Какое сечение нулевого провода должно быть в трехфазной сети
Обновлено: 25.04.2024
вопрос про N в трехфазной сети
при сбалансированной по фазам нагрузке на нейтрали должен быть совсем небольшой ток (несравнимый с фазными проводами), так?
а если есть перекос по нагрузке, то как будут возрастать требования к нейтральному проводнику? надо ли его сечение «для запаса» сделать побольше?
вообще, допустим, по фазным проводникам течет ток 50А
если взять самый плохой случай (закоротило фазы, или еще какие-нибудь форсмажоры), какой максимальный ток потечет по нейтрали?
brancher написал :
если взять самый плохой случай
Самый плохой случай - импульсные БП без PFC на всех фазах; "чиста тиаритически" корень квадратный из трёх.
Встретить такое в жизни уже к счастью малореально.
2ВТБ! читал правила, вроде не видел там указаний, чтобы нейтраль закладывали толще фаз, значит считается, что такие токи в нейтрали в 1.73 раза больше фазных
а) не должны идти
б) могут идти, но недолго
?
P.S. c РE, видимо, все аналогично?
20.11.2006 в 18:402brancher На чисто трёхфазных устройствах, например движках, стоит защита от неполнофазной работы.
Рекомендации по сечению провода в ПУЭ. Если с запасом - то сечение равно фазному.
20.11.2006 в 18:46bv написал :
Рекомендации по сечению провода в ПУЭ. Если с запасом - то сечение равно фазному.
да читал. вот и непонятно мне это, а как же корень из трех?
bv написал :
На чисто трёхфазных устройствах, например движках, стоит защита от неполнофазной работы.
знаю, но мне таких сугубо профессиональных устройств в квартиру не надо (пока мощных потребителей видится 2: водонагреватель и плита)
а во-вторых все равно ведь как-то их подключают ведь в однофазную сеть (видел какие-то инструкции как обмануть, но подробностей не помню)
20.11.2006 в 18:51Кое что есть здесь
2brancher В вашем случае сечение всех проводников одинаково. и не забивайте мозг.
20.11.2006 в 21:48brancher написал :
при сбалансированной по фазам нагрузке на нейтрали должен быть совсем небольшой ток (несравнимый с фазными проводами), так?
а если есть перекос по нагрузке, то как будут возрастать требования к нейтральному проводнику? надо ли его сечение «для запаса» сделать побольше?
вообще, допустим, по фазным проводникам течет ток 50А
если взять самый плохой случай (закоротило фазы, или еще какие-нибудь форсмажоры), какой максимальный ток потечет по нейтрали?
Не волнуйтесь за нулевой проводник, он в любом случае должен быть того же сечения как фазные, даже при сильном перекосе между фазами, нейтральному проводу это не страшно, так как перекос компенсируется другими фазами, а сама нейтраль геометрически смещается в сторону от двух неперегруженных фаз. Все это нехорошо для потребитей, но не для нуля.
20.11.2006 в 22:03brancher написал :
мне таких сугубо профессиональных устройств в квартиру не надо (пока мощных потребителей видится 2: водонагреватель и плита)
а во-вторых все равно ведь как-то их подключают ведь в однофазную сеть (видел какие-то инструкции как обмануть, но подробностей не помню)
В данном случае о симметричной 3-х фазной нагрузке речи не может быть. Обыкновенные однофазные нагрузки при 3-х фазном вводе. Нулевой по ПУЭ как для однофазных нагрузок.
20.11.2006 в 22:42 20.11.2006 в 22:522Arr А что я написал! Читай:
"Не волнуйтесь за нулевой проводник, ОН В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ ДОЛЖЕН БЫТЬ ТАКОГО ЖЕ СЕЧЕНИЯ КАК ФАЗНЫЕ, даже при сильном перекосе между фазами, нейтральному проводу это не страшно, так как перекос компенсируется другими фазами, а сама нейтраль геометрически смещается в сторону от двух неперегруженных фаз. Все это нехорошо для потребитей, но не для нуля."
20.11.2006 в 23:37чисто теоретически
если освещение на сберегайках а вся аппаратура на импульсных источниках
ток в нейтрали равен сумме фазных токов
2leonard 2юра Т
В некоторых случаях, сечение нулевого провода может потребоваться больше, чем сечение фазного.
21.11.2006 в 01:552Alex___dr вооот
очень интересные тексты, и ссылка с сайта коляна тоже говорит что может быть отгорание рабочего нуля не только от использования промышленного оборудования
в общем, у меня по случаю оказался подходящий кусок провода сечением на 1 шаг больше фазных. только вот цвет у него не голубой
наверное в любом случае не вредно будет его пустить на рабочий ноль, как думаете?
и если да, то вопрос, а можно ли этот "усиленный" ноль пустить через автомат чуть большего номинала, чем тот трехполюсный, через который пойдут 3 фазы обычного сечения?
2brancher
Если и пропускать рабочий ноль через автомат, то только через один и тот же, что и фазы.
юра Т написал :
чисто теоретически
если освещение на сберегайках а вся аппаратура на импульсных источниках
ток в нейтрали равен сумме фазных токов
А он по-любому равен сумме фазных токов, вне зависимости от вида нагрузки, чисто теоретически. Закон Кирхгоффа никто не отменял.
21.11.2006 в 10:19В быту о сечении нулевого проводника можете не беспокоиться.
по случаю оказался подходящий кусок провода
Используйте пятижильный кабель с равным сечением жил. Или пять одножильных проводов в трубе/гофре.
можно ли этот "усиленный" ноль пустить через автомат чуть большего номинала
Отдельные автоматы на нуле запрещены.
21.11.2006 в 10:24юра Т написал :
ток в нейтрали равен сумме фазных токов
Вы подразумеваете действующее значение? Тогда не сумма, а среднеквадратичное значение.
21.11.2006 в 15:18юра Т написал :
ток в нейтрали равен сумме фазных токов
Забыли одну деталь, все это деленное на корень из трех. Ток в нейтрали может быть равен фазным, если все фазы однородны, поэтому это катит лишь для одной фазы.
21.11.2006 в 15:50Ещё раз, для танкистов:
21.11.2006 в 21:15brancher написал :
и если да, то вопрос, а можно ли этот "усиленный" ноль пустить через автомат чуть большего номинала, чем тот трехполюсный, через который пойдут 3 фазы обычного сечения?
Ситуация, когда раб ноль отключен (автоматом например) а фазы - не отключены, недопустима. В этом случае у вас в квартире будет сеть с изолированной нейтралью и на разных нагрузках, подключенных к разным фазам, будет разное напряжение - где больше, а где меньше 220в. Последствия понятны? Реле превышения напряжения - полумера.
Поэтому либо четырехполюсный автомат рвет все, либо раб ноль не рвется вообще.
Сечение нейтрали нет никакого смысла делать больше чем у фаз, потому что самые мощные бытовые нагрузки - резистивные, не приводящие к возникновению гармоник тока (варочная панель, духовка, водогрей, тены СМ и ПММ, чайник). Раскидайте их по фазам и ток нейтрали у вас никогда не превысит фазный.
leonard написал :
а сама нейтраль геометрически смещается в сторону от двух неперегруженных фаз.
Вы путаете, это для подключения с изолированной нейтралью.
юра Т написал :
чисто теоретически
если освещение на сберегайках а вся аппаратура на импульсных источниках
ток в нейтрали равен сумме фазных токов
Откуда такая информация? Даже в самом экстремальном случае, если нагрузка генерирует гармоники тока, исключительно кратные 3 (и при этом полностью отсутствует даже основная гармоника 50Гц!), получим максимальное превышение тока нейтрали над фазным в 1.7 раза (корень из 3). Но таких нагрузок не существует, разве что специально кто-то спроектирует.
21.11.2006 в 22:32Я понимаю, что научными терминами объяснять человеку, почему нулевой проводник одного сечения с фазными, это пустословить. Поэтому я попробую расказать простыми терминами, как это все работает.
Трехфазный ток, имеет опору на которую воздействует через сопротивления, опора является нулевым проводником, стало быть все три фазы воздействуют на одну бедную опору, как же она выдерживает с таким же сечением , как у трех "бьющих" её фаз?? Нужно обратить внимание на время так как фазы воздействуют на опору в порядке синусоидальной очередности, а не все сразу. Например фазы R S T , берем момент времени когда фаза r воздействует плюсом 320 вольт( пик синусоиды), тогда фаза s воздействует минусом 186 вольт, тогда фаза t воздействует минусом в 186 вольта, при этом компенсируют нулевой проводник обратной полярностью от фазы r. И так далее по синусоидальному циклу.
21.11.2006 в 23:07leonard написал :
Поэтому я попробую расказать
"Боярам в думе говорить по неписанному, дабы дурь каждого видна была" - из указа Петра I.
21.11.2006 в 23:1422.11.2006 в 09:14Arr написал :
"Боярам в думе говорить по неписанному, дабы дурь каждого видна была" - из указа Петра I.
caver написал :
получим максимальное превышение тока нейтрали над фазным в 1.7 раза
Не совсем так - среднеарифметическое значение тока (количество электричества за единицу времени) может быть больше втрое, но действующее (среднеквадратичное) ограничено корнем квадратным из трёх.
Импульсные блоки питания без PFC как раз амплитудные напряжения "снимают". Раньше это было проблемой в сетях с гарантированным питанием.
23.11.2006 в 03:59Э. Совсем не так
Вообще-то легко можно смоделировать линейную пассивную нагрузку, для которой ток нейтрали будет в 2.7 раза больше фазного тока, при теоретическом пределе 3.
Соберем звезду из трех нагрузок: резистор, индуктивность и емкость, модули импеданса каждой нагрузки равны. Соответственно действующие значения тока для каждой из фаз также равны. Сдвиг фаз считаем в градусах относительно фазы, к которой подключен резистор. В резисторе сдвиг фазы тока =0. Конденсатор дает сдвиг фазы тока -90 градусов, после подключения к фазе со сдвигом напряжения +120 градусов в результате будет +30. Аналогично индуктивность подключаем к фазе с -120 градусов и в результате ток через индуктивность сдвинут по фазе на -30 градусов относительно фазы, где резистор. Суммируя три синуса, получим тот же синус, но с амплитудой (1+корень из 3)
2,7 .
Так как частота везде одна - основная, 50 Гц и высших гармоник нет, то амплитудное, действующее и средневыпрямленное ("среднеарифметическое") значения тока - все пропорциональны друг другу. Поэтому получаем, что для данной схемы действующее значение тока через нейтраль будет в 2.7 раза больше любого из (равных друг другу) фазных значений, куда там импульсным БП.
Что это доказывает? Да ничего. В реальности таких нагрузок не бывает. В бытовых условиях мощная емкостная нагрузка не встречается. Вообще, суммарная мощность потребителей, приводящих к существенным сдвигам фаз или генерации гармоник, вряд ли когда превысит 20% от общей допустимой мощности квартиры (офисы, производство - совсем другое дело).
Значит, при сколько-нибудь грамотном распределении мощных потребителей по фазам (или включении трехфазных), о превышении допустимого тока нейтрали можно не беспокоиться.
ПУЭ 7, требования к выполнению фазный – L, нулевой рабочий – N, и нулевой защитный – РЕ проводники
В ПУЭ 7-го издания требования к выполнению групповых сетей сформулированы следующим образом (пп. 7.1.36, 7.1.45):
7.1.36. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный – L, нулевой рабочий – N, и нулевой защитный – РЕ проводники). Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.
Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим.
Сечения проводников должны отвечать требованиям п. 7.1.45.
7.1.45. Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ.
Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников.
Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм 2 по меди и 25 мм 2 по алюминию, а при больших сечениях – не менее 50 % сечения фазных проводников, но не менее 16 мм 2 по меди и 25 мм 2 по алюминию.
Сечение РЕN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм 2 по меди и 16 мм 2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.
Сечение РЕ проводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм 2 , 16 мм 2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм 2 и 50 % сечения фазных проводников при бoльших сечениях.
Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм 2 – при наличии механической защиты и 4 мм 2 – при ее отсутствии.
Классификация систем заземления представлена в п. 312.2 ГОСТ Р 50571.2-94. Система заземления является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания.
В ПУЭ 7-е издание приведены следующие системы заземления: ТN-С, ТN-S, ТN-С-S, ТТ, IТ (рис. 1).
Рис 1.1. Система TN-C
Рис 1.2. Система TN-S
Рис 1.3. Система TN-C-S
Рис 1.4. Система TT
Рис 1.5. Система IT
П ервая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:
Т – непосредственное соединение нейтрали источника питания c землей;
I – все токоведущие части изолированы от земли.
Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:
Т – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землей, независимо от характера связи источника питания с землей;
N – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.
Буквы, следующие через черточку за N, определяют характер этой связи – функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:
S – функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;
С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются одним общим проводником РЕN.
В России до настоящего времени применяется система подобная ТN-С (рис. 1.1), в которой открытые проводящие части электроустановки (корпуса, кожухи электрооборудования) соединены с заземленной нейтралью источника совмещенным нулевым защитным и рабочим проводником РЕN, т.е. “занулены”. Эта система относительно простая и дешевая. Однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.
Системы ТN-S (рис. 1.2), и ТN-С-S (рис. 1.3) широко применяются в европейских странах – Германии, Австрии, Франции и др. В системе ТN-S все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником РЕ непосредственно с заземляющим устройством источника питания.
При монтаже электроустановок правила предписывают применять для нулевого защитного проводника РЕ провод с желто-зеленой маркировкой изоляции.
В системе ТN-С-S (рис. 1.3) во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник РЕN разделен на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники.
В системе ТN-С-S нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми проводящими частями и может быть многократно заземлен, в то время как нулевой рабочий проводник N не должен иметь соединения с землей.
Наиболее перспективной для нашей страны является система ТN-С-S, позволяющая в комплексе с широким внедрением УЗО обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции.
В электроустановках с системами заземления ТN-S и ТN-С-S электробезопасность потребителя обеспечивается не собственно системами, а устройствами защитного отключения (УЗО), действующими более эффективно в комплексе с этими системами заземления и системой уравнивания потенциалов.
Данная статья публикуется как черновой вариант, следите за обновлениями.
Какое сечение провода выбрать для нуля 3Ф 380В ?
А у Вас приёмники.
На ЮБК не пробовали ловить?
Насчет LOP-G Рогозин в 2018 заявил: После того как Наука чуть не разнесла МКС, не возьмут даже подмастерьями
@Александр В Спасибо за анализ. Классные у Вас фотографии получаются.
подпись шелкографией на плате есть ?
1. Самый главный недостаток всех шарманок - большой спектр гармоник. Даже если сделаете передатчик на средние волны (1 мГц) - гармоники будут вплоть до диапазона УКВ. А там работают спецслужбы( мед, полиция, пожарные. ) И не дай бог вы создадите им помехи. Вызовут спец машину и получите по шапке. Вопрос решается, но судя по вопросу - автор не сможет подавить 2 гармонику. 2. Не правильно модулировать задающий генератор, появляется вредная паразитная модуляция. Требуются минимальные знания, из тех же книг Полякова и В.Г.Борисова. 3. Смысл городить, когда проще собрать на транзисторах. Тем более есть отличные и недорогие радиостанции типа Baofeng 888. Если интересно пообщаться с другом. Без всяких разрешений и позывных. По прямой бьют на 5 км. Проверено, сам ими пользуюсь. По причинам, здесь озвученным. Хотя могу собрать радиостанцию, тем более "Шарманку". 4. С радиолюбителями пообщаться - надо строить радиостанцию, соответствующую жёстким требованиям. А значит долго и упорно изучать литературу, получить разрешение и позывной. И начинать надо с радио наблюдателя. Построить - пол дела, настроить надо. Нужны приборы, опять купить - или сделать самому. Опять пошли книги. Знакомо ? 5. Есть способ дешевле, тогда надо купить готовую радиостанцию. Как говорится, построю сам - нет куплю. Но это стоит хороших денег, и получение разрешения и позывного. И да ещё - собеседование никто не отменял. А значит спросят как это работает и основные принципы и понятия. 6. И наконец - вторая половина любой радиостанции, антенна. Это само по себе - целая наука, и далеко не самая простая. А не просто проводок в гнездо шарманки. Имеет решающее значение. Даже мощный передатчик - без хорошей антенны будет хуже передатчика, с мощностью всего 0,5 Вт. А может это мимолётное и совсем не надо ?
Электрика на счёт тока ноля.
В стандарте содержится ряд требований и положений, существенно отличающихся от требований ПУЭ, действующих на момент выхода стандарта.
1. Изолированные провода допускается прокладывать только в трубах, коробах и на изоляторах. Не допускается прокладывать изолированные провода скрыто под штукатуркой, в бетоне, в кирпичной кладке, в пустотах строительных конструкций, а также открыто по поверхности стен и потолков, на лотках, на тросах и других конструкциях. В этом случае должны применяться изолированные провода с защитной оболочкой или кабели.
2. В одно- или трехфазных сетях сечение нулевого рабочего проводника и PEN- проводника (совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник) должно быть равным сечению фазного проводника при его сечении 16 мм2 и ниже для проводников с медной жилой.
При больших сечениях фазных проводников допускается снижение сечения нулевого рабочего проводника при следующих условиях:
ожидаемый максимальный рабочий ток в нулевом проводнике не превышает его длительно допустимый ток;
нулевой защитный проводник имеет защиту от сверхтока.
При этом в стандарте сделано специальное замечание относительно тока в нулевом рабочем проводнике: нулевой проводник может иметь меньшее сечение по сравнению с сечением фазных проводников, если ожидаемый максимальный ток, включая гармоники, если они есть, в нулевом проводнике при нормальной эксплуатации не превышает величины допустимой нагрузки по току для уменьшенного сечения нулевого проводника.
Величина действующего значения тока в нулевом рабочем проводнике при таких нагрузках может достигать 1,7 от действующего значения тока в фазных проводниках.
К электроустановкам уникальных и других специальных зданий, не вошедших в вышеуказанный список, могут предъявляться дополнительные требования.
Кроме того (п. 7.1.38 ПУЭ), электрические сети, прокладываемые за непроходными подвесными потолками и в перегородках, рассматриваются как скрытые электропроводки, и их следует выполнять:
за потолками и в пустотах перегородок из горючих материалов в металлических трубах, обладающих локализационной способностью, и в закрытых коробах;
за потолками и в перегородках из негорючих материалов, в выполненных из негорючих материалов трубах и коробах, а также кабелями, не распространяющими горение. При этом должна быть обеспечена возможность замены проводов и кабелей. Под подвесными потолками из негорючих материалов понимают такие потолки, которые выполнены из негорючих материалов, при этом другие строительные конструкции, расположенные над подвесными потолками, включая междуэтажные перекрытия, также выполнены из негорючих материалов.
В приложении 3 приводится выдержка из ГОСТ Р 50571.15-97 с примерами монтажа электропроводок применительно к административным зданиям. Данные иллюстрации не дают точного описания изделий или практики монтажа, а рассматривают способ монтажа.
Применение гибких многопроволочных кабелей возможно на участках сети, подвергаемых реконструкции при работе или для подключения отдельных электроприемников.
Все соединения необходимо выполнять ответвительными сжимами или пружинными клеммами, при этом многопроволочные жилы должны быть обжаты с применением специальной оснастки.
В связи с тем, что сечение нулевого рабочего проводника должно быть рассчитано на ток, который может превышать фазный в 1,7 раза, а существующая номенклатура проводов и кабелей не всегда позволяет однозначно решить данную задачу, возможно выполнение трёхфазных электропроводок следующими способами:
1. При прокладке проводами сечение фазных и защитного проводников выполняется одним сечением, а нулевой рабочий (нейтральный) проводник выполняется сечением, рассчитанным на ток, больший фазного в 1,7 раза.
2. При прокладке кабелями возможны три варианта:
при применении трёхжильных кабелей жилы кабелей используются как фазные проводники, нулевой рабочий проводник выполняется проводом (или несколькими проводами) сечением, рассчитанным на ток, больший фазного в 1,7 раза, нулевой защитный
проводом сечением в соответствии с п. 7.1.45 ПУЭ, но не менее 50% сечения фазных проводников; вместо проводов воз можно применение кабелей с соответствующим числом жил и сечением;
при использовании четырёхжильных кабелей: три жилы — фазные проводники, нулевой рабочий проводник — также одна из жил кабеля, а нулевой защитный проводник — отдельный провод. При этом сечение кабеля определяется по рабочему току в нулевом рабочем проводнике, а сечение фазных жил получается завышенным (такое решение является наилучшим с технической точки зрения, но дороже прочих и не всегда выполнимо при больших токах);
при применении пятижильных кабелей с жилами одного сечения: три жилы — фазные проводники, в качестве нулевого рабочего проводника используются две объединённые жилы кабеля, а для нулевого защитного — отдельный провод. При этом сечение кабеля определяется током фазы (такое решение также является наилучшим с технической точки зрения, однако довольно дорого; имеются также сложности с тем, чтобы выполнить госзаказ, а также и с поставкой кабелей).
При больших мощностях возможна прокладка фазных, нулевых рабочих и защитных проводников двумя или более параллельными кабелями или проводами. Все кабели и провода, относящиеся к одной линии, должны прокладываться по одной трассе.
Источник информации: "Электроснабжение компьютерных и телекомуникационных систем" Автор: А. Ю. Воробьев -— известный специалист в области систем бесперебойного и гарантированного электроснабжения. Руководил созданием и эксплуатацией крупных систем бесперебойного электроснабжения Центрального банка РФ в Москве и других регионах России. Автор проектов электроснабжения интеллектуальных зданий компаний ЮКОС, ЛУКОЙЛ, АЭРОФЛОТ, МПС РФ и ряда других. Автор многих публикаций по проблемам качества электрической энергии, структур и принципов построения современных систем электроснабжения.
Когда ток в нулевом проводе больше чем в фазном
Многие скажут, что такого не может быть, но на практике такое вполне возможно.
В 3-фазных сетях нулевой провод может отсутствовать, если нагрузка симметричная, или его сечение должно быть равно сечению фазных проводников, если нагрузка несимметричная.
Если фазные проводники имеют сечение больше, чем 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию (в 3-фазной сети), — сечение нулевого проводника должно быть НЕ МЕНЕЕ 50% сечения фазных проводников.
В частном доме для отопления многие применяют электрические котлы, подключение такого котла мы и рассмотрим.
Монтажная схема электрического котла отопления Монтажная схема электрического котла отопленияВ этой схеме ТЭНы могут быть включены как все вместе одновременно, так и по отдельности.
Блок управления электрокотлом может располагаться на каком-то расстоянии от электрокотла, для соединения блока управления с котлом нужно выбрать сечение кабеля.
Котёл имеет мощность 6 кВт.
Подключение к 3-фазной сети
Для наглядности схему упростим и подключим электрокотёл к 3-фазной сети.
По тем проводникам фазы, которые подключены, будет протекать ток = 9А, а в нулевом проводе ток будет или = 0А (если подключены все три ТЕНа), или 9А, если подключен один или два ТЭНа. Для подключения подойдёт кабель 4х1,5 (или 5х1,5, пятая жила для заземления)
Подключение к 1-фазной сети
Теперь подключим этот электрокотёл к 1-фазной сети, и посмотрим, что получится.
По тем проводникам фазы, которые подключены, будет протекать ток = 9А, а в нулевом проводе ток будет = 9А, 18А или 27А, в зависимости от того, сколько ТЭНов подключено.
В этом случае нужно применить кабель сечением 4 квадрата, или три кабеля сечением 1,5 квадрата, как на рисунке ниже.
Хочу обратить Ваше внимание на то, что мой канал не носит образовательного характера , здесь я просто делюсь с Вами своими мыслями и опытом, поэтому, моё мнение не обязательно должно совпадать с Вашим. Образование нужно получать в образовательном учреждении.
До следующих встреч.
Если статья была для Вас полезной или интересной , не забудьте поставить лайк и подписаться на мой канал.
Задавайте вопросы и оставляйте комментарии, вступайте в дискуссию.
Почему «горят» нули?
С таким понятием, как «отгорание нуля», так или иначе сталкивались многие. Кто не сталкивался, тот слышал такие слова. Эта тема периодически поднимается на тематических порталах и форумах, а по данным «Yandex Wordstat» об этом спрашивают в среднем 500 раз в месяц. Поэтому мы решили затронуть тему отгорания нуля в трёхфазной сети.
Что это такое?
Для начала разберем, что такое фаза и ноль с точки зрения потребителя. В однофазной цепи фазой называется провод, на котором находится какой-либо потенциал, а нулем — провод, на котором его нет, а, правильнее сказать, провод потенциал, на котором равен потенциалу земли. Это справедливо в сетях с глухозаземленной нейтралью, собственно, от которых мы и получаем заветные 220 вольт в наши дома.
Есть и другое определение: фаза – это провод, по которому ток приходит к потребителю, а ноль – это второй провод, по которому ток возвращается обратно к питающему трансформатору или генератору.
В однофазной сети нет причин отгорать только нулю или фазе, поскольку они находятся в равных условиях. Но что мы имеем на практике? Однофазных сетей нет как класса, все дома и квартиры подключаются к трёхфазной сети, поэтому рассмотрим трёхфазную нагрузку.
На приведенном рисунке вы видите трёхфазную нагрузку, подключенную по схеме «звезда», где в одной точке соединен один из выводов нагрузки в каждой фазе. Токи в каждой из фаз сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов или на треть периода. В идеальном случае, если выполняется условие R1=R2=R3 токи компенсируют друг друга, т.е. перетекают только из фазы в фазу, и в нулевом проводе ток равен нулю .
Нагрузка, в которой выполняется условие Z 1 = Z2 = Z3 называется симметричной . (Z — комплексное сопротивление нагрузки)
Такой нагрузкой может быть: трёхфазный электродвигатель, трёхфазный электрокотёл, в котором установлено одинаковое количество одинаковых по мощности ТЭНов и прочее. Так как ток через нулевой провод не протекает, такая нагрузка может подключаться вообще без него.
Но симметричная нагрузка, чаще всего, это какие-то отдельные системы или устройства. Так как дома и квартиры также подключаются к трёхфазной сети, то нагрузка в ней никак не может быть симметричной, потому что никто не может контролировать: в какой квартире, когда и сколько включится электроприборов… Соответственно в каждый момент времени каждый из потребителей потребляет разный ток.
Такая нагрузка в трёхфазной сети, когда Z1≠Z2≠Z3, называется несимметричной , и векторная сумма токов каждой из фаз в средней точке не равна нулю. Поэтому возникает ток в нулевом проводе, или как его еще называют – уравнивающий или компенсирующий ток.
Величина уравнивающего тока зависит как от разницы токов по фазам, так и от характера его потребления (индуктивный или емкостной), т.е. от сдвига фаз токов и угла между лучами векторной диаграммы и обычно он меньше тока самой нагруженной из фаз.
Стоит отметить и то, что раз ток в нулевом проводе протекает только тогда, когда нагрузка несимметричная, и этот ток почти всегда меньше фазного тока, то и в четырёхжильных кабелях сечение нулевой жилы часто бывает меньшим чем сечения фазных жил.
«И что с этого? Почему отгорит именно ноль, если ток в нем всё равно меньше чем в фазе?» — вполне логичный и правильный вопрос.
Дело в том, что в цепях с простой нагрузкой, вроде нагревательных элементов и лампочек накаливания всё именно так. Но сегодня практически в каждом бытовом приборе, будь то компьютер, телевизор или даже привычная всем светодиодная лампа, используется импульсный источник питания. Такое положение дел обостряется с начала 90-х годов, когда импульсные источники питания стали применяться всё чаще и чаще.
Ток, который потребляет из сети простой импульсный источник питания неравномерный, то есть он не повторяет по форме синусоиду, характер потребления здесь также импульсный и, если упростить, во многих случаях приходится на область периода синусоиды в районе амплитудного значения.
Нагрузку ток которой по форме отличается от формы питающего напряжения (в нашем случае синусоиды) называют нелинейной .
Примеры нелинейных нагрузок, из-за которых может возрасти ток в нулевом проводнике (если в составе их источников питания корректора коэффициента мощности): газоразрядные лампы, светодиодные лампы, дуговые и индукционные печи, трансформаторы, работающие в режиме насыщения, компьютеры, мониторы, оргтехника, телевизоры, инверторные кондиционеры, источники бесперебойного питания, микроволновые печи, импульсные блоки питания, инверторы, преобразователи частоты, электродвигатели с регуляторами скорости вращения (инверторами).
Почему так происходит? Так как форма тока, потребляемого нелинейной нагрузкой, значительно отличается от чистой синусоиды, то её можно представить в виде суммы, синусоид кратных частоте питающего напряжения (50 Гц, 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц….) это называется гармониками, а с ростом частоты их амплитуда уменьшается. Влияние на амплитуду тока нелинейной нагрузки вносят гармоники, кратные третьей, остальные компенсируются.
В результате такого потребления, ток в нейтральной средней точке не компенсируется, и как следствие возрастает ток в нулевом проводе к тому же он суммируется с и без того имеющимся уравнивающим током до и больше наибольшего значения тока в трёх фазах, что и формирует благоприятные условия для отгорания нуля, особенно если по стояку проложен кабель, в котором нулевой провод имеет меньшее сечение.
Из-за влияния гармоник действующее значение тока в нейтральном проводе может быть больше, чем в фазных. Это может быть даже в том случае, если токи в фазных проводах одинаковы, не смотря на сказанное выше о симметричной нагрузке. Из-за влияния гармоник действующее значение тока в нейтральном проводе может быть больше, чем в фазных. Это может быть даже в том случае, если токи в фазных проводах одинаковы, не смотря на сказанное выше о симметричной нагрузке.Одно из основных решений рассмотренной проблемы — это использовать корректор коэффициента мощности в схемотехнике импульсных блоков питания . Корректор коэффициента мощности ( ККМ ), или как еще их называют в англоязычных источниках Power Factor Corrector ( PFC ) — это отдельный каскад в схеме блока питания. Выбор схемы и необходимость установки ККМ зависит от потребляемой устройством мощности и его конечной стоимости, например, в компьютерных блоках питания среднего ценового сегмента уже можно встретить активные ККМ, особенно в мощных моделях (550, 600 и более ватт) тогда как в не во всех бюджетных блоках питания можно НЕ найти не то чтобы корректор коэффициента мощности, но и элементарный фильтр электромагнитных помех на входе.
Есть и другие способы решения этой проблемы, например, использования разделительных понижающих трансформаторов, первичная обмотка которых подключается к линейному напряжению трёхфазной сети или трёхфазные online источники бесперебойного питания, но такие решения возможны лишь для питания предприятий с большим числом компьютерной техники и в данном контексте неуместны.
Также при проектировании установки следует выбирать сечение проводов не по фазному току, а согласно ГОСТ Р 50571.5.52-2011:
523.6.2 Если нейтральный проводник пропускает ток, являющийся следствием дисбаланса фазных токов , то увеличение тепловыделения в нейтральном проводнике компенсируется его соответствующим уменьшением в одном или нескольких фазных проводниках. В этом случае сечение всех проводников выбирается по наиболее нагруженному проводу .
Во всех случаях сечение нейтрального проводника должно соответствовать указаниям 523.1.
Последствия
В результате отгорания нуля мы получаем трёхфазную цепь, где несимметричная нагрузка соединена по схеме звезды, но поскольку у нас нет нулевого — уравнивающий ток не протекает. В результате у нас изменяется напряжение на каждой из нагрузки, поскольку фактически каждый из потребителей включается последовательно на линейное напряжение.
И если представить каждую квартиру в виде эквивалентного сопротивления, вычисленного по потребляемому току, то, согласно закона Ома, на том элементе, где больше сопротивление будет большее падение напряжения. Это называется перекосом фаз.
Очередной кривой пункт ПУЭ 1.7.131. Минимальное сечение PEN-проводника.
Уже не раз я описывал странные места в ПУЭ, и вот вам ещё одно.
Если почитать, о чём пишут различные электротехнические документы на тему сечения PEN-проводника, то мы увидим, что в любом случае по причинам механической прочности оно не может быть менее 10 мм² по меди или 16 мм² по алюминию. Например, действующий ГОСТ Р 50571.5.54-2013 п.543.4.1 гласит:
PEN , PEL или PEM-проводники можно применять только в стационарных установках и с точки зрения механической прочности их сечение должно быть не менее 10 мм² по Cu или 16 мм² по Al
То есть, вне зависимости от количества фаз и других условий, сечение PEN-проводника не может быть менее указанного.
Посмотрим, что про это пишет ПУЭ в специализированной по жилым домам главе 7.1. Электроустановки жилых, общественных, административных и бытовых зданий, п.7.1.45:
Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ .
Глава у нас про электроустановки жилых, административных и бытовых зданий, значит нам сюда, попали правильно. Читаем пункт дальше:
. Сечение PEN-проводников должно быть не менее сечения N-проводников и не менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию независимо от сечения фазных проводников.
Хорошо! Всё понятно. И тут нам говорят вполне однозначно — если ведёте кабель от отвода до ВУ или ВРУ вашего садового домика, то PEN-проводник в нём не должен быть меньше указанного. Тоже о количестве фаз ввода ничего не говориться. Хоть однофазный ввод, хоть трёхфазный — не менее 10 мм² по меди или 16 мм² по алюминию, и точка.
Но вот незадача, в разделе общих требований, в главе 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» есть несколько пунктов, в которых тоже кое-что написано про сечение PEN. Пункт 1.7.131 звучит так:
В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм² по меди или 16 мм² по алюминию, функции нулевого защитного ( РЕ ) и нулевого рабочего ( N ) проводников могут быть совмещены в одном проводнике ( pen -проводник) .
Так. это только про многофазные цепи! То есть, в однофазной цепи функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников не могут быть совмещены? Нет, следующий пункт 1.7.132 это разрешает:
Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.
Но если в предыдущем пункте для трёхфазных цепей это разрешалось для проводников от 10 мм² по меди и выше, то в этом пункте это ограничение отсутствует! Может, есть ещё какое-то общее ограничение в других пунктах? Да, п. 1.7.134:
Специально предусмотренные pen -проводники должны соответствовать требованиям 1.7.126 к сечению защитных проводников , а также требованиям гл. 2.1 к нулевому рабочему проводнику.
Специально предусмотренные проводники, исходя из духа определения PE-проводников в 1.7.121, означают не открытые и не сторонние проводящие части , а, например, специально выделенная жила кабеля, хотя это может быть и провод, проложенный отдельно. В ПУЭ другого места с определением специально предусмотренных проводников просто нет.
В упомянутом п.1.7.126 есть таблица 1.7.5, из которой видно, что если фазные провода имеют сечение до 16 мм², то сечение специально предусмотренного PEN-проводника может быть не менее сечения фазного. А это может быть и меньше 10 мм².
Не знаю, что хотели сказать пунктом 1.7.131 разработчики ПУЭ, но у нас, к счастью, помимо общей главы 1.7 есть специализированная 7.1 , где в пункте 7.1.45, о котором я уже упоминал выше, всё прописано верно. А п.7.1.2. этой главы уточняет:
Электроустановки зданий, кроме требований настоящей главы, должны удовлетворять требованиям глав разд. 1-6 ПУЭ в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.
Так что сначала смотрим на требования именно этой главы. Исходя из этого, очевидно, что в любом случае при подключении индивидуального дома сечение PEN не может быть меньше 10 мм² без всяких исключений .
Возможные трактовки 1.7.131
Существует мнение, что под многофазными цепями в данном пункте изначально подразумевались только магистральные линии. Также есть другое мнение, что под однофазными цепями в данном случае подразумевается подключение однофазных светильников на опорах, что опровергается, однако, типовыми схемами их подключений, в которых PE и N подключаются разными проводами непосредственно от магистрального PEN.
Все эти домыслы возникают только из за того, что составители ПУЭ не позаботились о понятности своих требований, а дописывали их на основе каких-то частных случаев, не согласовывая всё с остальным текстом в единую систему. Не исключен и такой вариант, что заложенный изначально смысл некоторых отдельных пунктов терялся и менялся на другой под воздействием новых стандартов, и трактовался следующим поколением разработчиков уже иначе. Но это уже мои домыслы.
Кстати , чтобы хоть как-то увидеть взаимосвязь пункта 1.7.132 с пунктом 1.7.131, нужно сильно упростить п.1.7.132, оставив в нём только нужную нам его часть и перефразировав. В итоге у нас получится:
В однофазных ответвлениях функции нулевого защитного ( РЕ ) и нулевого рабочего ( N ) проводников тоже могут быть совмещены.
То есть, сначала пишется строгий подробный пункт 1.7.131 только про многофазные цепи, а потом как-бы машут рукой, и говорят: «ладно, в однофазных отводах тоже можно совмещать», подразумевая, что остальные параметры остаются теми же. В этом недостаток этого пункта, потому что в нём следовало также прописать и сеть TN и сечение жил.
К сожалению, именно по вопросу, озвученному в этой статье, авторы стыдливо обходят тему стороной, несмотря на то, что в вопросах читателей она просто сквозит. Отвечающие просто игнорируют часть текста читателя, который не относится к конечному решению проблемы именно в его случае. Очень удобная позиция.
Это можно проиллюстрировать, например, в № 6(48) на 26 странице в первом же вопросе. Очевидно же, что спрашивающего читателя сбивает столку именно то, что в п. 1.7.132 не указывается сечение. Но нет, авторы ПУЭ на такие «мелочи» внимания, конечно, не обращают ))) Вместо того, чтобы дать ему удочку, они дают ему рыбу. Видимо, сами видят косяк, но стараются его не замечать.
На этом всё. Спасибо за внимание! :-)
Ставьте лайки, подписывайтесь на канал , спасибо за ваши комментарии! Сообщайте мне о найденных вами странностях в ПУЭ. Вместе мы постараемся с ними разобраться. Удачи!
Читайте также: