Почему отгорает ноль

Почему отгорает ноль

Что такое «Отгорание нуля» или обрыв нуля? Что случится если ноль отгорел?

Наверняка каждый хоть раз в жизни слышал, а кто-нибудь даже и сталкивался лично с проблемой, когда в доме/квартире вдруг подскочило напряжение и сгорела техника. Из-за чего повышается напряжение до такого значения, что сгорает бытовая техника? Кого винить в происшествии?

Загадка резкого скачка напряжения кроется в таинственном понятии «отгорание нуля». Что такое «отгорание нуля» и почему именно «отгорание». Каждый знает из школьного курса физики и из окружающей нас бытовой жизни, что в электрической сети есть ноль и есть фаза. И тут многие зададутся вопросом: ну отгорел нуль – значит и розетка не будет работать, нуля ведь нет)). «Отгорание нуля» это профессиональный жаргон электриков, в электротехнике используется термин— обрыв нуля. Можно различить обрыв нуля полным, — это когда контакт с нулевой шиной полностью оборван, но часто встечается неполный контакт, что и вызывает эти самые скачки напряжения.

Так для чего же нужен нулевой проводник? Проводник нуль используется в наиболее распространенной трехфазной схеме «звезда», используемой для бытовых потребителей. Есть еще другая схема построения трехфазных сетей — «треугольник», у которой присутствуют три фазных проводника: А, В, С, но отсутствует четвертый проводник — нулевой. В основном схема «треугольник» используется в промышленных целях.

В схеме звезда используется четыре проводника три из которых фазные и один — нулевой. Таким образом, в многоквартирный дом приходят не два провода фаза и ноль, как некоторые могут думать, а четырехжильный или пятижильный провод (с защитным заземлением РЕ).
Мощный силовой кабель заходит в водный распределительный щит. С этого щита электричество распределяется по подъездам, с подъезда по этажам, с этажей по квартирам. Как правило, в трехфазных схемах принято распределять мощности равномерно для обеспечения баланса работы трехфазной схемы. Например если в подъезде 30 квартир, и в каждую квартиру подводится электричество с напряжением 220В, распределение трех фаз будет таким: фаза А – 10 квартир, фаза В – 10 квартир, фаза С – 10 квартир.

В теории все сделано правильно, и подключение квартир обустроено правильно, но только вот работу чайников/кипятильников/кондиционеров и др. техники между соседями (между фазами) согласовать просто невозможно. Вот и получается так, что один стояк квартир (например 10 квартир на фазе А) может оказаться сильно загруженным, а другой стояк квартир (на фазе В) остается мало задействованным. В такой ситуации происходит дисбаланс (перекос по фазе) нагрузок в трехфазной схеме. В случае если ноль отгорел и на трех фазах нагрузка равномерная, например по 5 кВт на каждой фазе — то у каждого потребителя будет напряжение 220В до тех пор, пока один из потребителей не сделает перекос по мощности на своей фазе. В таком случае у этого потребителя в сети окажется напряжение 380В а на других фазах оно упадет до значений 20В-80В.

Поясним немного, что такое трехфазная схема звезда и как она работает.
Переменные токи каждой фазы в трех одинаковых нагрузках сдвинуты по фазе ровно на одну треть и в идеале компенсируют друг друга, поэтому нагрузка в такой схеме называется трехфазной сосредоточенной нагрузкой. В средней точке напряжение равно нулю. При равномерной нагрузке трех фаз, например, работают трехфазные станки на заводе, потребление энергии одинаково по всем трем фазам. Нуль остается невостребованным, нет дисбаланса. В связи с чем, сечение нулевого проводника можно использовать гораздо меньше используемого по фазе. И вот в квартире используется одна фаза, а в целом по подъезду используется трехфазная схема, соответственно ноль в перекошенной по фазе системе является сильно нагружаемым элементом. Этот ноль находится в щитке на этаже в подъезде. Вот в этом месте он и может отгореть, но не обязательно! Отгорание обычно происходит в слабых местах, например, в плохо обжатом контакте или в неправильно подобранном сечении нулевого кабеля. Но что же все-таки произойдет, если отгорит нуль? В нормальных условиях напряжение в однофазной сети составляет 220 В – и называется фазным напряжением (измеряется между нулем и фазой). В квартиру это напряжение приходит по двум проводам. Когда в трехфазной схеме пропадает нуль (например в подъезде на щитке, где идет распределение фаз А,В и С по квартирам), то на тех концах, где было фазное напряжение (приходило в квартиру 220В) появляется линейное напряжение 380В. Линейное напряжение измеряется между фазами, например между фазой А и В и всегда составляет 380В.

Что делать, чтоб избежать ситуации с отгоранием нуля и как обезопасить себя от последствий обрыва нуля?
Наиболее общими рекомендации могут быть следующими:
— использовать сечение кабеля для соединения нуля в трехфазной схеме звезда не меньше, чем сечение кабеля для фазных напряжений;
— периодически, не реже одного раза в год, осуществлять аудит проводки и мест крепления и, по необходимости, переобжимать места соединения (заменять клеммные колодки, если это необходимо);
— использовать защитные реле, отключающие квартиру от электросети при повышении напряжения больше 250В;

— использовать стабилизаторы напряжения, т.к. стабилизаторы напряжения не только спасают от обрыва нуля (скачок напряжения), но и защищают технику от заниженного напряжения

Для получения более расширенных рекомендаций, особенно в части использования трехфазных сетей в частных домах и коттеджах, и организации правильных схем электроснабжения — рекомендуем обращаться к профессионалам.

Отгорание нуля

Какие бывают последствия отгорания нуля?

Приходилось ли вам слышать о том, что у кого-то сгорела дорогостоящая аппаратура. Возможно, тебе лично пришлось испытать такую неприятность. Почему такое произошло? Причина оказалась в том, что на проводнике в какой-то момент, присутствовало не 220 В, а 380 В. Как такое возможно? Кого винить в произошедшем? Кто будет покрывать убытки?

Были такие случаи, когда пьяный электрик во время профилактических работ в контактных соединениях перепутал проводники, вместо проводника нуль подсоединил фазу, а между фазой и фазой напряжение составляет 380 Вольт.

Но чаще всего, 380В может поступить в наши обители с неожиданной стороны. Проблема кроется в отгорании нуля. Что это за таинственное отгорание нуля? Как оно происходит? Как защититься от нежданного “гостя”?

Для чего нужен нулевой проводник?

Отгорание нуля это лексикон электриков, на техническом языке — обрыв нуля. Проводник нуль используется в трехфазной схеме звезда. Есть еще другая схема, схема треугольник. У такой схемы присутствуют три фазных проводника: А, В, С, но отсутствует четвертый проводник, нулевой. В основном используется в промышленных целях.

В схеме звезда четыре проводника, три фазных и нулевой. Нашему населению достается именно схема звезда и другого быть быть не может. Итак, в многоквартирный дом приходят не два проводника, как некоторые могут полагать, а четырехжильный или пятижильный провод, с защитным заземлением РЕ. Но пока во внимание заземление мы намерено брать не будем, на данный момент он нас не интересует.

Мощный силовой кабель приходит в водный распределительный щит. С главного щита идет распределение по подъездам, а с подъезда по этажам, с этажей по квартирам. Трехфазная схема распределяется равномерно по этажам. Если в подъезде 36 квартир, три фазы будут распределены следующим образом: фаза А – 12 квартир, фаза В – 12 квартир, фаза С – 12 квартир. Распределено равномерно, для баланса работы трехфазной схемы.

Но вот только жители не согласовывают включение и выключение энергопотребителей, да и такого на практике быть не может. Получается так, что один стояк может оказаться сильно загруженным, а другой остается мало задействованным. Что происходит в системе? Произошел перекос в трехфазной схеме или дисбаланс. Поставщику электроэнергии никогда не добиться равенства потребления электроэнергии с подобной схемой. Понятно, почему. Люди не роботы, действовать подобно бездушным изобретениям по заданным алгоритмам не могут.

Представим себе, как кипит жизнь в многоэтажном доме. Одни что — то включают, другие выключают. В общем и целом, потребление электроэнергии, чаще всего, происходит более или менее одинаково. Но бывает хороший перекос: по стояку фазы А “густо” разбирают энергию, а по фазе С “пусто”. С этим все понятно. Давайте немного углубимся в трехфазную схему звезда.

Переменные токи каждой фазы в трех одинаковых нагрузках сдвинуты по фазе ровно на одну треть и в идеале компенсируют друг друга, поэтому нагрузка в такой схеме называется трехфазной сосредоточенной нагрузкой. В средней точке ровна нулю. При равномерной нагрузке трех фаз, например, работают станки на производстве, потребление энергии одинаково по всем фазам. Нуль остается невостребованным, нет дисбаланса. В связи с чем, сечение нулевого проводника гораздо меньше чем по фазе. Нет смысла тратить дорогой металл на то, в чем нет необходимости, там, где появляются незначительные токи. Но у нас в доме приборы работают не от трехфазной схемы, а от однофазной — это все в корне меняет.

Как отгорает нуль?

Тенденция отгорания нуля началась в эпоху 90-х годов. Эпоха экономического преобразования. На рынке появилось большое количество электротехники. Современная аппаратура: компьютеры, телевизоры, радиоприемники, DVD проигрыватели и многое другое. Характер таких устройств несколько отличается от классических бытовых потребителей. Дело в том, что такие приборы выбрасывают в сеть дополнительные импульсные токи, которые не компенсируются в средней точке. Когда включаются приборы , имеющие различные величины сопротивлений, на нулевом проводе может скопится равный или превышающий ток одной из фаз. Это те условия, которые могут создать отгорание нуля, из-за перегрузки на нулевой проводник.

Читайте также:  Схема подключения электродного котла на 220 и 380 вольт

Отгорание происходит в слабых местах, например, в плохо обжатом контакте. Такой перекос может из-за отгорания нуля создать катастрофические последствия: скачек напряжения до 380 Вольт. Большая часть дорогостоящей аппаратуры может сгореть. Но вот спросить будет не с кого.

Как защитить аппаратуру во время отгорания нуля?

Для защиты бытовой техники от подобных неприятностей, поможет реле контроля напряжения.

реле напряжения

Надежная работа любых бытовых электроприборов от простой лампочки до посудомоечной машины зависит от стабильности электросети. Резкое повышение напряжения или его падение ниже допустимого предела, приводят к быстрому выходу из строя телевизоров, компьютеров, холодильников, стиральных машин и т.п. Это может привести к перегреву обмоток электродвигателей бытовых приборов и последующему выходу их из строя.

Реле напряжения отключает напряжение, если его значение выходит за допустимые пределы. Тем самым защищает все подключённые к нему устройства и приборы. То есть реле напряжения — это защита по напряжению. Для установки реле защиты и другим электромонтажным работам в Нижнем Новгороде, можно обратится за помощью к электрикам профессионалам.

Итак, подведем итог: отгорание нуля в наше время не редкость. Причины мы выяснили, следствия отгорания нуля понятны, как защитить аппаратуру узнали. Осталось приобрести надежное реле напряжения.

Советую не покупать реле напряжения Ресанта, время срабатывания 1 секунда, за такую медлительность все погорит. Приобретать прибор лучше со временем срабатывания по отсечке 0,2 секунды. Такой прибор стоит недешево, но без него ущерб может возрасти во много раз. Ставить прибор или надеяться на авось, решать вам.

Отгорание нуля. Видео.

Почему греется нулевой провод

Нагрев нулевого провода может привести к его отгоранию и аварии в электросети. Чаще всего это происходит при неравномерном распределении нагрузок по фазам в трехфазной электросети и из-за плохого контакта. В этой статье мы расскажем почему греется нулевой провод и что делать в этой ситуации.

Ток в трёхфазной цепи

Чтобы причины нагрева нуля нужно понять, как работает трехфазная сеть. Нагрузка в трёхфазной сети может быть соединена звездой и треугольником, также могут быть соединены обмотки питающего трансформатора. У обмотки есть два вывода — конец и начало.

Если концы обмоток трехфазного трансформатора соединяются в одной точке — тогда говорят, что это схема соединения звездой. В точке их соединения (О), согласно законам Кирхгофа, ток будет всегда равен нулю, то есть перетекать от фазы к фазе. Если нагрузка в каждой из фаз (a, b, c) одинакова, то будут равны и напряжения на началах обмоток (A, B, C) как и ток в них. Что проиллюстрировано на векторной диаграмме ниже, где фазы токов и напряжений обозначены векторами и сдвинуты на треть периода друг относительно друга (120 градусов).

Симметричной называют такую трехфазную нагрузку, у которого сопротивление нагрузки (соответственно и потребляемый ток или мощность) каждой из трех фаз одинаково.

Но как только ток в фазах начинает отличаться, когда нагрузка по фазам отличается мощностью, то и напряжения на фазах начинают отличаться друг от друга. Это называется перекосом фаз.

Чтобы решить эту проблему к точке соединения звезды трансформатора подключают точку соединения звезды нагрузки. Это называется нейтраль, или нулевой провод, или просто ноль.

Электроснабжение в быту для чайников

Мы плавно подошли к практике, при подключении однофазных потребителей в трёхфазную сеть нагрузки зачастую неравны, то есть несимметричны.

Такое зачастую встречается в многоквартирных домах. В дом заводятся три фазы и ноль, в каждую квартиру заводится одна фаза и ноль. В одной квартире включён только холодильник и лампочка, в другой работает мощный электрообогреватель, а в третьей вообще ничего не включено. То есть нагрузки в фазах не одинаковы. В настоящее время часто в квартирах встречается и трёхфазный ввод, но ситуация от этого не изменяется.

В частных домах ситуация аналогична — на улице по опорам проходит трехфазная ЛЭП, а в дома заводится 1—3 фазы и ноль.

Всё-таки почему греется

В результате неравномерного распределения нагрузки по фазам в домах и квартирах по нулевому проводнику начинает протекать ток. Вы замечали, что в толстых 4 жильных кабеля 3 «фазных» жилы с одинаковой площадью поперечного сечения, а четвертая жила «нулевая» или «земляная» обычно тоньше?

Это как раз-таки связано с тем, что при симметричной нагрузке по ней вообще не будет протекать ток, а при не симметричной нагрузке ток должен быть меньше чем в фазной жиле. Но так бывает не всегда.

При нелинейных нагрузках, а также нагрузках, которые потребляют ток прерывисто (импульсные блоки питания, а они сейчас используются повсеместно) токи в фазах не компенсируют друг друга, к тому же они насыщаются различными гармоническими составляющими. Всё это является причиной того, что токи в точке соединения звезды просто не компенсируются и может оказаться так, что ток в нулевом проводе будет больше чем в фазном.

При протекании электрического тока проводник нагревается, это безупречная работа закона Джоуля-Ленца на практике. Он гласит, что чем больше сопротивление проводника и чем дольше протекает электрический ток, тем больше выделится тепла на нём.

Также вспомним, о том, что чем меньше сечение проводника и чем больше его длина, тем больше сопротивление. Кроме того, от качества контактов на соединении клемм и проводов также зависит переходное сопротивление. Простыми словами, чем больше площадь соприкосновения контактов и чем сильнее они прижаты друг к другу – тем меньше переходное сопротивление и тем меньше их нагрев.

В таком контакте как на рисунке ниже поверхности плоские, площадь будет равна площади наконечника, касающейся шайбы, плюс сопротивление самой шайбы и площадь её соприкосновения с медной шиной. Если все составляющие в хорошем состоянии, не имеют окислов и нагара – итоговое переходное сопротивление будет низким.

Если поверхности подгорели, окислены или ржавые, контакт получается таким как изображено на иллюстрации ниже. Здесь явно видно, что касания происходят в отдельных точках, а не по всей площади.

В клеммниках типа ВАГО и других пружинных клеммниках площадь касания пластины с круглой токопроводящей жилой достаточно маленькая, поэтому основная сфера применения таких клеммников — цепи с током 8-16 Ампер, за редкими случаями, когда клеммник конструктивно способен пропустить больший ток.

В винтовых клеммниках и шинах площадь контакта в большей степени определяется площадью винта, которым прижимается токопроводящая жила. Ниже вы видите клеммники в полиэтиленовой оболочке.

Внутри полиэтиленового корпуса расположена втулка из материала похожего на латунь и два винта. Из-за конструкции винтовыми клеммниками нельзя соединять голые многопроволочные провода. Их нужно лудить или обжимать наконечниками НШВИ.

Поэтому при аналогичном принципе действия клеммная колодки на карболитовом основании обеспечивают контакт лучше, за счет прижимной квадратной пластины-шайбы. Кроме того, вы можете сделать кольцо из провода и обернуть им винт или использовать наконечники типа НКИ.

Если вам интересны способы и средства для соединения проводов – пишите в комментариях и мы сделаем обзор всех видов с перечислением преимуществ и недостатков каждого из них.

Где греется

Почему греется ноль мы разобрались, а теперь давайте разберемся где это происходит чаще всего. В первую очередь ноль может отгореть в распределительном щите на вводе в здание. Это самая распространенная ситуация, потому что в этом месте на нулевой провод ложится нагрузка со всех квартир и со всех трёх фаз.

Далее часто возникают проблемы на нулевой шине в подъездном электрощите. Если шины вообще есть, и не подсоединено как на фотографии ниже.

Часто шина закреплена непосредственно на корпусе подъездного электрощита, тогда это выглядит так как показано ниже.

В клеммниках автоматических выключателей греется ноль, вплоть до обугливания частей его корпуса.

Если у вас старая электропроводка и установлены пробки с предохранителями или автоматические пробки, то обратите внимание как на винтовые клеммники, так и на сам цоколь пробки. Резьба и центральный контакт могут окисляться и подгорать, что проиллюстрировано на рисунке ниже.

Общие шины очень часто подвержены проблеме подгорания нуля. Это связано с их устройством и соблюдением правил работы с ними. Винтовой способ подключения проводников, хоть и безусловно удобен, но такие контакты нужно хотя бы изредка ревизировать – зачищать и протягивать, иначе вы получите то что изображено на рисунке ниже.

А в нормальном состоянии она должна выглядеть так:

Решение проблем вызванных нагревом простое — зачистить контакты, проводники и заново протянуть. Если клеммник был сильно перегрет — заменить его, если провод грелся в автомате, возможно автомат тоже нужно будет заменить!

Что происходит дальше и как избежать последствий?

По мере нагрева начинает подгорать и ухудшаться контакт. Ослабевают винтовые зажимы в связи с тепловым расширением и последующим охлаждение после снятия нагрузки. Это вызывает лавинообразный процесс роста сопротивления и нагрева соединения. В результате ноль рано или поздно отгорает полностью. При этом внешне может казаться что он всё еще находится в клеммнике, а фактически все прилегающие поверхности будут покрыты слоем окислов и нагара.

После чего происходит то явление о котором мы говорили в начале статьи – перекос фаз.

О том что ноль скоро отгорит можно косвенно судить по участившимся просадкам и возрастаниям напряжения, особенно если у вас выполнен трёхфазный ввод и установлены вольтметры или реле напряжения и индикацией величины напряжения в сети. Если напряжения постоянно стабильны (или отклонения несущественны) – у вас всё впорядке с проводкой.

При перекосе фаз нагрузка, в нашем случае частные дома или квартиры оказываются включенными последовательно на 380 Вольт. Напряжения распределятся согласно закону Ома – там где будет включена бОльшая нагрузка – напряжение просядет (сопротивление нагрузки маленькое), а в той квартире где включен минимум электроприборов напряжение повысится (сопротивление нагрузки высокое).

Последствием перекоса фаз в лучшем случае будет отгорание проводников на вводе, выбивание автомата и прочее. В худшем случае из-за возросшего тока может оплавиться изоляция электропроводки и произойти возгорание.

Чтобы обезопасить своё жильё от последствий отгорания нуля рекомендуем установить реле контроля напряжения, а еще лучше в паре с УЗИП. Стабилизатор напряжения на вводе в квартиру в этой ситуации может не решить проблему и сам выйти из строя.

Читайте также:  Подключение датчика движения через выключатель

Схему подключения реле напряжения вы видите ниже.

В качестве таких устройств мы можем порекомендовать популярные модели:

УЗМ-50Ц (комбинированное устройство с функцией вольт-амперметра);

Digitop VA-32 (недорогой, но надёжный вариант, модель может отличаться в зависимости от номинального тока);

Обрыв нуля в трехфазной сети — причины и последствия

1. Введение

Обрыв нуля — это аварийный режим работы трехфазной электросети при котором, в результате обрыва (отгорания) нулевого рабочего провода, в случае несимметричной нагрузки, на подключенных к данной сети однофазных электроприемниках возникает напряжение значительно ниже либо наоборот значительно превышающее номинальное напряжение однофазной сети.

Последствия обрыва нуля — это вышедшее из строя электрооборудование и в первую очередь это дорогостоящие электронные приборы, такие как компьютеры, телевизоры, современные стиральные машины и т.д., которые являются наиболее чувствительными к перепадам напряжения сети, и в особенности к его повышению.

Совершенно не важно проживаете вы в частном доме или в квартире, трехфазная у вас сеть или однофазная при обрыве нуля питающей сети и при отсутствии должной защиты вы рискуете стать жертвой подобной аварии.

В данной статье мы разберемся с тем, что происходит при обрыве нуля, откуда в однофазной розетке может появиться 380 Вольт, а так же по каким причинам может произойти обрыв нуля и как от этого защититься.

2. Почему при обрыве нуля повышается напряжение?

Что бы ответить на этот вопрос разберемся с тем как устроена наша электросеть и как в нее подключаются электроприборы.

Есть два основных способа подключения электроприемников — параллельный и последовательный:

На картинке выше представлено параллельное подключение двух лампочек, при таком подключении напряжение на обоих лампочках будет одинаково и равно напряжению сети, вне зависимости от количества лампочек и их мощности, в то время как ток сети (I1) будет равен сумме токов I2 — который проходит через первую лампочку и I3 который проходит через вторую лампочку.

Именно по такой схеме подключается все электрооборудование в квартирах и частных домах.

Рассчитать общий ток при параллельном подключении можно по формуле:

I=U/R

где: U — напряжение сети, Вольт; R — сопротивление сети, Ом.

Из этой формулы видно, что ток в сети обратно пропорционален сопротивлению, т.е. чем выше сопротивление тем ниже ток и наоборот.

Каждый электрический прибор будь то простая лампочка или микроволновая печь имеет свое электрическое сопротивление, причем чем мощнее прибор тем меньше его сопротивление.

Общее сопротивление сети при параллельном подключении определяется по формуле:

  • При подключении двух резисторов:
  • При подключении трех и более резисторов:

где: R1,R2,Rn — сопротивления отдельно взятых электрических приборов включенных в сеть.

Представим, что мы параллельно включили в сеть 2 лампочки: одна лампочка мощностью 75 Ватт сопротивление которой R1= 600 Ом, а вторая — 150 Ватт с сопротивлением R2= 300 Ом, тогда общее сопротивление сети будет равно:

Rсети=(600*300)/(600+300)=200 Ом

А теперь добавим в нашу сеть третью лампочку мощностью 75 Ватт с сопротивлением R3= 600 Ом, тогда:

1/Rсети=1/600+1/300+1/600 ➜ 1/Rсети=0,0017+0,0033+0,0017,

отсюда находим общее сопротивление сети:

Rсети=1/(0,0017+0,0033+0,0017)=149 Ом

Как видно из данного расчета при подключении третьей лампочки общее сопротивление сети уменьшилось.

ВЫВОД №1: Чем больше в сеть параллельно подключено электроприемников тем ниже будет ее общее сопротивление.

При последовательном подключении ток протекающий в цепи имеет одинаковую величину на всем ее протяжении (т.е. через обе лампочки протекает одинаковый ток вне зависимости от их мощности)который рассчитывается по той же формуле, что и при параллельном подключении:

Однако общее сопротивление сети при последовательном подключении определяется как сумма сопротивлений всех подключенных электроприемников:

где: R1*R2*Rn — сопротивления отдельно взятых электрических приборов включенных в сеть.

Напряжение сети при последовательном подключении в нее электроприборов разделяется между этими электроприборами пропорционально их сопротивлению. Рассчитать напряжение на каждом приборе можно по следующей формуле:

Uэлектроприемника = Iсети*Rэлектроприемника

Как видно из этой формулы, напряжение на электроприемнике прямо пропорционально его сопротивлению.

Для наглядности произведем расчет напряжения на двух подключенных последовательно в сеть 220 Вольт лампочках мощностью 75 Ватт (сопротивление одной лампочки R=600 Ом) (рис. 1)

В этом случае общее сопротивление сети будет равно:

Rсети= Rлампочки №1 + Rлампочки №2=600+600=1200 Ом

Ток сети будет равен:

Тогда напряжение на лампочке будет равно:

Uлампочки = Iсети*Rлампочки=0,183*600=110 Вольт

Так как сопротивление (мощность) обоих лампочек одинаково напряжение сети разделится между ними поровну.

Таким образом выполняется подключение лампочек в гирляндах, например, если взять десятивольтовые лампочки одинаковой мощности то подключив 22 таких лампочки последовательно в сеть 220 Вольт на каждой лампочке будет как раз 10 Вольт (220Вольт/22лампочки=10Вольт на каждую лампочку), однако если перегорит одна лампочка цепь разорвется и вся гирлянда погаснет.

Теперь представим, что мы заменили одну из лампочек на лампочку мощностью 150 Ватт, сопротивление которой соответственно будет Rлампочки №2 =300 Ом (рис. 2)

Тогда общее сопротивление сети будет равно:

Rсети= Rлампочки №1 + Rлампочки №2=600+300=900 Ом

Ток сети будет равен:

Тогда напряжение на лампочке №1 (75 Ватт) будет равно:

Uлампочки №1 = Iсети*Rлампочки №1=0,2444*600=147 Вольт

А напряжение на лампочке №2 (150 Ватт) составит:

Uлампочки №2 = Iсети*Rлампочки №2=0,2444*300=73 Вольта

То есть менее мощная лампочка будет получать большее напряжение и соответственно ярче гореть.

ВЫВОД №2: При последовательном подключении в сеть электроприборов на менее мощные электроприборы «выделяется» большее напряжение чем на приборы большей мощности.

Ну и наконец разберемся почему при обрыве нуля в вашей розетке может появиться 380 Вольт, для этого представим обычную схему подключения квартир в многоквартирном жилом доме (аналогичным образом подключаются так же и частные жилые дома к линиям электропередач):

На схеме представлено подключение трех квартир, т.к. нагрузка по фазам должна разделяться равномерно все квартиры подключены на разные фазы, при этом во всех трех квартирах общий ноль.

В трехфазной сети напряжение между фазами составляет 380 Вольт, а напряжение между фазой и нулем — 220 Вольт, соответственно при данной схеме в каждой из квартир напряжение сети составляет 220 Вольт и в эту сеть параллельно подключаются электроприборы, ток при этом протекает от фазы к нулю.

Теперь посмотрим что происходит в электросети при обрыве нуля (для большей наглядности и упрощения расчетов представим, что жильцы квартиры №3 уехали в отпуск предусмотрительно отключив все электроприборы в квартире):

На приведенной выше схеме видно, что при обрыве нуля первая и вторая квартиры оказались подключены последовательно в сеть 380 Вольт, ток в этом случае протекает уже не от фазы к нулю, а от фазы к фазе.

Как уже было сказано выше, при последовательном подключении в сеть электроприборов, на менее мощные электроприборы выделяется большее напряжение (вывод №2). Если бы общая мощность включенных в сеть электроприборов в квартире №1 была равна мощности включенных в сеть приборов в квартире №2, то напряжение между квартирами поделилось бы поровну, т.е. по 190 Вольт на квартиру, однако на практике такого как правило не бывает.

В нашем случае у жильцов в квартире №1 в сеть включены только компьютер, телевизор и одна лампочка общей мощностью 475 Ватт в то время как в квартире №2 в сеть включены: стиральная машина, электропечь, и 2 лампочки общей мощностью 3950 Ватт следовательно, т.к. общая мощность квартиры №1 значительно ниже, напряжение в электросети квартиры №1 будет намного выше.

Произведя расчет можно определить, что напряжение в электросети квартиры №2 составит 40 Вольт, при таком напряжении электроприборы в квартире №2 перестанут работать, нити накала в лампочках будут едва раскалены, в то же время напряжение сети в квартире №1 составит 340 Вольт, при таком высоком напряжении электроприборы в квартире №1 начнут выходить из строя, в первую очередь выйдут из строя наиболее чувствительные к перепадам напряжения сети электронные приборы, т.е. телевизор и компьютер, причем после их поломки общая мощность квартиры №1 уменьшится, а напряжение сети при этом соответственно будет увеличиваться пока все включенное в сеть электрооборудование в квартире №1 не»сгорит»:

После выхода из строя последнего электроприбора в квартире №1 электрическая цепь будет разорвана (ток перестанет протекать), при этом напряжение в электросети квартиры №2 станет равным нулю, а замерив напряжение в розетке квартиры №1 мы увидим 380Вольт.

Причины обрыва нуля.

Можно выделить несколько причин обрыва нуля:

1) Некачественное и не своевременное техническое обслуживание электрощитков (либо его полное отсутствие). Данная проблема особенно остро стоит в многоквартирных жилых домах.

Периодическое техническое обслуживание — залог безаварийной работы электрооборудования. К сожалению эксплуатирующие организации (ЖКХ) зачастую пренебрегают этим важным принципом и их электрики заглядывают в этажные электрощитки только после того как случается очередная авария.

Пример отгорания нуля от нулевой шинки в результате плохо зажатого контактного соединения:

2) Несимметричное распределение нагрузки.

Как уже было написано выше, нагрузка по фазам должна распределяться как можно более равномерно (симметрично).

Как видно из приведенных выше схем, при симметричной нагрузке (когда подключенная мощность на всех трех фазах одинакова) токи взаимоуравновешиваются, в результате ток в нулевом проводе отсутствует, однако при несимметричной нагрузке на фазах в нулевом проводнике протекает так называемый ток уравнивания компенсирующий неравномерность нагрузки, причем чем выше данная несимметрия, тем больше величина тока уравнивания и следовательно выше риск отгорания нуля.

3) Старая электропроводка. Если вам не посчастливилось жить в новостройке, то вполне возможно, что ваш дом проектировался лет 30-40 назад, когда нагрузка среднестатистической квартиры представляла собой пару лампочек и одно радио, в наше время в каждой квартире есть множество энергоемкого оборудования такого как СВЧ печи, электрочайники, электрические печи и т.д., но на такие нагрузки старая электропроводка конечно же не рассчитывалась.

Защита от обрыва нуля

Есть два основных способа защиты от обрыва нуля: повторное заземление нулевого проводника и установка реле напряжения:

Читайте также:  Можно ли подключить духовку и варочную панель к одной розетке

1) Повторное заземление нуля — такой способ защиты подходит для частных жилых домов заземление которых выполняется по системе TN-C-S, при этом во вводном электрощитке дома к нулевому проводнику подключается контур заземления:

Как видно на схеме, при обрыве (отгорании) нуля, ток уравнивания продолжает протекать к контуру заземления, благодаря чему фазное напряжение сохраняется на уровне 220 Вольт. Подробнее о том как выполнить повторное заземление читайте статью: Заземление в частном доме.

2) Установка реле напряжения — данный способ применяется для защиты от обрыва нуля электросети квартир в многоквартирных жилых домах, а так же для защиты электросети частных жилых домов с заземлением выполненным по системе TT, либо вовсе не имеющих контура заземления.

Реле напряжения — это прибор контролирующий уровень напряжения электросети, в случае повышения или снижения его до недопустимого уровня реле напряжения отключает электросеть до того момента, как напряжение сети не вернется в норму.

Подробнее читайте статью реле напряжения.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Почему отгорает ноль

Sookie (416style), flickr.com CC BY

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

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

Почему отгорает ноль?

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

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

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

Почему происходит перенапряжение?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

А если сложнее? Углубимся в теорию.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что делать, если в сети 380 вольт?

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

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

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

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

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

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

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector