока. Это и есть отгорание нуля. Все отлично, если в данной ситуации трехфазный провод будет иметь определенное нулевое сечение, так же, как и фазы. Что же делать, если этого нет?

Ситуацию такого плана в состоянии спаси умная, надежная и достаточно оперативная автоматическая защита. Но даже здесь не все так идеально, так как очень часто для серьезной экономии покупают особые трехфазные автоматы, не имеющие «нулевой» клеммы. Это основано на том, что по всем фазам перемещается ток строго в номинальных пределах, такого плана автомат сторожит эффективную безопасность для всех фаз, при этом о нуле позаботиться просто некому.

При серьезных нагрузках часто осуществляется обрыв. Это еще одна из причин, по которой обычно отгорает ноль. Если общее значение всех токов будет больше нормы, это тоже приведет к подобному процессу.

Количество техники, которая работает на импульсном питании, постоянно увеличивается. Это повышает опасность появления процесса отгорания всех присутствующих нулевых проводов, а общая ситуация становится все хуже.

Важно! Не рекомендуется ставить отдельно расположенный автомат на нулевой кабель, потому что это очень опасно. Причина этого основана на том, в процессе его полного выключения токи будут подбирать для себя выход посредством определенных фазных проводов. Автоматически это приведет к неприятным результатам, предсказать которые невозможно.

Стоит обратиться к профессионалам, которые могут составить грамотный с технической точки зрения проект, в нем будут учтены все нюансы. Кроме того, специалисты могут провести максимально качественный монтаж и последующий запуск сети разного уровня сложности и длины.

 

www.cabel-info.ru

Скачки и перепады напряжения при обрыве нуля. - Электропроводка в деталях - Услуги электрика - статьи

 В последнее время, всё чаще можно услышать слова: произошёл обрыв нуля, произошло отгорание нуля, ноль оборвался, ноль отгорел, вследствие обрыва нуля погорела вся техника в квартирах....

 Думаю, что для большинства людей, сочетание слов "обрыв нуля" и "отгорание нуля", ни о чём не говорит. Единственно, что понятно - в результате обрыва нуля, выходит из строя бытовая техника.

 Так что же это такое - обрыв нуля, и почему из-за него сгорают электроприборы?

Обрыв нуля - это технический термин, означающий отсутствие контакта нулевого рабочего проводника, в трёхфазных сетях с глухозаземлённой нейтралью. Обрыв нуля или его отгорание, может произойти при коротком замыкании, перегрузке или плохом контакте в местах соединений.

 При обрыве нуля, например, в общем щите многоквартирного дома, на трансформаторной подстанции, от которой запитан этот дом или в электрощитке на лестничной площадке, в электролинии, расположенной после этого обрыва, происходит перекос фаз. При этом в одну часть квартир может поступать повышенное напряжение, а в другую - пониженное.

 Повышенное напряжение, опасно для любой бытовой техники. А вот при пониженном напряжении, выходит из строя техника, в которой имеются электродвигатели - это холодильники, кондиционеры, сплит-системы, вытяжки, вентиляторы и т.д.

 Давайте разберёмся, почему при обрыве нуля, в электрических сетях  появляются большие перепады напряжения.

 Предположим, что обрыв нуля, произошёл в электрощите на лестничной площадке, на которой расположено три квартиры.

 На рисунке ниже, я нарисовал упрощённую схему подключения этих квартир от разных фаз и три варианта обрыва нуля в электрощите на лестничной площадке.

 

 

 Допустим, что в первой квартире (Кв. 1), в момент обрыва нуля, был включен телевизор. Во второй (Кв. 2) - одна, единственная лампочка, а в третьей (Кв. 3) - электрочайник.

 Красным цветом обозначены пути протекания тока в цепях, в которых, при обрыве нуля, будет происходить перекос фаз. Синим - цепи, в которых после обрыва нуля ничего не изменится.

 В первых двух вариантах (Рис. 1 и Рис. 2), обрыв нуля, приведёт к перекосу фаз. А вот в третьем варианте (Рис. 3),  при обрыве нуля, просто обесточится квартира "Кв. 3".

 При перекосе фаз от обрыва нуля, напряжение, поступающее в каждую из квартир, напрямую зависит от суммарной мощности потребителей, подключенных в этих квартирах к электросети.

 Между вариантами обрыва нуля изображёнными на первых двух рисунках (рис. 1 и рис. 2), есть одно принципиальное отличие поведенческого характера питающего напряжения.

 Например, если в схеме обрыва нуля, изображённой на рис. 1, во всех трёх квартирах, будут включены приблизительно одинаковые по мощности потребители, то и напряжение на каждую из квартир, будет поступать, с очень небольшими отклонениями от 220 вольт. 

То есть, обрыв нуля в этом случае, практически, ни как не будет себя проявлять.

 А в схеме обрыва нуля изображённой на рис. 2, при тех же условиях, т.е. - при одинаковой мощности потребления в квартирах "кв. 2" и "кв. 3", поступающее в каждую из этих квартир напряжение, приблизительно будет равняться 190 вольтам.

 Ну а реакция напряжения на изменение потребляемой мощности, и в схеме с рис. 1, и в схеме с рис. 2, приблизительно будет одинаковой.

 Если в любой из этих квартир, оказавшихся подключенными по схеме с оборванным нулём, потребляемая мощность в несколько раз увеличится или уменьшится, то это тут же отразится на поступающем в каждую из квартир напряжении. В квартирах с большей потребляемой мощностью оно значительно упадёт, а в квартирах с меньшей потребляемой мощностью, наоборот, увеличится.

 Для того чтобы показать всё более наглядно, на следующем рисунке, я развернул схему второго варианта обрыва нуля (Рис. 2) из предыдущего рисунка, убрал всё лишнее и оставил на нём только цепь, которая в результате обрыва нуля, окажется под напряжением 380V.

 

 Как видно из рисунка 2б, в результате обрыва нуля, у нас образовалась последовательная цепочка из двух квартир, подключенных к напряжению 380V. 

 Принцип распределения напряжения в последовательной цепи прост:

Если мощность потребления, а значит и внутреннее сопротивление всех включенных в последовательную цепь нагрузок равны, то приложенное к такой цепи напряжение, равномерно распределяется на количество подключенных в эту цепь потребителей. В качестве такого примера, можно привести обычную ёлочную гирлянду....

 Если мощность потребления приборов, включенных в последовательную цепь, значительно отличается друг от друга, то львиная доля потенциала напряжения приложенного к этой цепи, будет складываться на приборе с меньшей мощностью и большим внутренним сопротивлением.

 Всё это легко подтвердить расчётами, но я не буду утомлять вас формулами и цифрами. Вместо этого, я приведу вам два простых примера последовательного соединения нагрузок.

Посмотрите на следующий рисунок:

 

 

 Думаете, я ошибся, нарисовав двадцатипятиваттную лампочку светящейся более ярко? Нет, это не ошибка, именно так всё и будет.

 Точно по такому принципу, работают выключатели с подсветкой - Рис. 2.

Пока контакты выключателя разомкнуты, последовательно с лампой накаливания включена подсветка. Мощность потребления подсветки - мизерна и именно на ней складывается, практически весь потенциал приложенного напряжения.

 Но давайте вернёмся к рассматриваемому нами варианту обрыва нуля.

Мощность потребления обычной лампы накаливания, в десятки раз меньше мощности потребления электрочайника. А это значит, что и потенциал напряжения на лампе, в рассматриваемой нами схеме обрыва нуля, будет в десятки раз больший, чем на электрочайнике.

 Что же мы будем иметь в итоге?

Ответ очевиден: в рассматриваемом нами варианте обрыва нуля, электрочайник в третьей квартире - не закипит, а вот лампочка, во второй квартире, или если бы вместо неё был включен телевизор, при подобном распределении нагрузок - сгорят.

 Вот по этим причинам и происходит массовый выход из строя бытовой техники, при такой неисправности, как обрыв нуля.

masterelektrik-vlg.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *