Зачем нужен нулевой провод в соединении звезда

Обновлено: 03.05.2024

Белый и синий провод где фаза

Какими бывают цвета проводов фазы, ноля и земли в квартирах или частных домах

Играют ключевую роль для обслуживания и ремонта. Сильно упрощается работа для мастеров и скорость устранения проблемы.

Цвета в электропроводке: важность и практичность
Как окрашиваются провода на электропроводке?
Всегда ли одинаково обозначение цветов для сети 220 в?
Какие цвета в элетропроводке?
Цвет провода заземления
Каким обозначается фаза?
Нулевой провод в однофазной сети
Как проверить правильность маркировки в квартире?
Обозначение цветов на схемах по электрике
Полезное видео

Особенности расцветки жил

Во избежание ошибок требования ПУЭ описывают цвета всех основных электропроводов. Если пуско-наладочными работами занимался опытный электрик, следующий правилам ПУЭ и соответствующим ГОСТам, при самостоятельном ремонте не понадобится ни индикаторная отвертка, ни иные устройства, определяющие назначение той или иной жилы.

Цветовая маркировка в электрике по ГОСТ

Какого цвета нулевой провод

Ноль или нейтраль имеет синий или голубой цвет, иногда — синий с белой полосой. Другие цвета в электрике для обозначения нуля не используются. Таким он будет в любом кабеле: трехжильном, пятижильном или с большим количеством проводников.

Какого цвета нулевой провод? Синий или голубой

Синим цветом обычно рисуют «ноль» на схемах, а подписывают латинской буквой N. Специалисты называют его рабочим нулем, так как он, в отличие от заземления, участвует в образовании цепи электропитания. При прочтении схемы его часто определяют как «минус», в то время как фаза считается «плюсом».

Трехпроводная система

Посмотрим на разрез трехжильного провода, который применяется для прокладки бытовых электросетей.

Цвет проводов указывает, где находятся фаза, ноль и земля. Дополнительно, на рисунке приведены типовые буквенные обозначения, применяемые в электрических схемах. Взяв в руки такой чертеж, можно визуально определить правильность выполненного подключения.

Давайте заглянем в ГОСТ и посмотрим, насколько приведенная на рисунке цветовая маркировка проводов соответствует требованиям. Пункт 5.1 общих положений содержит описание двенадцати цветов, которые должны использоваться для маркировки.

Девять цветов выделяется для обозначения фазных проводов, один для нулевого и два для заземления. Стандартом предусматривается выполнение заземляющего провода в комбинированном желто-зеленом исполнении. Разрешается продольное и поперечное нанесение полос, при это преимущественный цвет не должен занимать более 70 % площади оплетки. Отдельное использование желтого или зеленого цвета в защитном покрытии прямо запрещается пунктом 5.2.1.

Читать еще: Установка электрощитка в квартире

Указанная схема применяется при однофазном подключении, подходящем для большинства электрических приборов. Запутаться в ней, при правильно маркированном проводе, практически невозможно.

Как обозначаются плюс и минус

Иногда требуется прокладка цепи постоянного тока:

в электротранспорте;
на подстанциях, для питания автоматики и цепей защиты;
в разных отраслях промышленности, строительства, народного хозяйства и т.д.

При создании таких цепей используют провод с 2 или 3 жилами, в нем:

плюс — красный;
минус — черный;
заземление — серый или белый.

При создании цепи постоянного тока от трехпроводной сети цвет плюсовой жилы должен быть аналогичным цвету фазы в трехжильном кабеле.

Зачем нужна цветовая маркировка

Цветовая маркировка проводов в электрике является необходимостью, поскольку это значительно облегчает коммутацию и чтение электрических схем. Если рассмотреть в качестве примера схему подключения простого выключателя освещения, то может показаться, что маркировка не обязательна, поскольку все просто и понятно.

Однако, если же мы возьмем в качестве примера схему подключения в сеть распределительного щитка с большим количеством дифференциальных автоматов и защитных устройств, то сразу заметим разницу.

Если бы не обозначение проводов по цвету, было бы очень сложно разобраться в том, какое устройство или кабель вышли из строя, и в какую цепь они включены.

Кроме того, когда провода окрашены в определенный цвет, значительно упрощается их монтаж, поскольку вероятность допустить ошибку и перепутать местами провода снижается. Если же мы, к примеру, перепутаем фазу и ноль при подключении устройств к электрическому щитку у себя в квартире, то это может привести к возникновению короткого замыкания, поломке оборудования или что еще хуже, поражению электрическим током.

Производители окрашивают провода кабелей в те или иные цвета не в случайном порядке, а согласно правилам электротехнических установок. В них точно описано, какая маркировка может использоваться для проводов в определенных условиях. Кроме того, 7 издание ПЭУ (от 2002 г.) предписывает идентифицировать кабели и провода согласно не только их цвету, но и символьным обозначениям.

Читать еще: Измеритель напряжения в сети

На сегодняшний день в России принят единый стандарт цветовой идентификации проводов, согласно которому и должны выполняться все электротехнические работы с проводниками. Согласно этим требованиям, каждая жила проводов или кабелей должна иметь отдельный цвет. Чаще всего используют синий, зеленый, коричневый и серый, однако, при необходимости, применяются дополнительные цвета и оттенки. Рекомендуется делать маркировку различимой на всем протяжении проводника, но можно использовать и провода, у которых окрашен лишь край жилы. Для идентификации таких проводников на местах подключения устанавливаются цветные термоусадочные кембрики или изоляционная лента нужного цвета.

Ниже описано, какая маркировка применяется для отдельных типов проводов в зависимости от типа сети и оборудования.

Цвета для фазных проводов

Эти электропровода требуют особо осторожного и «уважительного» с собой обращения, так как они являются токоведущими, и неосторожное прикосновение может вызвать тяжелое поражение электрическим током. Цветовая маркировка проводов для подключения фазы достаточно разнообразна – нельзя применять только цвета смежные с синим, желтым и зеленым. В какой-то мере так гораздо удобнее запоминать каким может быть цвет провода фазы – НЕ синим или голубым, НЕ желтым или зеленым.

На электросхемах фазу обозначают латинской буквой L. Такая же разметка используется на проводах, если цветовая маркировка ни них не применяется. Если кабель предназначен для подключения трех фаз, то фазные жилы помечают буквой L с цифрой. Например, для составления схемы для трехфазной сети 380 В использовано L1, L2, L3. Еще в электрике принято альтернативное обозначение: A, B, C.

Перед началом работ надо определиться, как будет выглядеть комбинация проводов по цвету и неукоснительно придерживаться выбранной расцветки.

Если этот вопрос был продуман еще на этапе подготовительных работ и учтен при составлении схем электропроводки, следует закупить необходимое количество кабелей с жилами необходимых цветов. Если все-таки нужный провод закончился, то можно пометить жилы вручную:

кембриками обычными;
кембриками термоусадочными;
изолентой.

О стандартах цветовой маркировки проводов в Европе и России смотрите так же в этом видео:

Проверка правильности электрической проводки

Наличие цветовой маркировки проводов позволяет намного быстрее осуществлять идентификацию фазного, нулевого провода и заземляющего проводника. Если разводку проводки осуществлял кто-то другой, то полагаться на цветовую маркировку не следует. В таком случае нужно проверить, хотя редко бывает, что один специалист монтирует электрическую проводку, а другой вводит ее в эксплуатацию. Но даже от таких случаев никто не застрахован. Поэтому перед подачей напряжения лучше все проверить, чтобы не сжечь ее.

Читать еще: Для чего нужен нулевой провод

Определение фазного провода при помощи индикаторной отвертки

Для проверки подойдет любой прибор, хотя можно обойтись обычным индикатором электрического напряжения, в виде отвертки. С помощью такой отвертки можно легко определить фазный провод. Если проводов всего два, то это совсем просто, а если 3, то придется дополнительно искать нулевой провод и заземляющий. В таком случае лучше воспользоваться тестером. При прозвонке мультиметром, переключатель следует установить в положение для измерения переменного напряжения, больше, чем 220 V. После этого, с помощью щупов дотрагиваются поочередно до фазного провода и до, предполагаемого нулевого и заземляющего.

На заметку! Если учесть, что у нас электрические сети с заземленной нейтралью, то напряжение должно быть одинаковым и таким способом вряд ли удастся найти нулевой провод и заземляющий проводник.

Чтобы тестером найти 2 оставшихся проводника, один из них нужно отключить, после чего находится нужный проводник и отмечается (запоминается), после чего он отключается, а подключается третий. Такими манипуляциями удастся достаточно достоверно определить каждый провод.

При определении каждого провода, каждый раз при отключении необходимо проверять связь и отключенного проводника. Если при прикосновении к нему щупом тестера появляется напряжение, значит где-то напутано и нулевой провод, а также заземляющий имеют гальваническую связь, что недопустимо. В таком случае, придется проверить всю проводку, начиная с самого начала, от щитовой.

При разводке электрической проводки в домах и в квартирах, больше, чем 3-х жильные провода, не используются, поэтому особых трудностей при идентификации проводов не возникает. Здесь самое главное – это все делать внимательно, соединяя вместе только проводники одного цвета. Малейшая ошибка может привести к короткому замыканию, к пожару или нанести ущерб здоровью человека.

Назначение нулевого провода

Нулевой провод в общем случае — это провод, по которому происходит возвращение остаточного тока по замкнутому контуру.

Не смотря на название, нулевой провод может обладать потенциалом в некоторые моменты времени. На схемах нулевой провод обычно обозначают буквой $N$.

Роль нулевого провода

Зачем же нужен нулевой провод в трехфазной цепи? Назначение нулевого провода в трехфазных цепях следующее: нулевой провод используется для выравнивания фазных напряжений.

Определение 2

Фазное напряжение — это напряжение между нулём и фазным проводом.

Если нагрузка на каждом из фазных проводов одинаковая (то есть одинаковая потребляемая мощность у каждого из потребителей фазного тока от фазных проводов 1-3) — то система будет оставаться рабочей даже в случае обрыва нулевого провода, так как в каждый момент времени разница потенциалов между нулевым и любым из фазных проводов будет одинаковой.

Роль нулевого провода при неравномерной нагрузке

Если нагрузка на каждой фазе будет разной — то необходимо обязательно подключать нулевой провод.

В случае его обрыва или внезапного повышения сопротивления на нём, напряжение распределится согласно потребляемым мощностям на каждую из нагрузок трёхфазной цепи и, соответственно, чем меньше потребляемая мощность — тем большее фазное напряжение получит потребитель тока.

Это неприемлемо для многих электроприборов и может вызвать их неисправность и даже пожар, именно для избегания таких неприятностей к каждой розетке подведён нулевой провод.

Роль нулевого провода при соединении звездой

Определение 3

Звезда — это особый способ соединения концов обмоток генератора, при котором все они соединяются в одну точку, называемую нейтралью.

При этом провода на выходе у потребителя также соединяются в аналогичную точку, а провод, соединяющий две нейтрали, называется нулевым. Провода же, соединяющие начало фазы у потребителя и генератора называются линейными.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

В случае подключения трёхфазного двигателя нагрузка для всех трёх фазовых проводов будет одинаковая, соответственно, возвращение остаточного тока на генератор возможно по одному из фазовых проводов, на котором фазовое напряжение в данный момент времени равно нулю.

Если же нагрузки на стороне потребителя неодинаковые, остаточный ток после каждой нагрузки будет выходить разным и, соответственно, фазовое напряжение тоже будет разное.

Если говорить упрощённо, в каждый момент времени оно будет равно напряжению между проводом, который в данный момент времени не является несущим фазовый ток, и фазовым проводом — то есть оно будет разным.

Использование же нулевого провода в таком случае поможет предотвратить эти перепады и таким образом исключить возникновение неисправностей в сети.

Рисунок 1. Роль нулевого провода в трехфазной цепи при соединении звездой

На рисунке представлена схема подключения трёхфазной цепи при подключении звездой.

Ток по нейтральному проводу, соединяющему между собой две нейтрали, будет течь только при включении (или выключении) всей системы и старте работы первой из обмоток генератора.

В остальное время он будет возвращаться на генератор по фазовым проводам по очереди.

Фазовое напряжение на рисунке обозначено с помощью букв $U_A$, $U_C, U_B$, ЭДС на обмотках генератора — $E_C, E_A$ и $E_B$, а ток, текущий по фазовым проводам — буквами $I_C, I_A$ и $I_B$.

Сам генератор обозначен буквой $G$, а потребитель буквой $M$. Сопротивления у потребителя обозначены буквами $Z_A, Z_B$ и $Z_C$.

Линейные напряжения — то есть напряжения между фазами — обозначены соответственно $U_CA, U_AB, U_BC$. На рисунке стрелками показаны провода, к которым нужно подключить вольтметр для измерения линейного напряжения.

Маркировка нулевых проводов

Для того чтобы сделать нулевой провод легко отличаемым от остальных, соответственно ГОСТ для них принято использовать кабели бело-голубого или просто голубого цвета.

При совмещении нулевого провода с заземлением используются полосатые жёлто-зелёные кабели с концами проводов, обозначенными синим цветом:

В генераторе при соединении звезда есть нулевой провод, зачем он нужен, какая от него польза?

Сумма токов в нулевом проводе равна нулю (при симметричной нагрузке) . Все три тока попадают в этот провод, купируя действие друг друга (при симметричной нагрузке) , так что на нуле не должно быть потенциала, а также достигается подключение на фазное напряжение, а не на линейное (треугольник) . Линейное выше фазного в корень из трех . Применяется в системах с глухозаземленной нейтралью и в системах TN-C TN-S (америкосовские) . Как сказано выше, обрывать нулевой провод не советую, ибо в этом случае потребители окажутся соединены последовательно, а это значит что через потребители пойдет один ток (i =const), а потенциалы распределятся неравномерно. На рабочий ноль запрещается устанавливать устройства отключения в виде плавких предохранителей и т. п. устройств!

Остальные ответы

есть соединение "звезда с нулем""
Птичка, сидящая на проводе высокого напряжения, ничего не чуствует. Но если даже система электроснабжения не имеет гальванической связи с "землей", воткни мы той птичке в задницу заземленный провод, то ей мало не покажется.
С другой стороны, жил я как-то в гостинице, где сеть была сделана звездой без зануления. На розетки подавались две фазы по 127 вольт, в итоге 220. Так вот была какя-то авария, когда центр звезды от генератора (трансформаторной подстанции) оборвался. Что тут началось . (((. Сплошные косинусы фи. Если в одной паре линий (фаз) увеличивали нагрузку, то в остальных двух возможных парах напряжение резко падало. Что свет тусклый - ерунда. Но дело было зимой, гостиница совковая, отопление никакое, грелись нелегальными электроплитками (просто покупали керамику со спиралью и ставили на кирпичи) . Вот в этих условиях выкрутился просто: поделил спираль пополам, запараллелил, один конец в любую дырку розетки, второй конец на батарею, есть режим! . Это, кстати, к вопросу о безопасности сети без зануления.

для чего нужен нулевой провод в соединение звезда?

Три конца звезды-это три фазы, а центр-это средняя точка генератора. Между фазами 380 вольт, а между нулем и фазой-220 вольт. Поэтому на щите в доме мы видим три фазы рядом и отдельно одну нулевую шину. На фазах индикатор светится, на нуле не светится. Подключать питание на бытовую технику надо один конец на фазу, второй на ноль. Если взять две фазы, техника сгорит, потому что пойдет 380 вольт. Трехфазная система должна иметь нагрузку, примерно одинаковую в разных фазах. Это был трехфазный генератор. Для двигателя предпочтительнее соединение "треугольником".

Остальные ответы

Нагрузка в разных фазах может быть разная, что приведет к изменению фазного напряжения (более 380в)

Нулевые и заземляющие проводники необходимы для правильного выбора защиты от короткого замыкания и защиты от попадания напряжения на корпус электрооборудования.

Нулевой провод является уравнительным. Посредством его потенциалы нейтралей источника и приёмника принудительно уравнены, а поэтому звезда векторов фазных напряжений приёмника точно совпадает со звездой фазных напряжений источника.

При несимметричной нагрузке обрыв нулевого провода вызывает значительное изменение токов и фазных напряжений, что в большинстве случаев недопустимо.

Если нуль убрать (в звезде) , то ротор двигателя остановится, обмотки перегреются и сгорят. То же самое случится, если пропадет одна фаза.

Нужен ли предохранитель в нулевом проводе при соединении нагрузки звездой

hammerzeit

Сегодня решил попробовать разобраться с тем, что такое "фаза", "ноль" и "земля".
Небольшой поиск в Гугле по этому поводу выявил, что в основном люди в интернете отвечают на этот вопрос каждый по-своему, где-то неполно, где-то с ошибками.
Я решил разобраться в этом вопросе досконально, в результате чего появилась эта статья.
Достаточно длинная, но в ней всё объяснено, в том числе, что такое фаза, ноль, земля, как это всё появилось и зачем всё это нужно.

Если начать с самого начала: откуда берётся электричество?
Все электростанции построены на одном и том же принципе: если магнит вращать внутри катушки (создавая тем самым периодическое "переменное" магнитное поле), то в катушке возникает "переменный" электрический ток (и, соответственно, "переменное" напряжение).
Этот величайший по своему значению эффект называется в физике "ЭлектроДвижущей Силой индукции", она же "ЭДС индукции", была открыта в середине XIX века.

"Переменное" напряжение - это когда берётся обычное "постоянное" напряжение (как от батарейки), и изгибается по синусу, и оно поэтому то положительное, то отрицательное, то снова положительное, то снова отрицательное.

Напряжение на катушке является "переменным" по своей природе (никто его специально не изгибает) - просто потому что таковы законы физики (электричество из магнитного поля можно получить только тогда, когда магнитное поле "переменное", и поэтому получаемое на катушке напряжение тоже всегда будет "переменным").

Итак, значит, где-то в дебрях электростанции вращается магнит (для примера - обычный, а в реальности - "электромагнит"), называемый "ротором", а вокруг него, на "статоре", закреплены три катушки (равномерно "размазаны" по поверхности статора).

Вращается этот магнит, не человеком, не рабом, и не огромным сказочным големом на цепи, а, например, потоком воды на мощной ГидроЭлектроСтанции (на рисунке магнит стоит на оси турбины в "Генераторе").

Поскольку в таком случае (случае вращения магнита на роторе) магнитный поток, проходящий через катушки (неподвижные на статоре), периодически меняется во времени, то в катушках на статоре создаётся "переменное" напряжение.

Каждая из трёх катушек соединена в свою отдельную электрическую цепь, и в каждой из этих трёх электрических цепей возникает одинаковое "переменное" напряжение, только сдвинутое ("по фазе") на треть окружности (120 градусов из полных 360-ти) друг относительно друга.

Такая схема называется "трёхфазным генератором": потому что есть три электрических цепи, в каждой из которых (одинаковое) напряжение сдвинуто по фазе.
(на рисунке выше "N-S" - это обозначение магнита: "N" - северный полюс магнита, "S" - южный; также на этом рисунке вы видите те самые три катушки, которые для упрощения понимания маленькие и стоят отдельно друг от друга, но в реальности они по ширине занимают треть окружности и плотно прилегают друг к другу на кольце статора, так как в таком случае получается больший КПД генератора электроэнергии)

Можно было бы с одной такой катушки оба конца проводки просто взять и вести к дому, а там от них чайник запитать.
Но можно сэкономить на проводах: зачем тащить в дом два провода, если можно один конец катушки просто тут же заземлить (воткнуть в землю), а от второго конца вести провод в дом (этот провод назовём "фазой").
В доме этот провод подсоединяется, например, к одному штырьку вилки чайника, а другой штырёк вилки чайника - заземляется (грубо говоря, просто втыкается в землю).
Получим то же самое электричество: одна дырка в розетке будет называться "фазой", а вторая дырка в розетке будет называться "землёй".

Теперь, раз уж у нас три катушки, сделаем так: скажем, "левые" концы катушек соединим вместе и прямо тут же заземлим (воткнём в землю).
А оставшиеся три провода (получается, это будут "правые" концы катушек) по отдельности потянем к потребителю.
Получится, мы тянем к потребителю три "фазы".

Вот мы и получили "трёхфазный ток", идущий от генератора "трёхфазного тока".
Это "трёхфазное" напряжение идёт по проводам Линии ЭлектроПередач (ЛЭП) к нам во двор, в дворовую подстанцию (домик такой стоит, рядом с детской площадкой, со знаком "осторожно, высокое напряжение").
И не только "к нам во двор" - по всей огромной России тянули наши предки эти ЛЭПы во времена ударных пятилеток коммунизма (а это огого какая гигантская работа: тянули электричество, прокладывали дороги, осушали болота, заводы строили по всей стране, поднимали целину - это не в офисах под кондиционерами сидеть).

Такое высокое напряжение нужно, потому что нужна большая мощность тока: весь город энергию ест, как-никак, да и различные заводы потребляют порою огого сколько мощности: металлургические, например.
Большую мощность тока можно получить либо повышая силу тока, либо повышая напряжение (потому что мощность тока - это сила тока умноженная на напряжение).
При этом чем больше сила тока, тем больше энергии тратится впустую при преодолении сопротивления проводов при передаче электроэнергии на расстояние по проводам (потерянная энергия равняется силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов - именно поэтому чем толще провода в ЛЭП, тем экономичнее, потому что чем толще провод, тем меньше его сопротивление).
Поэтому экономически целесообразно повышать мощность передаваемого тока, наращивая не силу тока, а напряжение (напряжению никак не мешает сопротивление проводов - такова его природа).
Потребитель потребляет из розетки именно мощность (силу тока, умноженную на напряжение), а не отдельно ток и не отдельно напряжение, поэтому его не волнует, в каком виде эта мощность к нему в дом придёт по проводам: будет ли там больше тока и меньше напряжения, или, наоборот, больше напряжения и меньше тока - потребителя волнует только мощность в целом.

Прямо всю силу тока перекачать в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить через изоляцию, например, или зажарить человека, проходящего под ЛЭП, или ещё чего-нибудь).
Вот забавное видео про короткое замыкание ЛЭП в 110 килоВольтов - весёлый феерверк:

Я уже объяснил, что такое "фаза" и что такое "земля", и дальше я объясню, что такое "ноль" ("нулевой провод") и зачем он нужен. Объяснение займёт следующие несколько абзацев, и может показаться непростым, но для понимания того, что такое "ноль", придётся понять это объяснение. Для упрощения, пока представим, что как будто бы трёхфазный генератор стоит не на ГидроЭлектроСтанции, а прямо у нас в квартире. Условно "левые" концы катушек на статоре мы, как и раньше, соединяем вместе. Такой способ соединения называется соединением по схеме "звезда". Полученная точка соединения трёх фазных проводов называется "нейтралью".

"Нейтраль" обычно заземляют для большей безопасности: если нейтраль не заземлить, то потом когда одна из фаз случайно замкнётся на землю где-нибудь в доме, то полученная электрическая цепь будет разомкнутой - не будет токопроводящего пути от места касания фазой земли в доме обратно на эту фазу на подстанции. А если бы нейтраль заземлили на подстанции, то обратный путь с земли в доме на фазу на подстанции прошёл бы через землю: землю можно в данном случае представить как огромный проводник, хотя строго говоря это и не так, она же не металлическая, но для наглядности можно представить её как один огромный проводник. Итак, при отсутствии заземления "нейтрали" на подстанции, при коротком замыкании фазы на землю ток из фазы в землю не пойдёт (или, может быть, пойдёт, но будет относительно небольшим), и такая неисправность не будет засечена специально созданными для этого приборами ("автоматами"), и эти приборы ("автоматы") не смогут вовремя предотвратить опасное замыкание фазы на землю, выключив электричество. Подробнее принцип работы "автоматов" описан в конце этой статьи. А если вас заинтересует более подробное объяснение, зачем используется именно заземлённая нейтраль, то можете прочесть его по этой ссылке.

В "нейтральной" точке, как можно посчитать по школьным формулам тригонометрии (или на глаз отмерить по графику с тремя фазами напряжения, который я давал в начале статьи), суммарное напряжение равно нулю. Всегда, в любой момент времени. Вот такая интересная особенность. Поэтому она и называется "нейтралью".

Теперь возьмём и подсоединим к "нейтрали" провод, и этот, получается, уже четвёртый провод тоже будет тянуться рядом с тремя фазными проводами (и ещё рядом будет тянуться пятый провод - это "земля", которой можно будет заземлить корпус подключенного электроприбора).

Получается, от генератора теперь будет идти четыре провода (плюс пятый - "земля"), а не три, как раньше.
Подключим эти провода к какой-нибудь нагрузке (например, к какому-нибудь трёхфазному двигателю, который тоже стоит у нас в квартире).
(на рисунке ниже генератор изображён слева, а трёхфазный двигатель - справа; точка G - это "нейтраль").

На нагрузке (на двигателе) все три фазных провода тоже соединяются в одну точку (только не напрямую, чтобы не было короткого замыкания, а через некоторые большие сопротивления), и получается ещё одна такая "как бы нейтраль" (точка M на рисунке).
Теперь соединим четвёртый провод (идущий он "нейтрали"; точка G на рисунке) с этой второй "как бы нейтралью" (точка M на рисунке), и получим так называемый "нулевой провод" (идущий от точки G к точке M).

Зачем нужен этот "нулевой" провод?
Можно было бы, как и раньше, не заморачиваться, и просто подсоединять одну из фаз на один шпенёк вилки чайника, а другой шпенёк вилки чайника соединять с землёй, как мы делали раньше, и чайник бы нормально работал.
Вообще, как я понял, так и делали в старых советских домах: там от подстанции в дом заходят только два провода - провод фазы и провод земли.

До сих пор мы для простоты рассматривали случай воображаемого трёхфазного генератора, стоящего прямо в квартире.
Поскольку расстояние от квартиры до дворовой подстанции мало, и на проводах можно не экономить, то можно (и нужно, так же удобнее) перенести этот воображаемый трёхфазный генератор из квартиры в подстанцию.
Мысленно перенесли.
Теперь разберёмся с воображаемостью генератора. Понятно, что реальный генератор стоит не на подстанции, а где-нибудь далеко, на ГидроЭлектроСтанции, за городом. Можем ли мы на подстанции, имея три входящих фазных провода от ЛЭП, как-нибудь их соединить так, чтобы получилось всё то же самое, как если бы генератор стоял прямо в этой подстанции? Можем, и вот как.
В дворовой подстанции приходящее с ЛЭП трёхфазное напряжение снижается так называемым "трёхфазным" трансформатором до 380 Вольт на каждой фазе.
Трёхфазный трансформатор - это в простейшем случае просто три самых обычных трансформатора: по одному на каждую фазу

В реальности его конструкцию немного улучшили, но принцип работы остался тем же самым:

Бывают маленькие, и не очень мощные, а бывают большие и мощные:

Таким образом, входящие фазные провода от ЛЭП не прямо подсоединяются и заводятся в дом, а идут на этот огромный трёхфазный трансформатор (каждая фаза - на свою катушку), из которого уже "бесконтактным" способом, через электромагнитную индукцию, передают электроэнергию на три выходные катушки, от которых она идёт по проводам в жилой дом.
Поскольку на выходе из трёхфазного трансформатора имеются те же самые три фазы, которые вышли из трёхфазного генератора на электростанции, то здесь можно точно так же одни концы (условно, "левые") этих трёх выходных катушек трансформатора соединить друг с другом, чтобы получить "нейтраль" у себя на подстанции. А из нейтрали - вывести в жилой дом четвёртый "нулевой провод", вместе с тремя фазными (идущими от условно "правых" концов этих трёх выходных катушек трансформатора). И ещё добавить пятый провод - "землю".

Таким образом, из подстанции в итоге выходят три "фазы", "ноль" и "земля" (всего - пять проводов), и далее распределяются на каждый подъезд (например, можно распределить по одной фазе в каждый подъезд - получается по три провода заходит в каждый подъезд: одна фаза, ноль и земля), на каждую лестничную площадку, в электрораспределительные щитки (где счётчики стоят).

Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: "фаза", "ноль" (иногда "ноль" называют ещё "нейтралью") и "земля".
"фаза" - это любая из фаз трёхфазного тока (уже пониженного до 380 Вольт между фазами на подстанции; между фазой и нулём получится ровно 220 Вольт).
"ноль" - это провод от "нейтрали" на подстанции.
"земля" - это просто провод от хорошего правильного грамотного заземления (например, припаян к длинной трубе с очень малым сопротивлением, вбитой глубоко в землю рядом с подстанцией).

Внутри подъезда фазовый провод по схеме параллельного включения расщипляется на все квартиры (то же самое делается с нулевым проводом и проводом земли).
Соответственно, делиться ток по квартирам будет по правилу параллельного тока: напряжение в каждую квартиру будет идти одно и то же, а сила тока - тем больше, чем больше подключенная нагрузка в каждой квартире.
То есть, в каждую квартиру сила тока будет идти "каждому по потребностям" (и проходить через квартирный счётчик, который это всё будет подсчитывать).

Что может произойти, если все включат обогреватели зимним вечером?
Потребляемая мощность резко возрастёт, ток в проводах ЛЭП может превзойти допустимые рассчитанные пределы, и может либо какой-то из проводов перегореть (провод разогревается тем сильнее, чем больше его сопротивление и чем большая сила тока в нём течёт, и борется с этим сопротивлением), либо просто сама подстанция сгорит (не та, которая во дворе дома, а одна из Главных Подстанций города, которая может оставить без электроэнергии сотни домов, часть города может несколько суток сидеть без света и без возможности приготовить себе еду).

Если ещё у кого-то остался вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было бы тянуть только два - фазу и ноль или фазу и землю?

Читайте также: