Обрыв нейтрального провода в четырехпроводной системе трехфазного тока приводит к

Обновлено: 28.04.2024

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.

Почему обрыв нейтрального провода четырёхпроводной трёхфазной системы является аварийным режимом

по простому -если отгорает ноль его место по цепи занимает фаза которая шла через другие потребители и в сети будет не 220в а около 380в и всё что включено в сеть конечно накрывается медным тазом (освещение, телеаппаратура и т. д.) , ноль то он один на все фазы и все потребители (на 220вольт) подключаются к нему

Источник: сам видел

Остальные ответы

пойдёт наводка и вместо 220в будет 380в

Потому, что некоторые приборы используют зануление и в случае обрыва нулевого провода на корпусе прибора останется Фаза и есть опастность поражения эл током
Вторичная обмотка тр-ра имеет соединение Звезда и нейтраль глухозаземлена

Еще хуже, если произойдет обрыв нулевого защитного проводника на его магистральном участке. На работе электросети это никак не отразиться. Но к этому проводнику подключены все корпуса электрических приборов во всех квартирах дома. В случае пробоя на корпус фазы на одном приборе и оборванном нулевом защитном проводнике фаза появляется на всех корпусах всех приборов во всех квартирах ( без этого провода фаза будет на корпусе только одного поврежденного прибора), а вот автоматический выключатель скорей всего не сработает-слишком малый ток утечки на землю. Поэтому фаза будет "дежурить" на корпусах электроприборов сколь угодно долго и поражать током прикоснувшихся к корпусу людей по всему дому или подъезду, а вот отключить ее можно только или в квартире, где произошла авария или обесточив весь дом или подъезд. Да в такой схеме электроснабжения обязательно наличие УЗО, но и оно может мало помочь, устройство сложное и нуждается в постоянном контроле, проверке и обслуживании. Поэтому системы с защитным нулевым проводником еще опасней, чем без него. Только постоянное качественное и квалифицированное техническое обслуживание их может дать хоть какие то условия безопасности, а в жилом секторе это условие совершенно не выполняется никогда. Да и сама идея превращать замыкание фазы на корпус в однофазное короткое замыкание при отсутствии гарантий срабатывания автоматического выключателя или предохранителя приведет только к сгоранию проводки или квартиры. Такую систему защиты от поражения электрическим током лучше не использовать.

Почему обрыв нейтрального провода в четырехпроводной системе трехфазного тока является аварийным режимом??

Действительно авварийный режим при обрыве ноля даже естъ какоето заземление этого будет не достаточно. Представьте себе что на одной фазе сидят 2 лампочки на другой 10 на третей там ещё что нибудь радио например. Где меньше нагрузка там будет повышенное напряжение следовательно будет всё выходить из строя. Т. е. будет наблюдаться повышение напряжения на фазе за счёт других фаз через потребители. Трёх фазный двигатель будет работать с ним ничего не случится а вот в вопросе безопасности корпус двигателя должен быть как минимум занулирован.

Остальные ответы

а 220 получается соединением одной фазы и нуля, нет нуля нет 220. в тоже время трехфазный двигатель будет работать и без нуля

ежели "ноль" хорошо заземлён то ничего страшного

Перекос фаз со всеми вытекающими.

перекос фаз

Обрыв нейтрального провода в четырехпроводной системе трехфазного тока является аварийным режимом, потому что через все электро приборы включеные в электрическую цепь проходитят 3 фазы. До тех пор пока не выгорят приборы, сработаю автоматы защиты или 3 фазы не найдут нейтральную точку взаимодействия единичные случаи. Последсвия Сгоревшие блоки питания на электро приборах т. к. они не расчитаны на 380 V, и сгоревшие многие лампочки, причина таже.

Санёк ПРАВ, такое часто бывает, особенно в старых домах и общагах. Где электрики ЖКХ за всё существование дома ни разу не протягивали НОЛЬ в вводных, распред шкафах.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обрыв нейтрального провода при неодинаковых сопротивлениях фаз приемника влечет за собой из-за смещения нейтрали изменение фазных токов и напряжений приемника. Изменение же фазных напряжений, как мы уже отмечали, совершенно недопустимо. Поэтому в нейтральных проводах никогда не устанавливают предохранителей. [1]

Обрыв нейтрального провода при неодинаковой нагрузке фаз приемника вызывает изменение фазных напряжений: повышение на одних фазах приемников и понижение на других. Такое изменение напряжения недопустимо; например, при осветительной нагрузке понижение напряжения на части ламп накаливания вызывает недостаточный накал их, а на других повышение напряжения приводит к перекалу и быстрому перегоранию ламп. Ввиду изложенного в нейтральных проводах предохранители не устанавливают. [2]

Обрыв нейтрального провода не влияет на работу цепи, так как ток нейтрального провода равен нулю. [3]

Обрыв нейтрального провода при неодинаковой нагрузке фаз приемника вызывает изменение фазных напряжений: повышение на одних фазах приемников и понижение на других. [6]

При обрыве нейтрального провода нормальный режим работы трехфазной - установки нарушается: фазные токи изменяются и устанавливаются такими, чтобы сумма их стала равной нулю. Недопустимость такого режима вынуждает обращать внимание на целость нейтрального провода и не допускать применения в нем электрических аппаратов, которые могут вызвать его отключение от нейтральной точки приемников. [7]

Как сказывается обрыв нейтрального провода на работе трехфазной установки при различных режимах. [8]

Как изменятся токи и напряжения, если произойдет обрыв нейтрального провода . Построить векторную диаграмму напряжений и токов. [10]

В каком соотношении будут находиться фазные напряжения при обрыве нейтрального провода , если приемник энергии соединен звездой, нагрузка активная и / АГВГС. [11]

Как изменятся напряжения на фазах приемников, если произойдет обрыв нейтрального провода вблизи точки N. [12]

На рис. 6.12, в построена векторная диаграмма в случае обрыва нейтрального провода . [13]

На рис. 11 - 12 е построена векторная диаграмма в случае обрыва нейтрального провода . [14]

Как изменятся напряжения на зажимах фаз однородного, но неравномерного токоприемника при обрыве нейтрального провода . [15]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обрыв нулевого провода в осветительных установках приводит к выносу потенциала на заземленное электрооборудование через нить лампы или сопротивление нагревательного прибора ( рис. 7.6) даже при отсутствии пробоя на корпус. [3]

Почему обрыв нулевого провода в четырехпроводной трехфазной системе является аварийным режимом. [4]

Случаях обрыва нулевого провода выполняется повторное заземление нулевого провода ВЛ. [5]

При обрыве нулевого провода ( при перегорании предохранителя на нем) в случае несимметричной нагрузки напряжение в фазах с меньшим сопротивлением уменьшится, а с большим - увеличится, что является недопустимым, особенно в осветительной сети, так как может привести к перегоранию ламп накаливания. [6]

При обрыве нулевого провода его ток / о устремляется в менее нагруженные фазы, что может привести к перегоранию прием - 161 ников, включенных в эти фазы. Во избежание порчи приемников в нулевой провод на главном щите не разрешается ставить плавкий предохранитель. [7]

При обрыве нулевого провода появляется напряжение на нем и на всех зануленных корпусах, находящихся за местом обрыва, через включенные однофазные - электропрйемники, Человек, прикасаясь к. [8]

Итак, обрыв нулевого провода при несимметричной нагрузке приводит к смещению нейтрали и изменению фазных напряжений приемников, что недопустимо. Поэтому в нулевой провод не включают предохранителей. [9]

Кроме того обрыв нулевого провода своевременно обнаруживается и устраняется вследствие нарушения нормального режима работы однофазных электроприем-ников ( электрических ламп, оварочмьгх аппаратов, электроинструмента и пр. [10]

В случае обрыва нулевого провода и замыкания фазы на корпус за местом обрыва напряжение корпусов элементов электроустановки за местом обрыва может оказаться равным фазному и будет длительно существовать, так как однофазное замыкание на корпус не превратилось в короткое однофазное замыкание. [12]

Поэтому при обрыве нулевого провода связи сети за-нуления с нейтралью трансформатора сохраняются. Благодаря этому напряжение прикосновения не представляет опасности для людей. [13]

В этом случае обрыв нулевого провода не может сказаться на работе схемы. Однако при повреждениях на землю по нулевому проводу замыкается ток повреждения. [15]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обрыв линейного провода в случае соединения потребителя треугольником ведет к образованию однофазной системы. Если, например, обрыв произошел в проводе А ( рис. 6.16 6), то образуются две параллельные ветви ВС и ВАС. Приемники, включенные в фазу ВС, остаются под нормальным напряжением и продолжают работать. Таким образом, в схеме треугольника при обрыве одного линейного провода все приемники продолжают работать, но у большинства приемников напряжение резко снижается, что приводит к нарушению их нормальной работы, например, в случае ламп накаливания - к резкому снижению их накала. [2]

После обрыва линейного провода В нагрузки фаз а и с оказываются соединенными последовательно. [3]

После обрыва линейного провода А общее сопротивление фаз бис станет вдвое большим ( они окажутся соединенными последовательно), а линейное напряжение Ивс, к которому подключены эти фазы, больше фазного в ] / - & раз. [4]

При обрыве линейного провода приемники данной фазы остаются без энергии, а приемники двух других фаз продолжают получать питание от неповрежденных проводов трехфазной системы. При наличии нейтрального провода для приемников, присоединенных к неповрежденным линейным проводам, обрыв чужого линейного провода практически не ощущается. При отсутствии нейтрального провода фазные напряжения на зажимах обоих последовательно соединенных приемников пропорциональны величинам их полных сопротивлений, а при преобладании в одной фазе индуктивной, а в другой емкостной нагрузки может возникнуть резонанс напряжений, сопровождающийся установлением повышенных напряжений на зажимах приемников и резким увеличен нем тока. [5]

При обрыве линейного провода трехфазный потребитель находится под линейным напряжением, так как при этом ни одна из точек нагрузки не будет под потенциалом оборванного линейного провода. [6]

При обрыве линейного провода напряжение на одной из фаз становится равным нулю, а напряжение на двух других фазах равно половине линейного. На рис. 6.13 6 показана векторная диаграмма напряжений потребителя при обрыве одного линейного провода А. Линейные напряжения UAB и UCA также равны половине линейного напряжения U вс и поэтому вершина треугольника линейных напряжений легла на основание его. [8]

При обрыве линейного провода А к двум не поврежденным фазам подводится линейное напряжение UBC 220 В, которое распределится на равные части, так как сопротивления фаз одинаковы: Ui U c t / ec / 2 220 / 2 1 10 В. [9]

Как влияет обрыв линейного провода а работу трехфазного потребителя, соединенного в треугольник. [10]

Рассмотрим случай обрыва линейного провода при трехпроводной симметричной системе для соединения звездой и треугольником. [12]

К чему приводит обрыв линейного провода в трехфазной установке. [13]

В случае соединения приемника треугольником обрыв линейного провода в фазе А ( рис. 5.8, б) изменяет схему так, что две фазы ZAB, ZCA оказываются соединенными последовательно под линейное напряжение U вс. [14]

Обрыв нуля в трехфазной сети – почему может возникнуть и какие последствия.

В данной статье будем разбираться с очень неприятной ситуацией, которая может возникнуть в результате обрыва (отгорания) нулевого рабочего провода. По факту, это аварийный режим работы трехфазной электросети, и в случае несимметричной нагрузки, на подключенных к данной сети однофазных потребителях возникает напряжение значительно ниже либо наоборот значительно превышающее номинальное напряжение однофазной сети.

В итоге, нагрузка очень редко бывает симметричной (равной).

Рассматриваем схему, разъясняющую данный процесс.

Ситуация штатная, когда все находится в рабочем состоянии.

При измерении вольтметром:

-напряжение между фазами будет 380 вольт (линейное напряжение)

-напряжение между фазой и нейтралью будет 220 вольт

Все как нужно, все параметры в норме.

Теперь ноль отсоединился (оторвался) рассматриваем схему.

Получили классическую схему – треугольник. На потребителей уже будет поступать не фазное и линейное напряжение. При этом напряжение может находиться в диапазоне от 0 до 380 вольт. А также, понятно что напряжение зависит от сопротивления потребителей. В результате повышения уровня напряжения, электрические приборы где будет превышение напряжения выйдут из строя.

Чтобы обезопасить себя от такой аварийной ситуации используют:

- Реле контроля напряжения (например, RNPP-311M)

- повторное заземление нулевого проводника

Реле контроля напряжения предназначено:

–для контроля допустимого уровня напряжения;

–для контроля правильного чередования и отсутствия слипания фаз;

–для контроля полнофазности и симметричности сетевого напряжения (перекоса фаз);

–для отключения нагрузки при некачественном сетевом напряжении;

–для контроля качества сетевого напряжения после отключения нагрузки и автоматического включения ее после восстановления параметров напряжения;

–для индицирования аварии при возникновении аварийной ситуации и индикации наличия напряжения на каждой фазе.

Понятно, что заземление должно быть качественным и соответствовать нормам.

Так что, к электричеству нужно относится с уважением и знанием.

Спасибо, что дочитали. Буду рад вашей поддержке в виде лайка и подписки на канал. И смотрите другие публикации на канале.

Перекос фаз. Причины возникновения и устранение. Защита

Трёхфазная цепь переменного тока как правило состоит из потребителей, подключенных к одной из её фаз. Потребители, в свою очередь, бывают активными и реактивными.

Напомним . Активные – это элементы типа обычного сопротивления. Они преобразуют электрическую энергию в тепловую. Изменений в графиках напряжения и тока при этом не происходит. Реактивные различаются на индукционные - катушки и ёмкостные- конденсаторы. Графики напряжения и тока для этих нагрузок сохраняют синусоидальную форму, но сдвигаются друг относительно друга. В катушках ток «запаздывает» по сравнению с напряжением. В конденсаторах – опережает.

Фазные нагрузки Источник фото Янедкс Фазные нагрузки Источник фото Янедкс

В одну и ту же трёхфазную сеть включают потребителей малой мощности – электрические лампочки и электродвигатели, создающие, особенно при включении, повышенную нагрузку. При этом происходит так называемый «перекос фаз» - увеличение напряжения на недогруженной фазе и снижение на находящихся под повышенной нагрузкой.

Пример из жизни. В момент запуска насоса окислителя на старом 50-х годов прошлого столетия советском ракетном комплексе для изделий 8К- 63, все светильники дружно притухали, и в подземельях стартовой позиции на несколько секунд наступали «сумерки».

Связанные с такими явлениями перекосы фаз неприятны, но кратковременны и опасности, обычно, не представляют. Хуже, если допущены ошибки при распределении нагрузок по фазам. Скажем, на одну из фаз трёхфазной домашней сети подключили сразу несколько мощных потребителей, например 4-х конфорочную варочную панель, на вторую – домашние светильники, третью –оставили «про запас». Воскресный день. Включают все конфорки, готовя семейный обед. Перекос фаз –гарантирован!

В идеальном случае напряжение по фазам распределяется в соответствии с диаграммой. При этом линейные АВ=ВС=АС=380 В и фазные AN=BN=CN= 220 В

Фаза треугольник Источник фото Яндекс Фаза треугольник Источник фото Яндекс

В реальной жизни ситуация иная:

Искаженный треугольник Источник фото Яндекс Искаженный треугольник Источник фото Яндекс

Линейные напряжения по прежнему равны 380 В, а фазные изменяются в значительных пределах. Допустимые отклонения устанавливаются ГОСТ 13109 97 и СП 31 110. Для вводно-распределительных устройств разница нагрузок по фазам не должна превышать 15%, для распределительных щитов – в пределах 30%.

Кроме неравномерного распределения нагрузки по фазам, причиной перекоса могут быть обрыв нейтрали – провода N на диаграммах, и КЗ одного из фазовых проводов на землю. Обрыв нейтрали особо неприятен, поскольку в некоторых случаях может привести к появлению в розетках напряжения в 380 В.

Признаки возникновения перекоса фаз

Основными признаками возникновения такого перекоса является некорректная работа потребителей электричества:

лампочки накаливания светят тускло, светильники дневного света не желают включаться;
утюг и титан греются долго и слабо;
двигатель пылесоса не запускается или с трудом раскручивает вентилятор.

Крайними проявлениями рассматриваемого явления может быть поломка бытовой техники. Особой опасности подвергаются при перекосе фаз устройства, имеющие электронную начинку:

телевизоры;
стиральные машины-автоматы;
компьютеры.

Отрицательно сказывается перекос фаз и на работе автономных генераторов электроэнергии. Здесь, как минимум, будет наблюдаться перерасход топлива. Соответственно повышается нагрузка на привод генератора, и ускоряется его износ.

Проверить силу тока на каждой из фаз можно при помощи токовых клещей

Токовые клещи. Источник фото Яндекс картинки Токовые клещи. Источник фото Яндекс картинки

Результаты измерений позволят сделать профессиональный вывод о наличии перекоса фаз.

Устранение перекоса фаз

Устраняют перекос фаз правильным перераспределениям нагрузок по фазам. Учитывать следует не только мощность подключаемых потребителей, но и график включения, а также вероятность одновременной работы. В случаях обрывов и т. п. повреждений сети – их следует устранять.

Способы защиты от перекоса фаз

Перекос фаз может возникнуть не только вследствие причин, находящихся внутри сети потребителя. Не исключено получение этого «счастья» извне, т. е. от поставщика электроэнергии. Существуют различные способы защиты от вызываемых им неприятностей:

1. Реле контроля фаз. Устанавливается оно после трёхфазного счётчика, и подключается по приводимой схеме

Трехфазный счетчик. Источник фото Яндекс Картинки Трехфазный счетчик. Источник фото Яндекс Картинки

Указанное реле в состоянии:

контролировать амплитуду тока;
проверять очерёдность подключения фаз;
обнаруживать обрывы на фазах;
отслеживать появление перекоса, отключая оборудование при его появлении.

2. Стабилизаторы напряжения – трёхфазные или однофазные – на каждую фазу. Второй вариант бывает предпочтительней, поскольку сохраняет питание по двум или одной фазе при отключении прочих. Среди многих производителей соотношением «цена-качество» выгодно отличаются стабилизаторы итальянского производителя ORTEA, выпускающего подобную продукцию с середины 60-х годов минувшего столетия. Штаб-квартира фирмы находится в Италии. Там же – основные производственные мощности и научно-конструкторские подразделения. В изделиях широко используются комплектующие известных европейских брэндов. Серьёзное внимание уделяется техническому дизайну, что делает стабилизаторы не только надёжными, но и красивыми. На рынке Российской Федерации изделия фирмы представлены модельными рядами однофазных стабилизаторов «Atlas», «Vega», «Antares», «Gemini», «Saver» предназначенными для использования в быту и трёхфазных «Orion», «Sirius», «Aquarius», «Odyssey» - для производственных потребителей. Мощность предлагаемых стабилизаторов – от 5 до 6000 кVА. О качестве электротехнической продукции ORTEA свидетельствует готовность страховых компаний страховать подключаемое к ним оборудование на сумму до 3000000 рублей. Бонусом для покупателя служит то, что страховой договор заключается за счёт поставщика! К неоспоримым достоинствам стабилизаторов ORTEA относятся:

устойчивость к помехам;
быстрый и точный отклик на изменение входного напряжения;
способность продолжать работу в случае перегрузки
возможность функционирования при отрицательных температурах воздуха – до - 25°С.

3. Использовать специальный трёхфазный стабилизатор, выравнивающий напряжение по фазам. Такой трансформатор называется «симметрирующим» .

Трансформатор. Источник фото Яндекс Картинки Трансформатор. Источник фото Яндекс Картинки

Его применение позволяет:

· равномерно распределить нагрузки между фазами;

· поддерживать заданное значение напряжения по фазам;

· преобразовывать трёхфазную сеть в однофазную;

· в случае трёхпроводной трёхфазной сети, превращать её в четырёхпроводную, вводя рабочий нулевой провод для подключения потребителя на фазу;

· снятие до 50% имеющейся мощности трёхфазной сети на одну фазу;

· при наличии ограничениях по мощности источника электроснабжения, подключать потребителей повышенной мощности.

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.

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

Рассчитать общий ток при параллельном подключении можно по формуле:

I=U/R

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:

R_сети=(600*300)/(600+300)=200 Ом

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

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

отсюда находим общее сопротивление сети:

R_сети=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:

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

U_{электроприемника} = I_сети*R_{электроприемника}

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:

R_сети= R_{лампочки №1} + R_{лампочки №2}=600+600=1200 Ом

Ток сети будет равен:

Тогда напряжение на лампочке будет равно:

U_{лампочки} = I_сети*R_{лампочки}=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 R_{лампочки №2} =300 Ом (рис. 2)

Тогда общее сопротивление сети будет равно:

R_сети= R_{лампочки №1} + R_{лампочки №2}=600+300=900 Ом

Ток сети будет равен:

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

U_{лампочки №1} = I_сети*R_{лампочки №1}=0,2444*600=147 Вольт

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

U_{лампочки №2} = I_сети*R_{лампочки №2}=0,2444*300=73 Вольта

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

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.

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.

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.

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:

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.

Читайте также: