Зачем нужен ноль в 3 х фазной сети
Перейти к содержимому

Зачем нужен ноль в 3 х фазной сети

  • автор:

Назначение нулевого провода в трехфазных системах

Нулевой провод — это провод, который подключается к общей точке трехфазных нагрузок и служит для поддержания симметрии и баланса напряжения в системе. Нулевой провод также выполняет следующие функции:

  • Защита от перенапряжений и коротких замыканий, поскольку он обеспечивает путь для утечки тока.
  • Заземление и предотвращение электрических ударов, поскольку он соединяет корпуса электрооборудования с землей.
  • Влияние на работу электрооборудования, поскольку он позволяет подключать однофазные потребители к трехфазной сети.

Нулевой провод имеет ряд свойств, таких как сечение, цвет, обозначение и способ подключения, которые регламентируются правилами и нормами использования электрической энергии.

Трехфазная система переменного тока

Одной из важнейших экономических проблем электроснабжения является уменьшение веса проводов электрической сети при заданной передаваемой мощности и определенном проценте потерь в сети. Оно может быть достигнуто не только повышением напряжения в сети, но также путем объединения нескольких независимых сетей, причем в части проводов можно создать токи, взаимно компенсирующие друг друга. Это дает возможность уменьшить либо число проводов, либо их сечение.

Уже в первые годы развития электротехники, когда электропередача производилась при постоянном напряжении, указанная идея была использована в так называемой трехпроводной системе, предложенной Доливо-Добровольским.

Пусть имеются два одинаковых (по напряжению и мощности) источника постоянного напряжения U , каждый из которых обслуживает своих потребителей.

Сеть состоит из четырех проводов. Если объединить два провода в так называемый уравнительный (нулевой) провод, то в нем будут суммироваться противоположно направленные токи, поэтому сечение провода можно будет значительно уменьшить.

Трехпроводная система

При симметричной нагрузке ( I1=I2 ) уравнительный провод оказывается излишним, и экономия в проводах достигает 50°. При изменении нагрузок (без уравнительного провода) напряжение будет перераспределяться между ними, что нежелательно .

Уравнительный провод в значительной степени уменьшает несимметричное распределение напряжения. Если можно пренебречь внутренним сопротивлением источников и сопротивлением линии, то несимметрия устраняется практически полностью. Подобная же идея лежит в основе построения многофазных систем переменного тока.

Трансформатор в ТП 10 на 0,4 кВ

Многофазной симметричной системой называется совокупность нескольких переменных напряжений равной амплитуды и частоты, симметрично сдвинутых по фазе со времени. Практическое распространение получила трехфазная система (смотрите — Трехфазная система ЭДС).

Трехфазная система переменного тока

Трехфазная (и всякая многофазная) система по сравнению с однофазной имеет ряд преимуществ: она позволяет выиграть в весе проводов электрической сети, обеспечивает более равномерную нагрузку двигателя, вращающего электрический генератор трехфазного напряжения, и, наконец, позволяет создать вращающееся магнитное поле, широко применяющееся в электродвигателях.

Если бы вместо трехфазной системы применялась однофазная (той же мощности и того же напряжения), то потребовалось бы только два провода, но их сечение пришлось бы рассчитывать на втрое больший ток. По сравнению с однофазной системой трехфазная дает экономию в весе проводов на 30 — 40%.

Независимо от схемы включения генератора (обычно неизвестной потребителю) нагрузка трехфазной системы также может включаться двумя способами — треугольником или звездой.

Соединение потребителей в треугольник и звезду

В первом случае напряжение на каждом из потребителей равно линейному и не меняется при нарушении симметрии нагрузок. Ток в потребителе (фазовый) отличается от тока в линии.

При включении же потребителей звездой ток в каждой нагрузке равен соответствующему линейному току, но напряжение на каждой нагрузке (фазовое) отлично от линейного.

При изменениях нагрузок токи автоматически перераспределяются, причем сумма их (получающаяся в общей точке нагрузок) всегда обращается в нуль. Одновременно происходит соответственное перераспределение напряжений между неравными нагрузками.

Этот недостаток устраняется, если имеется нулевой провод (присоединяемый к общей точке нагрузок), так как он позволяет сумме трех фазовых токов оставаться отличной от нуля т. е. при несимметричной нагрузке нулевой провод трехфазной системы способствует поддержанию постоянства напряжения на нагрузках.

Таким образом, нулевой провод в трехфазных системах имеет важное значение для обеспечения надежной и безопасной работы электрооборудования, но также требует применения дополнительных мер по его защите.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Зачем нужен ноль, если можно получить те же 220 от фазы и земли

В квартирный щиток приходит три провода — фаза, нейтраль и заземление, причём 220В можно получить не только от фазного и нулевого провода, но и между фазой и заземлением. В таком случае, зачем нужен ноль? Может быть, выполнить электропроводку из двух проводов, а функцию нейтрали «доверить» контуру заземления?

Откуда берется ноль в электросети

Для того чтобы понять, зачем нужен ноль в 3-х фазной сети, следует разобраться, откуда он берётся. Как правило, электростанции находятся на значительном расстоянии от потребителей и для передачи электроэнергии по ЛЭП используется высокое напряжение.

Поэтому питание жилых домов осуществляется при помощи понижающих трёхфазных трансформаторов, имеющих три вторичные обмотки.

У каждой из катушек есть начало и конец и они могут быть соединяться между собой тремя способами:

  • Звездой (Y). При этом концы обмоток соединены вместе, а к началам подключаются линейные провода.
  • Звездой с заземлённым нулем (Y0). Такая схема называется TN или система с глухозаземлённой нейтралью и именно она используется для электроснабжения большинства промышленных и всех жилых объектов.
  • Треугольником (Δ). В этой схеме конец одной обмотки соединён с началом следующей, и линейные провода присоединены к углам получившегося треугольника. Нейтраль в такой системе электропитания отсутствует.

подключение нагрузки треугольником и звездой

Условно трёхфазный трансформатор можно представит в виде трёх однофазных. Первоначально трёхфазная система электроснабжения состояла именно из трёх отдельных аппаратов и шести проводов, позже Доливо-Добровольский предложил соединить концы обмоток и вместо трёх нулевых проводов использовать один.

напряжение фазное-линейное

Современные вторичные обмотки понижающих трансформаторов имеют общую клемму, которая является средней точкой звезды. Это нейтраль, а провод, отходящий от неё, является нулевым проводником.

Откуда течёт ток и куда он утекает

Для протекания электрического тока необходима замкнутая цепь, поэтому в однофазной сети к электроприборам подходят фазный и нулевой провод и ток идет от линейного выхода трансформатора по фазному проводнику через нагрузку и возвращается по нейтрали к средней точке звезды.

В системах TN нейтраль питающего трансформатора подключена к контуру заземления на подстанции и от неё (нейтрали) отходит нулевой провод.

Первоначально эти схемы не предусматривали отдельного заземления, они выполнялись по четырёхпроводной схеме и назывались TN-C. В более современных схемах TN-S этих проводников два — рабочая нейтраль N и защитное заземление PE.

С точки зрения электротехники они являются равнозначными, но у них различное назначение, поэтому они разного сечения и имеют различные схемы подключения.

В жилых домах может использоваться так же система TN-C-S. В такой схеме к зданию подходит совмещённый нулевой провод PEN, выполняющий функции обоих проводов одновременно, а во вводном щитке он разделяется на нейтраль и заземление.

Зачем нужен ноль

Электромонтёры, изучавшие основы электротехники, знают, что такое фаза и ноль и чем отличаются линейные проводники, нулевой и заземление. В проводах, подходящих к дому, потенциал относительно заземления равен выходному напряжению трансформатора — 220В на линейных контактах и 0 на нейтрали независимо от распределения нагрузки по фазам.

При одинаковой мощности потребителей ток в разных фазах одинаковый и, благодаря сдвигу на 120° компенсирует друг друга и ток в нейтрали отсутствует. Поэтому к обмоткам трёхфазных электродвигателей ноль не подключается.

симметричная нагрузка по фазам

При неодинаковой нагрузке в разных фазах по нулевому проводу протекает уравнительный ток, поэтому при обрыве нейтрали или её отсутствии напряжение в розетках может колебаться в диапазоне 0-380 В и главное, зачем нужен ноль, это обеспечение стабильного напряжения в сети.

неравномерная нагрузка

При подключении несимметричной нагрузки по схеме звезды обязательно должен быть подключен нулевой провод. Он нужен для протекания уравнительных токов и выравнивания напряжения по фазам.

Почему наличие нулевого провода обязательно? Если к фазному напряжению (220 Вольт) подключается несимметричная нагрузка, без нулевого провода происходит так называемый «перекос фаз», из-за которого техника может оказаться подключенной к произвольному напряжению, диапазон которого может колебаться от нуля до линейного значения (380 Вольт).

зачем нужен ноль в электричестве

Думаю не нужно рассказывать, что будет с холодильником или телевизором, если их подключить к напряжению 380 Вольт. Повышенное напряжение является частой причиной выхода из строя электронной техники.

Каким образом нулевой (уравнительный) провод уменьшает несимметричное распределения напряжения?

Рассмотрим две схемы подключения – треугольник и звезду. При подключении треугольником каждый потребитель подключается на линейное напряжение. Оно не будет меняться не зависимо от того симметричной будет нагрузка или нет.

зачем нужен ноль

При подключении звездой, напряжение на нагрузке будет отличаться от линейного. Ток на каждой нагрузке равен соответствующему линейному току.

По схеме соединения «треугольник» напряжение у потребителя будет равно линейному. Его значение не будет меняться при несимметричной нагрузке.

Если подключить потребителей по схеме «звезды», напряжение на каждой нагрузке будет отличаться от линейного. Токи при этом будут равны линейному току соответствующей фазы.

Если менять нагрузку в фазах (по схеме «звезды») токи в фазах будут распределяться, в связи с этим также будет соответствующее перераспределение напряжений на нагрузке.

При изменениях нагрузок токи автоматически перераспределяются, причем сумма их (получающаяся в общей точке нагрузок) всегда обращается в нуль.

зачем нужен ноль в 3-х фазной сети

Одновременно происходит соответственное перераспределение напряжений между неравными нагрузками. Устранить этот недостаток можно с помощью нулевого проводника, который поддерживает постоянное напряжение у потребителя при неравномерной нагрузке.

То, зачем нужен ноль в электричестве, отличается от назначения земли. Нейтраль используется для протекания по нему уравнительного тока и в аварийных ситуациях на нейтральной клемме может появиться высокое напряжение, поэтому нулевой проводник в однофазной сети подключается к оборудованию через двухполюсный автомат или разъединитель.

Согласно ПУЭ п.6.6.28 эти провода должны отключаться одновременно, поэтому использовать для этой цели два однополюсных устройства запрещено.

Основная функция заземления это защита от поражения электричеством. Поэтому в ПУЭ п.1.7.145 указано, что заземление должно подключаться к электроприборам без каких-либо автоматов и разъединителей, за исключением заземляющей клеммы в штепсельных разъёмах.

Что будет если подключить «землю» вместо ноля

Оба варианта подключения обеспечат стандартную величину напряжения в розетке. Однако использование заземления вместо нейтрали приведёт к ускоренному выходу контура из строя и другим нежелательным последствиям.

Выбивает УЗО

Сразу после подключения вместо нейтрали заземления на участке проводки, находящемся после дифзащиты или соединения этих проводников между собой и включения одного из электроприборов произойдёт срабатывание УЗО.

Это связано с принципом работы таких аппаратов — сравнении силы тока в фазном и нулевом проводниках. В обычной ситуации они равны, но при появлении тока утечки равенство нарушается, что приводит к аварийному отключению.

При использовании земли вместо ноля или соединении этих клемм через неё начинает протекать ток, что уменьшает его силу в нейтрали, проходящей через УЗО. Это явление аналогично повреждению изоляции и появлению тока утечки.

Для предотвращения этого явления такое подключение следует производить выше дифреле, однако это не поможет предотвратить другие негативные последствия.

Опасность поражения электрическим током

При протекании электрического напряжения по контуру заземления ток идёт через землю. Данная ситуация аналогична падению провода на поверхность земли, при котором на поверхности появляется шаговое напряжение.

Это может привести к травмированию людей проходящих над местом установки заземлителей. Поэтому такие конструкции должны находиться в местах, в которых прохождение людей маловероятно, например, под клумбой с цветами.

Кроме того, при одновременном заземлении корпусов электроприборов и использовании земли вместо ноля при обрыве в цепи заземления или неисправности контура металлические части аппаратов окажутся под напряжением через включённые или подключенные к розеткам устройства.

Преждевременный выход из строя контура заземления

При использовании контура в штатном режиме ток по нему проходит очень редко и кратковременно, до срабатывания защиты. Однако в случае подключения земли вместо нейтрали по заземлителям начинает протекать электрический ток и из-за нахождения конструкции во влажной почве начинаются процессы электрокоррозии.

Это приводит к появлению ржавчины и полному разрушению отдельных элементов.

Ситуацию не спасает даже замена конструкции из углеродистой стали на нержавеющую. Элементы из нержавейки при электрокоррозии разрушаются как простое железо.

Важно! При использовании контура заземления вместо нейтрали в однофазной сети его разрушение приведёт к отсутствию питания в розетках, а в трёхфазной сети к колебаниям напряжения аналогично ситуации обрыва нейтрали.

Штраф от энергокомпании

Существует мнение, что подключение земли вместо нейтрали уменьшает показания электросчётчика. На самом деле прибор учёта постоянно измеряет два параметра — напряжение в сети между фазой и нолём и ток в фазном проводе, поэтому такая замена, произведённая после счётчика не влияет на его показания.

Для остановки электросчётчика необходимо не только подключить ноль к земле, но и отключить его от счётчика, как в подходящем, так и в отходящем кабелях.

Даже если выполнить эту операцию в труднодоступном месте отсутствие показаний и оплаты приведёт к появлению инспектора электрокомпании и наложению штрафа за хищение электроэнергии.

Вывод

Как видно из материалов статьи, ответ на вопрос, зачем нужен ноль достаточно простой – для уменьшить перекос фазного напряжения при неравномерной нагрузке, а также для безопасного и надёжного получения в розетке 220В.

Все способы получать питание от фазного провода и земли являются ненадёжными и опасными, они могут привести к срабатыванию дифзащиты, поражению электрическим током и преждевременному выходу из строя контура заземления.

Роль «нуля» в цепи 380 вольт

Ответьте, пожалуйста, неграмотному человеку — какую роль играет нулевой провод для приборов, работающих от сети 380 вольт?

сэм

Просмотр профиля

20.5.2011, 16:08

Группа: Пользователи
Сообщений: 176
Регистрация: 16.9.2008
Пользователь №: 12073

При симметричной нагрузке он на. не нужен
20.5.2011, 17:29
Цитата(сэм @ 20.5.2011, 16:08)
При симметричной нагрузке он на. не нужен

А где она, симметричная нагрузка, в наших отечественных сетях? Даже в любом трёхфазном электродвигателе её нет, вот здесь-то ноль и нужен.

belok5

Просмотр профиля

20.5.2011, 17:55

Группа: Пользователи
Сообщений: 2433
Регистрация: 28.12.2009
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 16721

роль нуля в трехфазной сети в том, чтобы обеспечивать стабильное напряжение при любом изменении нагрузок на фазах

doro

Просмотр профиля

20.5.2011, 18:06

Группа: Пользователи
Сообщений: 628
Регистрация: 28.3.2007
Из: Краснодар
Пользователь №: 8432

Могут быть разные включения потребителей в трехфазную сеть 380 В. и нули бывают разные. Простейший случай — трехфазный электродвигатель. Ему нужен только защитный нуль (соединение корпуса с нулем источника для обеспечения защиты при пробое на корпус). У меня в доме — трехфазная сеть. Нагрузка с номинальным напряжением 220 В распределена по фазам, там нагрузка подключается между фазой и рабочим нулем, на некоторых устройствах и защитный нуль применяется. Причем до входа в дом нулевой провод общий, а там уж делится на рабочий и защитный. Есть некоторые потребители, которые могут переключаться с линейного напряжения 380 В на фазное 220 В, во втором случае применяется нулевой провод. Как-то в молодые годы приходилось налаживать кухонное оборудование с таким переключением.

Сообщение отредактировал doro — 20.5.2011, 18:10

Roman D

Просмотр профиля

20.5.2011, 18:50

Инспектор Бел Амор

Группа: Пользователи
Сообщений: 10613
Регистрация: 11.8.2007
Из: Куртенгофъ
Пользователь №: 9187

Цитата(Гость сочувствующий @ 20.5.2011, 17:29)
Даже в любом трёхфазном электродвигателе её нет, вот здесь-то ноль и нужен.

А на кой нужен? Без него моторчик целее будет. Имею ввиду звезду, про треугольник молчим.
Самая главная часть каждого оружия есть голова его владельца! (С) Аркаша Дзюбин, фильм «Два бойца.»
20.5.2011, 22:16
Цитата(Roman D @ 20.5.2011, 18:50)
А на кой нужен? Без него моторчик целее будет. Имею ввиду звезду, про треугольник молчим.

Нам, в своё время, объясняли так: ноль в трёхфазном двигателе нужен для компенсации токов не симметрии (речь шла об электродвигателях з80 В). При отсутствии ноля в обмотках электродвигателя возникают встречные токи, что не есть хорошо. Допустим, в обмотке фазы «А» ток 10 А, фазы «В» — 8 А, фазы «С» — 12 А, «ноля» нет, где-же уравняются токи? А разница этих токов бывает и больше, абсолютной симметрии не бывает, думаю, что с этим Вы согласитесь?

Roman D

Просмотр профиля

20.5.2011, 22:34

Инспектор Бел Амор

Группа: Пользователи
Сообщений: 10613
Регистрация: 11.8.2007
Из: Куртенгофъ
Пользователь №: 9187

Цитата(Гость сочувствующий @ 20.5.2011, 21:16)

А разница этих токов бывает и больше, абсолютной симметрии не бывает, думаю, что с этим Вы согласитесь?

С этим — соглашусь.
А с тем, что двигатель, у которого токи 8, 10 и 12 А — исправен, и что ему при этом поможет ноль — нет. Кстати, откуда у по дефолту симметричного двигателя несимметрия — это отдельный вопрос.

Сообщение отредактировал Roman D — 20.5.2011, 23:22

Самая главная часть каждого оружия есть голова его владельца! (С) Аркаша Дзюбин, фильм «Два бойца.»
20.5.2011, 23:08

В двигателе несимметрия может быть на пару миллиампер, но никак не на 2 ампера.

Во-вторых разберитесь относительно подключения. Если нагрузка подключена между фазами, то ноль соединён с металлоконструкциями и выполняет защитную функцию. Если нагрузка подключена между фазами и нулём, то ноль необходим для обеспечения фазного напряжения однофазным потребителям; причём в этом случае приходящий с подстанции PEN-проводник разбивается на рабочий ноль и защитный ноль в главном щите здания и повторно заземляется на главной шине заземления. Если нагрузка на всех трёх фазах симметричная, то ток по нулевому проводу не будет течь вообще (один раз в моей практике курьёзный случай был — с уличного щита забыли в дом провести PEN, в итоге электрик сбытовой компании опломбировал счётчик на весь дом и не обращая внимания на отсутствующий PEN включил автомат на улице — месяц работало, через месяц приборы посгорали к чёртовой матери, причём так и не нашли виновного кто забыл про PEN).

21.5.2011, 10:51
Цитата(Roman D @ 20.5.2011, 22:34)

С этим — соглашусь.
А с тем, что двигатель, у которого токи 8, 10 и 12 А — исправен, и что ему при этом поможет ноль — нет. Кстати, откуда у по дефолту симметричного двигателя несимметрия — это отдельный вопрос.

Чисто теоретически: садовое товарищество, скважина, трёхфазный двигатель насоса. Вопрос: будет-ли симметричной нагрузка в электродвигателе при разбросе фазных напряжений в десятки вольт, чем страдает большинство этих самых товариществ, и что неоднократно обсуждалось на данном форуме?

Viktor2004

Просмотр профиля

21.5.2011, 11:28

Группа: Пользователи
Сообщений: 2586
Регистрация: 26.1.2005
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 2252

Цитата(Гость сочувствующий @ 21.5.2011, 11:51)

Чисто теоретически: садовое товарищество, скважина, трёхфазный двигатель насоса. Вопрос: будет-ли симметричной нагрузка в электродвигателе при разбросе фазных напряжений в десятки вольт, чем страдает большинство этих самых товариществ, и что неоднократно обсуждалось на данном форуме?

Не будет. Но ноль к средней точке звезды двигателя подключать все равно не нужно. Он нагрузку симметричнее не сделает. Токи по обмоткам будут идти все равно разные, только с неподключенным нулем в движке будет на векторке смещение средней точки. Со смещенной средней точкой нагрузки по обмоткам распределятся равномерно, в зависимости от небаланса напряжений, но когда средняя точка момента вращения не совпадает с осью вращения, это плохо. С подключенным нулем нагрузки в обмоткаж будут разные, но момент вращения совпадает с осю вращения, хотя на каждое плечо (фазу) приходится разное усилие. В обоих случаях рабочие характеристики двигателя будут немного хуже, двигатель будет работать рывками, вы это услышите по звуку вибрации. Нагрев движка, вращающий момент, соответственно срок службы, за все надо платить.

Сообщение отредактировал Viktor2004 — 21.5.2011, 11:35

Лучший способ получить ответ на форуме, это не задать вопрос, а написать неправильный ответ
22.5.2011, 7:08
Цитата(Viktor2004 @ 21.5.2011, 11:28)

Не будет. Но ноль к средней точке звезды двигателя подключать все равно не нужно. Он нагрузку симметричнее не сделает. Токи по обмоткам будут идти все равно разные, только с неподключенным нулем в движке будет на векторке смещение средней точки. Со смещенной средней точкой нагрузки по обмоткам распределятся равномерно, в зависимости от небаланса напряжений, но когда средняя точка момента вращения не совпадает с осью вращения, это плохо. С подключенным нулем нагрузки в обмоткаж будут разные, но момент вращения совпадает с осю вращения, хотя на каждое плечо (фазу) приходится разное усилие. В обоих случаях рабочие характеристики двигателя будут немного хуже, двигатель будет работать рывками, вы это услышите по звуку вибрации. Нагрев движка, вращающий момент, соответственно срок службы, за все надо платить.

Я не ратую за обязательное наличие «нулевого» провода при подключении электродвигателя, просто пытаюсь обосновать свою точку зрения: наличие «ноля» убирает токи небаланса, исключает перетоки, что полезно для электродвигателя. Может кто-то из форумчан проведёт, для любопытства, необходимые замеры для снятия характеристик электродвигателя при наличии «ноля», и при отсутствии?

Viktor2004

Просмотр профиля

23.5.2011, 7:52

Группа: Пользователи
Сообщений: 2586
Регистрация: 26.1.2005
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 2252

Цитата(Гость сочувствующий @ 22.5.2011, 8:08)

Я не ратую за обязательное наличие «нулевого» провода при подключении электродвигателя, просто пытаюсь обосновать свою точку зрения: наличие «ноля» убирает токи небаланса, исключает перетоки, что полезно для электродвигателя. Может кто-то из форумчан проведёт, для любопытства, необходимые замеры для снятия характеристик электродвигателя при наличии «ноля», и при отсутствии?

Та схема подключения, которую предлагаете Вы — нештатная. Ибо подключение любого трехфазного двигателя производится без подключения нуля. Подключение нуля является изменением штатной схемы, влезанием во внутреннюю схему. Этого делать нельзя. Любая комиссия при несчастном случае в выводах запишет пункт: Двигатель подключен не по штатной схеме.

Трифазна мережа: чому відбувається відгорання нуля

Здебільшого запитка побутових споживачів відбувається за однофазною схемою. Але частково все ж таки електропостачання проводиться з використанням трифазних кабелів. Звичайно, якісна кабельна продукція характеризується строгими технічними та провідниковими показниками, а значить необхідністю прокладати та експлуатувати їх за правилами, враховуючи допустимі параметри навантаження.

Що означає фраза електрика «Відгорів нуль!»? Чому нуль набагато частіше відгоряє у трифазній мережі, а не в однофазній? Які прогнози? Ці та інші питання виникають у власників будинків та інших об’єктів із подібним електропостачанням. Розберемося разом, як запобігти розвитку таких ситуацій, тим самим зменшивши наслідки та проблеми.

Поняття «нуля» в однофазному ланцюзі
«Нуля» для однофазного ланцюга – це один із двох провідників, які не мають високого потенціалу щодо «землі». Другий провідник — це «фаза», який має високий потенціал (220 В для побутових мереж). Електричний струм, який проходить по фазі, завжди дорівнює струму, що йде по нулю. Саме тому немає передумов для відгорання нуля в однофазній мережі. До того ж, лінія, як правило, захищена якісною і недорогою автоматикою.

Ось так це виглядає схематично:

Понятие ноля в однофазной цепи

Поняття «нуля» у трифазному ланцюзі

Як багатьом відомо, трифазні лінії бувають двох видів щодо навантаження до фаз. Так виділяють такі види як: «зірка» та «трикутник». У разі підключення на кшталт «трикутник» нуль відсутній суто фізично, отже проблеми відгорання нуля — просто немає. А ось схема «зірка» в трифазному підключенні має нуль, як особливий провідник. Розглянемо докладніше.

Схема підключення «зірка» у трифазному ланцюзі:

В даному випадку по кожній із 3-х фаз проходить рівне за значенням навантаження змінного електроструму. При цьому вони зсуваються по часовій фазі на 120 градусів або на третину всього періоду. В результаті виходить сума рівних, але зміщених значень векторів, що дають нульове сумарне значення. По суті, це ідеальний випадок, коли нульовим дротом йде такий нульовий струм. А за фактом, знеструмлений нуль не потрібний зовсім.
Реальна ситуація відрізняється від ідеальної. Адже навантаження всіх фаз у більшості випадків хоч трохи, але різняться. Тобто сумарний вектор не дорівнює нулю. В результаті не відбувається компенсації струмів, а отже, по нульовому провіднику проходить невеликий зрівняльний струм. Саме тому в багатьох кабелях із трьома фазами є 4-та жила – нульова, яка характеризується меншим перетином, ніж переріз фазних провідників. Основа причина – економія електротехнічної міді чи алюмінію. При детальнішому розгляді стає зрозуміло, що таких струмів недостатньо, щоб викликати відгоряння нуля. У чому тоді причина?

Причина полягає в тому, що трифазна лінія включає несиметричні однофазні навантаження. І при цьому різниця у величині навантажень може бути дуже значною, що електрики характеризують як «перекіс фаз». На стадії проекту проводиться робота з максимального рівняння навантажень на фази, але насправді розподіл потужностей не завжди ефективний. При включенні побутових приладів високої потужності по одній фазі немає можливості передбачити чи компенсувати навантаження інші фази. В результаті, різниця навантаження є.
Звертаючи увагу на власний побут, хіба багато хто з нас ставив питання – наскільки сильно позначиться на кабельних лініях навантаження при включених одночасно пральній машині та електрочайнику? Складно думати про зрівняльні струми та нульову жилу, коли про це нічого не знаєш.

Навіть у випадках, коли сумарне значення фазних струмів не дорівнює нулю, екстремальних ситуацій не розвивається. Нуль може відгоріти дуже рідко.

Схема подключения трехфазного УЗОВідгорання нуля – коли відбувається

Коли ж відбувається це горезвісне відгорання? І чи варто про це говорити? І тут є одне невелике «але». Ще з 90-х років у наш побут міцно увійшло таке поняття, як імпульсний блок живлення, який використовують з метою економії електроенергії. Його застосовують скрізь — комп’ютерах, різної побутової техніки. При цьому, в таких блоках живлення струм проходить лише в одній третині від одного півперіоду. В результаті, в трифазних мережах починають протікати не скомпенсовані струми, які йдуть без будь-якого контролю в нульовий провід. По «нулю» йдуть струми різних фаз від асиметричного навантаження. При підсумовуванні цих даних, виходить, що нульовий струм може відповідати значенню, близькому або перевищує номінальне фазне значення. А ось це загрожує тим самим відгоранням нуля.

Що врятує ситуацію? Звісно, ​​це гарна захисна автоматика. Головне, надто не економити і не купувати трифазний автомат без нульової клеми. Адже по суті по кожній фазі проходить електричний струм у межах номіналу і автомат продовжує захищати фази, а ось нуль залишається без роботи.
Ще одна причина, в результаті якої може статися відгоряння нуля, це обрив однієї з фаз за наявності великих навантажень. В даному випадку, сумарне значення струмів двох фаз буде набагато більше від допустимого.

Важливо пам’ятати, що не варто ставити окремий автомат на нульовий кабель, оскільки це реально небезпечно. При відключенні дроту зрівняльні струми шукатимуть вихід через дроти фази. І в цьому випадку результат завжди передбачуваний і небезпечний. Найкраще рішення – робота зі спеціалістами ще на етапі проектних робіт, а також купівля кабельної продукції гарної якості з відповідними експлуатаційними характеристиками.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *