Опубликовано

Обрыв нулевого провода

Что такое обрыв нуля?

Для полноценного ответа на этот вопрос необходимо привести примеры штатной работы трехфазной схемы ввода электроснабжения. В качестве примера приведем упрощенный вариант с вводом для этажного распределительного щита.

Схема 1. Штатная работа системы

Как видно из рисунка, каждая из квартир на этаже запитана от отдельной фазы (L1 – L3) и общего нуля. Что формирует в бытовой сети каждой квартиры фазное напряжение 220 вольт (L1N=L2N=L3=220 В.). В данном случае используется схема питания TN-C-S, где задействована шина заземления PE, соединяемая в РУ здания с нулем. Приведенная система сбалансированная, поскольку ток нагрузки в фазных проводах суммируется через нулевую линию, что снижает вероятность перекоса фазных напряжений.

Заметим, что полностью исключить данное явление довольно сложно, поскольку сопротивление нагрузок на каждой фазе может различаться. К примеру, в квартире_1 включен кондиционер и стиральная машина, в квартире_2 хозяин запустил бойлер и электропечку, а в квартире_3 жильцы отсутствуют и все бытовые приборы отключены от сети. По итогу, в трехфазной системе питания возникнет несимметрия напряжений.

Теперь рассмотрим работу сети в нештатном режиме, когда происходит отгорание нуля.

Что происходит в электросети при обрыве нуля?

Рассмотрим отдельно, изменение режима работы трехфазной сети при обрыве магистрального нуля и как поведет себя однофазная электрическая проводка, если отгорание нулевого проводника произойдет на вводе.

Отгорание нуля в трехфазной сети

Внесем изменения в рисунок 1, вызванные аварией, а именно отключением нуля .

Оборвался нулевой магистральный проводник

В данном случае обрыв общего нулевого провода приведет к тому, что движение электрического тока по нему прекратиться. В результате все квартиры R1-R3 будут запитаны по типу подключения «звезда без нулевой магистрали». Другими словами, при обрыве нуля на каждую квартиру будет поступать не фазное, а линейное напряжение.

Контур из квартир 1 и 2

Для примера предлагаем рассмотреть, как сложится ситуация в квартирах 1 и 2. Нагрузка электрических приборов суммируется в данном контуре при прохождении через него тока I12. Соответственно, уровень напряжения для квартир установится в зависимости от нагрузки подключенных к сети приборов. То есть: U1 = I12*R1, а U2 = I12* R2. Из этого следует, что суммарная величина силы тока составит I12 = U12 / (R1+R2) :

Обратим внимание, что суммарное напряжение контура будет равно линейному в данной электросети, то есть U12 = 380 вольт. Но при этом показатели U1 и U2 могут варьироваться в диапазоне 0-380 вольт и, естественно, существенно отличаться друг от друга. На данные значения может влиять как нагрузка подключенных приборов в каждой из квартир, так и ее активная и пассивная составляющая.

В результате если произойдут проблемы с нейтралью трансформатора (нулем источника), велика вероятность выхода из строя подключенных к сети приборов. Причина – повышение уровня напряжения в сети.

Обрыв нуля в однофазной сети

В данной ситуации последствия будут не такими печальными, как в описанном выше случае, но, тем не менее, если отгорает вводный ноль в системе TN-C, это может представлять серьезную опасность для жизни человека.

Отгорание нуля в схеме однофазного потребителя

Для однофазных нагрузок обрыв нуля будет аналогичен отключению напряжения, за исключением того фактора, что на фазном проводе останется потенциал, представляющий опасность для жизни. Причем, он также проявится там, где был ранее защитный ноль в контактах розеток. Если корпуса электроприборов заземлялись рабочим нулем, то весьма велика вероятность негативных последствий. В системах TN-C-S фактор риска существенно сокращается, за счет использования PEN проводника.

Как защититься?

Узнав об опасности, представляемой потерей нуля, предлагаем рассмотреть варианты защиты от данного явления:

  • Начать необходимо с грамотного монтажа электропроводки. Если для питания объекта планируется задействовать трехфазную схему электроснабжения, то ее расчет должен быть произведен таким образом, чтобы минимизировать вероятность перекоса фаз. То есть, необходимо планомерно распределить нагрузку на каждую линию.
  • Следует задействовать в управлении сетью приборы, выравнивающие нагрузку на каждую из фаз. Причем, в идеале, эта работа должна осуществляться без привлечения операторов, то есть, выполняться автоматически при обрыве нуля.
  • Должна иметься возможность оперативного изменения схемы подключения потребителей. Это позволяет внести корректировки, если на этапе проектирования не была должным образом учтена нагрузка на каждый участок или увеличилась мощность потребления в связи с вводом новых объектов. То есть, при возникновении критической ситуации должна иметься возможность изменения мощности. В качестве примера можно привести вариант, когда многоквартирный дом переводится на линию с большей нагрузкой для «разбавления» перекоса фаз, возникающего при обрыве нуля.

В приведенных выше вариантах мы рассматривали защиту от перекосов в глобальных масштабах, конечный потребитель может обеспечить должный уровень защиты значительно проще. Для этого достаточно установить реле контроля напряжения, в котором указать допустимый минимальный и максимальный уровень. Как правило, это ±10% от нормы.

Подведем итоги

Безусловно, что вероятности аварий носят случайный характер, максимум, что можно сделать в таких ситуациях, – принять необходимые меры для обеспечения защиты. Но помимо этого не будет лишним вовремя определить аварийную ситуацию по характерным признакам. В первую очередь отгорание нулевого магистрального провода приводит к перенапряжению сети. Обнаружив первые признаки этого явления, следует отключить все электроприборы.

Сделать это оперативно и самостоятельно практически нереально. Временной промежуток для этого слишком коротким, поэтому следует установить на электрическом щитке специальные приборы, реагирующие на обрыв нуля. Как только напряжение выйдет за установленные пределы, реле контроля напряжения произведет защитное отключение.

Полностью доверять системе защиты не стоит. Может случиться так, что при наличии характерных признаков перепадов напряжения, отключение питания не произойдет. Поэтому имеет смысл перечислить наиболее вероятные проявления для данного явления:

  • Мерцание ламп накаливания. Они наиболее чувствительны к перепаду уровня напряжения, возникающего при обрыве нуля. Энергосберегающие осветительные приборы и светодиодные лампы не настолько реагируют на изменения.
  • Электронные приборы, имеющие встроенную защиту, как правило, отключаются от сети питания. Или не запускаются. Такие действия предусмотрены реакцией защиты импульсных БП на броски напряжения. Характерно, что такая реакция может сработать раньше, чем реле напряжения. Но это, во многом зависит от производителя и схемы реализации защиты электросетей, а также надежности электрического соединения.
  • Еще один характерный признак – повышение температуры выключателя. Даже если Вы не обратили внимания на мерцание ламп, то данное проявление должно вызвать опасения.
  • Искрение, при попытке подключения электроприбора, может говорить об обрыве нуля на вводе однофазного потребителя. Даже, если оно вызвано другим фактором, а не обрывом нуля, это очень нехороший признак.
  • Самопроизвольные срабатывания вводных автоматов, также могут указывать на перенапряжение. Такая реакция на обрыв нуля характерна при включении электронагревательных приборов, например электропечи, бойлера, чайника и т.д.
  • Характерные звуки во вводном электрическом щите также могут указывать на перепады напряжения. В такой ситуации рекомендуется отключить ввод питания и дождаться приезда аварийной бригады. Велика вероятность, что авария обрыва нуля имела место в электросети поставщика.
  • Обязательно установите на вводе электрической сети реле напряжения. В идеале желательно продублировать данную систему стабилизатором напряжения для дома или квартиры. Такое устройство, работая в паре с реле, позволит поддерживать заданный уровень напряжения, не отключая питание.

Собственно, только многоуровневая защита может обеспечить максимальную безопасность.

Что происходит в электросети при обрыве нуля

Всех жителей подъезда, а точнее, левого стояка, девятиэтажного дома постройки 80-х годов постигла беда: внезапно перегорели электродвигатели старых холодильников, работающих стиральных машин, блоки питания компьютеров, радиотелефонов и некоторой другой бытовой техники. Правда, один человек заметил, что свет лампочек резко увеличился и быстро среагировал — отключил вводной автомат электропитания.

Остальным не повезло. Многие вообще были на работе и не могли так поступить. О случившемся узнали вечером. Конечно же, стали обращаться в ЖКХ, требовать объяснений, возмещения ущерба…

Директор коммунального хозяйства вник в ситуацию и был вынужден удовлетворить большую часть требований: оплатил ремонт дорогой техники, но после представления различных документов и справок. Сколько на это ушло времени и нервов у людей лучше не описывать.

Причина происшедшего банально проста. Бригада электриков, выполнявшая профилактические работы электрооборудования, допустила грубейшую ошибку. Производитель работ не контролировал, а электромонтер-стажер самостоятельно разорвал «ноль» трехфазного питания.

Процесс передачи электроэнергии при нормальном подключении в четырехпроводной системе показан на рисунке.

Нормальный режим работы четырехпроводной схемы:

В каждую квартиру или в масштабе подъезда группу из них с сопротивлениями «Ra», «Rb», «Rc» подводится фазное напряжение «А0», «В0», «С0». Его величина обычно номинальна: 220 В. Смотрите также: Какое напряжение в электрической сети оптимальное для работы бытовых электроприборов

При подключении нагрузок по фазам проходит ток, который складывается в нулевом проводе.

Схема сбалансирована. Линейное напряжение 380 В в электрооборудовании квартир отсутствует.

Что происходит при обрыве нуля?

Аварийный режим работы четырехпроводной схемы:

Ток в нулевом проводе протекать не будет: фазное напряжение изменено. Ко всем квартирам приложено линейное напряжение по схеме «Звезда без нуля».

Рассмотрим на примере квартир «а» и «b». Электрическое сопротивление приборов Ra и Rb последовательно суммировалось, и через него пошел ток Iab. Под его действием в каждой квартире возникло падение напряжения, пропорциональное сопротивлению включенных в сеть электроприборов.

В любой квартире хозяин сам распоряжается электроэнергией. Один выключил лишний свет и сидит перед настольной лампой за книгой или вообще все отключил, а у другого работает телевизор, холодильник, морозильник и много другой бытовой техники.

Понятно, что величины Ua и Ub могут значительно отличаться от 220 В и не будут равны между собой. Они способны колебаться от 0 до 380 В, в зависимости от схемы подключения приборов в каждой квартире.

Ошибка электриков (неправильное или ошибочное подключения нулевого провода), к сожалению, не единственная возможная причина аварийных ситуаций. Обрыв нуля возможен и без участия человека, например обрыв нулевой жилы в питающем кабеле, «отгорание» нуля на подстанции, в вводно-распределительном или квартирном щитке.

Единственный выход из создавшей ситуации — быстро снять напряжение. Можно вручную, но это не надежно: очень сложно успеть. Автоматические устройства защиты от перенапряжения в сети отлично справляются с такими задачами.

Для защиты от повышения напряжения в сети при обрыве нулевого провода используют расцепители минимального и максимального напряжения, которые расширяют возможности автоматических выключателей, УЗО с функцией защиты от повышенного напряжения, стабилизаторы. Наиболее часто для защиты от аварийных режимов работы такого типа применют специальные реле напряжения.

Реле напряжения: какие бывают, как выбрать и подключить?

Можно ли свести к минимуму количество отказов бытовой техники и оборудования из-за нестабильного напряжения? Оказывается можно. Достаточно только в цепи нагрузок выполнить электромонтаж реле напряжения.

Две фазы в вашей розетке 220 вольт? Это более реально, чем вы думаете

О распространенной неисправности проводки, когда в обоих разъемах розетки 220 В — фаза. О том, почему это происходит и чем опасно.

Напряжение в частном доме 160 — 180 вольт. Что делать?

Низкое напряжение в сети – это проблема, характерная для домохозяйств в частном секторе. Какие действия необходимо предпринять, чтобы уменьшить просадку напряжения в электрической сети.

Критерии выбора стабилизатора напряжения для дома

Есть много способов борьбы с неудовлетворительным качеством напряжения в электросети, но, наверное, самым простым является установка стабилизатора сетевого напряжения.

АВР для однофазной сети и переключатель фаз PF-451

В статье описан простой вариант создания АВР в домашней электросети на основе специальных электронных устройств производства ООО «Евроавтоматика».

УЗО в двухпроводке: ставить или не ставить?

По ПУЭ установка УЗО возможна только совместно с модернизацией всей электропроводки с переходом системы TN-C на TN-C-S. А что делать несчастным обладателям квартир со старой электропроводкой? Является ли нарушением установка УЗО в этом случае?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *