Обрыв нуля в однофазной сети

Чем опасно отгорание нуля

Транспортировка электроэнергии в трехфазных сетях от источника, например трансформаторной подстанции потребителю, как правило, реализована на кабелях, состоящих из трех фазных проводников и одного нулевого. Для монтажа трехфазных линий, реализованных по схеме питания TN-C-S, кабели оснащены пятыми, защитными проводниками PE. При разводке в многоквартирных домах каждая из квартир подключается к отдельной фазе и нулевому проводу, тем самым получая фазное напряжение 220 В, таким образом нагрузка равномерно распределена между фазами.

При симметричной нагрузке в трехфазной сети величины фазных токов скомпенсированы и ток нулевых проводов равен нулю, появляется он там при отличии однофазных нагрузок, в случаях соответствующих перекосу фаз, да и то величина его значительно меньше фазных токов. Не случайно сечение нулевых проводников в трехфазных кабелях в два раза меньше сечения фазных проводов.

Почему отгорают нулевые проводники

Обрывы нуля для воздушных линий явление не редкое, однако, применение кабельных линий электропередач эту вероятность нивелируют. Значительно чаще обрывы нулевого провода в кабеле происходят по причине отгорания нуля. Попробуем разобраться в этом явлении.

Как уже упоминалось выше, при сбалансированной нагрузке величина тока через нулевую жилу равна нулю, это справедливо для идеальной активной нагрузки, но в реальной жизни все обстоит иначе. Каждая из фаз питает отдельные квартиры, где существует огромное количество нагрузок в виде различных электронных приборов, сложнобытовой техники и прочей аппаратуры, главной особенностью которых является применение импульсных источников питания.

Современные безтрансформаторные (импульсные) блоки питания бытовых электроприборов позволили сделать аппаратуру легче, компактнее, дешевле, они предоставляют возможность существенно экономить электроэнергию, правда, обладают одним недостатком – являются источником импульсных помех и гармоник, накладываемых на значения фазных напряжений. Паразитные токи не компенсируются в фазных проводах, а суммируются в нулевом проводе, таким образом, суммарный ток, протекающий через нейтраль, может не только приближаться к значениям фазных токов, но и значительно их превышать.

Высокие токи и не рассчитанное на них сечение провода – главное условие, вызывающее отгорание нуля, а происходит оно в слабых местах (изломах, ненадежных соединениях и пр.).

Что происходит при отгорании нулевой жилы и как от этого защититься

Теперь посмотрим, что произойдет при обрыве или отгорании нуля. Предположим что к каждой из фаз трехфазного кабеля подключено по квартире, внутренняя сеть которых запитывается фазным напряжением от фазы и нуля, равным 220 В. Представим каждую из квартир в виде нагрузочного сопротивления. Схематически они получаются связанными друг с другом через нулевой провод, поскольку тот является общим для всех трех.

Теперь если разорвать контакт между точкой соединения нулевых проводов всех трех квартир и нулем кабеля (что соответствует его обрыву или отгоранию), то все три квартиры оказываются включенными «звездой» в трехфазную сеть. На вводных проводах в каждое жилище оказываются не фазные 220, а линейные 380 В. Возможно дальше не стоит продолжать.

Можно ли защититься от подобных неприятностей, точнее защитить от порчи дорогостоящую аппаратуру, которая массово гибнет в случае отгорания нуля? Оказывается можно и делается это довольно просто путем установки в распределительный щиток реле контроля напряжения, которое мгновенно отключит электрическую сеть квартиры в случае превышения напряжением заданного порога. Потратив на установку несколько тысяч рублей, можно легко защитить аппаратуру стоимостью десятки, а то и сотни тысяч.

Смотрите также другие статьи :

В отличие от заводской маркировки кабельных изделий, которая наносится на внешнюю оболочку и несет информацию об особенностях продукции, маркировку электромонтажных кабелей наносят с целью разъяснения назначения кабеля. Она должна соответствовать информации, отраженной в кабельном журнале, составляемом при прокладке электрических кабелей.

Для защиты силовых кабелей от неблагоприятных внешних воздействий, используется броня из стальной ленты, покрытая антикоррозийным составом. Такой способ защиты был изобретен в конце позапрошлого столетия и, хотя в процессе эволюции он претерпел массу изменений, принцип устройства бронированного кабеля сохранился до наших дней.

Обрыв нуля в однофазной сети

Обрыв нулевого провода

Головная боль любого электрика — пропадание нуля. При его отсутствии все потребители окажутся без электричества. Нулевой провод появляется от средней точки обмоток высоковольтного трансформатора, соединенных в звезду. Эту точку разводят на все шкафы и щитки, а также от этой точки тянется шина заземления. Нулевой провод наиболее важен для безопасности электрооборудования.

Переменное напряжение в сети имеет синусоидальную форму. Три фазы сдвинуты относительно друг друга на угол 120*. Это немного непонятно, поэтому эти кривые проилюстрированы здесь. Если измерить напряжение стандартным вольтметром, это значение между фазным проводом и нулевым будет 220 В, но это среднее значение за половину периода. Тестер не осциллограф, а только измеритель среднего. На самом деле мгновенные значения пиковых напряжений больше 220 В в квадратный корень из 2. Иными словами, 220*2^0,5=311 В.

Синусоида напряжения говорит, что среднее значение напряжения 220 В, пиковое значение 311 В. Измерения ведутся относительно нулевой оси абсцисс.

Форма кривой между двумя фазами также является синусоидой. Среднее значение линейного напряжения 380 В, а пиковое 536 В.

На взгляд простого обывателя непонятно почему при пропадении нуля, напряжение в сети должно возрасти. Логика подсказывает совсем обратное — полное пропадение напряжения. И действительно, если отключить нулевой провод на вашу квартиру, то свет потухнет и ничего страшного с оборудованием не случится. Но здесь речь идет о обрыве нуля на подстанции или на распределительных поэтажных квартирных щитах.

Разматывать клубок начнем с самого начала — счетчика активной энергии. На первый взгляд — стандартный прибор, но здесь есть подводный камень. В счетчике есть две обмотки — напряжения, включаемая между фазой и нулем, и тока, включаемую в разрыв фазы. Напряжение между точками А и В — 220 В, полностью падающие на обмотке напряжения.

При обрыве нуля, фаза протечет через обмотку напряжения и потечет к потребителю. Если потребитель возьмет индикатор и ткнет в розетку, то обнаружит сразу две фазы, но при этом вольтметр покажет стабильный ноль. Возможно, от данной информации у многих мозг закипит, но здесь ничего волшебного нет. Все дело в счетчике.

При обрыве фазы все более логично — нигде ничего наблюдаться не будет.

Теперь о главном. При обрыве нуля до счетчиков, которые запитывают две и более квартир возникает интересный процесс. Оба счетчика останутся соединенными по нулевому проводу, но нуля не будет. Ситуацию усугубит то, что счетчики для равномерной загрузки трансформатора запитывают разными фазами. Получится, что одна фаза от первого счетчика пройдет через обмотку напряжения и сталкнется с другой фазой от второго счетчика, также прошедшей через обмотку напряжения. Короткого замыкания не получится, т.к. две последовательно включенные обмотки напряжения, работающие при напряжении 220 В, будут запитаны от 380 В, т.е на каждую обмотку придется по 190 В. Это даже меньше заявленного, что для обмоток приемлимо. Для потребителя окажется, что на одном проводе будет потенциал в 220 В, а на втором проводе потенциал 190 В. И вроде все также неплохо, ведь на первый взгляд напряжение в квартире станет равным 220 — 190 = 30 В, но это не так.

В зависимости от загрузки нолевая точка сместиться к более загруженному потребителю и он получит вместо 220 В, значительно меньше, например на 100 В меньше, т.е 120 В, а вот его сосед получит 380 — 120= 260 В. Если же один потребитель будет вообще не загружен, то он и получит в свою систему все 380 В. Это не значит, что нужно запускать все приборы чтобы не допустить перекоса. Обрыв ноля — аварийный случай и встречается редко.

Часто в литературе описывается сдвиг фаз, при котором из-за несимметричности фаз, сдвигается точка нулевого потенциала и вместо нуля на проводе будет висеть 5-10 В, относительно провода заземления. В принципе, это нормально. Невозможно подключить равномерно множество однофазных потребителей с тем, чтобы загрузка была идеально симметричной. Лично я измерял ток в заземляющем проводе от высоковольтного трансформатора к заземлителям и он составлял 4 А. Сама по себе неравномерность фаз — норма.

В качестве эксперимента можно взять два трансформатора и подключить их последовательно между двумя фазами. Провод от средней точки обоих трансформаторов нужно вначале подключить к нулевому проводу. Нужно убедиться в напряжении на трансформаторах. Напряжение должно составлять 220 В. Если отключить нулевой провод и промерить напряжения на трансформаторах, то здесь и будет фокус — напряжения будут отличаться в том случае, если нагрузки на трансформаторах будут различными, или, если мощности трансформаторов будут различными, т.к. различным будет сопротивление первичных обмоток.

Результаты опыта следующие — обрыв ноля вызывает перекос фаз между всеми потребителями, смещая нулевую точку в зависимости от загрузки этих потребителей. Чем больше нагрузка, тем меньшее напряжение придет на квартиру.

Обрыв нулевого провода: последствия и защита

В трехрисфазных электросетях, широко распространенных в России, чаще всего нагрузка подключается «звездой», то есть с применением нулевого провода. В такой цепи напряжение между фазой и «нулем» составляет около 220В, а между фазами — около 380В.

Плохой контакт, или ошибка электрика, могут привести к опасной ситуации, которую называют «обрыв нулевого провода». Надо понимать, что собственно обрыв провода не вызывает поломки нагрузки, но вызывает изменение напряжения в сети. Так, если на щитке, входящем в дом, пропал контакт на нулевом проводе, и подключена равномерная нагрузка (например, трехфазный двигатель) то все будет нормально работать. Но на практике, нагрузки на фазах отличаются по номиналу. И чем больше это отличие, тем больше перекос фаз.

Дело в том, что номинал нулевого провода в доме (подъезде, цеху, или другом участке сети) сместится от фактического нуля в сторону наибольшей нагрузки (наименьшего сопротивления). Если на фазе А лампочка 40Вт, на фазе В компьютер 200 Вт, а к фазе С подключается обогреватель 3000 Вт, то напряжение в локальной сети на фазе С приблизится к нулю, на фазе А будет почти 380 В, а на фазе В — поменьше, например, 350 В. Понятно, что и для лампочки, и для компьютера это приведет к поломке. Пониженное напряжение на фазе также может привести к плачевным последствиям для подключенной нагрузки. Трехфазная нагрузка (например, электродвигатель насоса) подключенная к сети с таким перекосом, также будет повреждена.

Если обрыв нулевого провода произошел на более раннем участке сети, например, в щитовой большого цеха или поселка, то номинал подключенных нагрузок будет отличаться не так сильно, и потенциал на «нуле» будет «плавать» до тех пор, пока не приведет к поломкам и аварийному отключению сети. Кроме выхода из строя подключенных приборов, есть еще опасные моменты. Повышенное напряжение может привести к пожару! Не пытайтесь проверять сеть подключением другой нагрузки. Работайте с электрооборудованием, соблюдая правила безопасности. Помните, что на нулевом проводе может быть опасное для жизни напряжение до 220 В!

Если вы живете в квартире и пользуетесь подключением к однофазной сети, то не следует считать, что обрыв нулевого провода вас не коснется. Ваша однофазная сеть — это всего лишь участок одной из фаз большой трехфазной сети. Например, в подъезд входит три фазы, а на этаже они распределяются по квартирам. Таким образом, при обрыве нулевого провода, в некоторых квартирах будет заниженное напряжение, а в других — завышенное, что приведет, как минимум, к массовым поломкам электроприборов.

Как защититься от последствий обрыва нулевого провода? Нам необходимо отключить нагрузку при повышении напряжения между фазой и нулевым проводом (а также при понижении ниже установленного минимума). Для защиты трехфазных потребителей электроэнергии применяют трехфазные реле напряжения. Например, RN-03-02 (рис.1) отключит трехфазную нагрузку при помощи внешнего пускателя. Схема подключения на рис.2.

Рис.1. Реле напряжения RN-03-02

Рис.2. Схема подключения RN-03-02

Реле напряжения RN-03-30(рис.3) позволяет подключить нагрузку без применения пускателя, так как имеет три встроенных исполнительных реле.

Рис.3. Реле напряжения RN-03-30

Если у вас однофазная сеть или вы подключаете к трехфазной сети только однофазные нагрузки, то можно применить однофазное реле RN-01-02, RN-01-30, RN-01-63 (см.рисунки ниже). Эти реле отличаются максимальной мощностью подключаемой нагрузки. В случае однофазных нагрузок, подключенных к трехфазной сети, понадобится три реле. Реле RN-01-02 рассчитано на ток нагрузки до 10А, более мощные нагрузки подключаются через пускатель (схема приведена на рис.7).

Рис.4. Реле напряжения RN-01-02	Рис.5. Реле напряжения RN-01-30
Рис.6. Реле напряжения RN-01-63	Рис.7. Схема подключения RN-01-02

Кроме повышенного или пониженного напряжения в сети, трехфазные нагрузки подвержены другим опасным аварийным факторам. Их необходимо защищать от склеивания фаз, нарушения порядка чередования фаз. От таких аварийных ситуаций защитят реле контроля фаз RKF-03-02, реле защиты электродвигателя RZD-03-02, RZD-03-30. Эти приборы обеспечит наиболее полную защиту трехфазных нагрузок. Подключаются к сети также, как и реле напряжения..

Релейные приборы защиты сети обеспечивают отключение потребителей электроэнергии при аварийном отклонении напряжения в сети и, тем самым, спасают подключенные электроприборы от поломки, а саму сеть от повреждения и возможного пожара. После устранения причины аварийного отключения, реле напряжения проверяет параметры напряжения в сети, и подключит нагрузки.

Источник: Ю. Н. Суша, ООО НПЦ «Истион-Здоровье»

Обрыв нулевого провода в трехфазной и однофазной сетях

Как известно, электрический ток течет по замкнутой цепи, выполняя при этом работу. Домашняя электросеть является одним из множества ответвлений глобальной сети энергоснабжения. Это означает, что для работы домашних электроприборов необходимо, чтобы было подведено минимум два проводника, по которым будет течь ток.

По рациональным причинам, описанным ниже, их называют фазным и нулевым рабочим проводом (N). В данной статье разъясняется функция рабочего нулевого проводника, и описываются проблемы, возникающие, если происходит аварийный обрыв нуля.

Практически все взрослые люди знают, что нулевой проводник сети, работающий в штатном режиме, не представляет угрозы при прикосновении, так как на нем нет опасного для здоровья напряжения. Но, это не означает, что через провод ноля не течет ток – нужно четко различать эти понятия. В идеальной цепи ток фазного и нулевого проводника идентичен.

Функция рабочего ноля

В процессе изучения электричества ученые поняли, что земля (грунт, геологические породы и вся планета целиком) является неплохим проводником электрического тока. В принципе, для энергоснабжения было бы достаточного одного провода с электрическим потенциалом, а грунт бы выполнял функцию обратного участка цепи.

Кривая зависимости удельного сопротивления грунта от влажности

Но прогресс не пошел по этому направлению из-за необходимости создания систем заземления с большой контактной площадью, и при этом имеющих нестабильные характеристики и требующие постоянного обслуживания и защиты от влияния среды и электролитических процессов.

Поэтому дешевле и надежнее было провести два проводника, чтобы создать замкнутую цепь. Было решено один из проводов электрически соединить с землей, то есть, потенциал на данном проводнике относительно грунта равняется нолю. Данное решение было принято в целях электробезопасности ради зануления корпусов электрооборудования.

Схематическое отображение заземления и зануления

В наше время, функции защиты (зануления) выполняет защитный заземляющий проводник PE, а провод ноля используется только для протекания рабочего тока цепи. Термин «фазный провод» не имел бы смысла в однофазной сети, но, поскольку синусоидальное напряжение смещено по фазе относительно аналогичного параметра у других проводников электросети, данное название принято в обиходе.

В системах электроснабжения бытовых потребителей рабочий нулевой проводник всегда имеет контакт с землей (исключение: изолированная нейтраль). В цикле статьей о заземлении подробно описаны принципы разделения совмещенного нулевого провода на рабочий и защитный ноль в различных системах. Это означает, что напряжение относительно земли на рабочем ноле в однофазных и трехфазных системах нулевое (безопасное для людей и оборудования).

Схематическое отображение энергоснабжения жилого дома по системе заземления TN-C-S

Аварийное отключение рабочего ноля

Электрики знают, что и на нуле небольшой потенциал все же есть, и он зависит от величины протекающего тока (I) и удаленности от точки заземления. Чтобы понять данный процесс, нужно вспомнить задачу из школьного курса физики о расчете напряжений (делитель U₁, U₂ ) в точке соединения двух последовательно включенных сопротивлений (R₁, R₂). В нашем случае это будут сопротивления кабеля фазы и подключенной нагрузки (R₁,) и R₂ участка нулевого провода до точки заземления.

Делитель напряжения, образующий ноль в розетке

Если сопротивление нагрузки (R₁) многократно превышает аналогичный параметр (R₂) участка рабочего ноля, то потенциал на контакте ноля в розетке будет ничтожно малым. При большой протяженности рабочего нуля до точки заземления, напряжение U₂ гипотетически рассчитываем по школьной формуле из рисунка выше. Но, если происходит обрыв нулевого провода, то при включенном в домашнюю сеть электрооборудовании на любом контакте ноля каждой розетки будет фазное напряжение U₁.

При обрыве ноля индикатор будет показывать две фазы в розетке

Казалось бы, при современных системах заземления, исключающим зануление, пропажа нуля, не несет никакой опасности, ведь корпусы оборудования надежно заземлены, а сами электроприборы перестанут работать из-за прекращения тока. В однофазной домашней электрической сети будет именно так, если ноль оторвался сразу при вводе в дом.

Влияние обрыва ноля на потребителей

Но, если случается обрыв нуля где-то на трехфазной линии, то на оставшейся цепи, от разрыва до дома формируется напряжение подключенной нагрузкой от других фаз соседних потребителей электроэнергии. Если бы ток нагрузки всех трех фаз был идентичен, то сформировавшийся потенциал на нулевом проводнике был бы близким к нолю.

В реальности, при аварийных ситуациях нагрузка на фазах неравномерная, что означает смещение напряжения на нулевом проводнике в сторону большего фазного тока. Соответственно, разница потенциалов между образовавшимся нулем и двумя другими фазами окажется значительно большей, чем обычное напряжение сети электропитания.

Поэтому обрыв нулевого провода для бытовых электроприборов означает провал напряжения при попадании на фазу с наибольшим количеством подключенных потребителей, или превышение потенциалов выше допустимых параметров электропитания, если не повезет оказаться на двух других фазах.

Способы защиты от обрыва ноля

Для уменьшения потенциала на нулевом проводнике и соответственно, ради увеличения эффективной разницы между штатным фазным напряжением сети и нулем применяют многократное повторное заземление совмещенного ноля. Эта мера также предназначена для уменьшения негативных последствий для потребителей вследствие обрыва нулевого проводника в сети электроснабжения.

Стрелкой указано повторное заземление ноля (PEN) на опоре воздушной линии

К сожалению, во многих провинциальных регионах, особенно в сельской местности, сопротивление повторного заземления оказывается недостаточным для надежной защиты от превышения напряжения, возникающего при обрыве нулевого провода. К тому же, на воздушных линиях сети энергоснабжения, преобладающих в сельской местности, обрыв нуля происходит гораздо чаще, чем в городских подземных или скрытых (защищенных) линиях электросети.

Обычный потребитель может влиять на качество электропитания на вводе лишь при помощи юридических инструментов – жалоб, петиций, судовых исков, и т д. Но в домашней сети, сохранить приемлемый уровень качества электроэнергии можно при помощи стабилизаторов, а обезопаситься при аварийных ситуациях получиться, применив реле напряжения или обладающие дополнительными функциями дифавтоматы.

Обрыв нуля в трехфазной и однофазной сети

Эти проводники называются фазным (L) и рабочим нулевым (N). «Ноль» не опасен для человека при прикосновении к нему, так как на нем отсутствует напряжение сети. Но это не значит, что через него не протекает электрический ток. В идеальном случае, в однофазной сети, величина тока, проходящего через фазный проводник полностью совпадает со значением этого параметра, протекающего через нейтральный провод. В этой статье мы рассмотрим вопрос, причины обрывы или обгорания нулевого проводника, что происходит в случае такой аварийной ситуации, последствия этой аварии и какая защита от обрыва «нуля» способна исключить такое негативное явление.

Внимание! Обгорание нейтрального проводника в трехфазной магистральной линии электроснабжения способен вызвать изменение величины напряжения от минимального до максимального значения в 380 В, а обрыв «нуля» внутренней электропроводки обесточит сеть с появлением фазы на нулевом контакте розетки.

Причины обрыва нулевого проводника

Обрыв или обгорание нейтрального рабочего проводника часто происходит в домах старой постройки, где электрическая сеть была спроектирована на низкую нагрузку не более 2 кВт на отдельную квартиру или дом. В современных условиях насыщенность объектов недвижимости мощной бытовой техникой объектов недвижимости резко увеличилась и электрическая проводка часто не выдерживает таких нагрузок. Где тонко, там и рвется! Чаще всего обгорание «нуля» происходит в месте соединения N-проводника с нулевой шиной в распределительном квартирном щите, но такая авария может произойти и в другом месте, например, на подстанции или в силовом трансформаторе.

Следует различать обрыв нулевого проводника в трехфазной и однофазной сетях. Однофазная электрическая проводка предназначена для энергоснабжения квартир и частных домов непосредственно внутри помещения. До распределительного щита, чаще всего, электроэнергия подается по трехфазной схеме и только в нем происходит разделение на однофазные линии питания. Для дачных поселков, как правило, используется однофазная магистральная линия доставки электроэнергии до потребителя от силового трансформатора. Все эти нюансы влияют на последствия, которые происходят после обрыва или обгорания «нуля».

Как и в однофазной, так и в трехфазной сети может произойти обрыв нейтрального проводника, но последствия будут разные. В любом случае причиной обрыва «нуля» может быть либо перегрузка, либо некачественный монтаж проводки или другие причины: коррозия, механическое повреждение нулевой жилы и так далее. В однофазных сетях «ноль» не склонен к обгоранию, но обрыв может произойти по другим причинам. Трехфазная сеть в большей степени склонна к обгоранию нулевого проводника. Ниже мы рассмотрим вопрос, почему происходит отгорание «нуля» в трехфазной сети.

Внимание! Нейтральный проводник отгорает, как правило, при его плохом контакте с другими элементами сети. Поэтому необходимо уделять особое внимание монтажу нулевой жилы при различных переходах как в распределительном щите, так и в монтажных коробках.

Обрыв нулевого проводника в трехфазной сети

В однофазной электрической сети «нулем» является тот проводник, на котором отсутствует напряжение сети, но ток через него при подключенной нагрузке равен току через фазный провод. В случае трехфазной сети все совершенно по-другому! Главная загвоздка в том, что все сети электропередач построены по трехфазной системе и подключение потребителей выполняется по традиционной схеме «звезда». Вот здесь то и появляется термин «нулевой проводник»! Если нагрузка на каждую фазу одинаковая, то токи всех отдельных фаз компенсируются, так как они сдвинуты на 1/3 по отношению друг к другу. В этом случае, через нейтральный проводник, подключенный к средней точки «звезды», ток не течет и обгореть он не может.

Но это только в идеале! Даже в одной квартире к разным фазам могут быть подключены различные нагрузки, что уж говорить о многоквартирном доме. Невозможно предсказать, какую нагрузку может подключить к сети каждый из потребителей. Один включит одну люстру, запитанную от одной фазы, а следующий подключит несколько электроприборов, сидящих на другой фазе. Все это приводит к колебанию мощности нагрузок, поэтому в определенный момент одна из фаз будет сильно перегружена при отсутствии тока в других фазных проводниках. При таком раскладе в нулевом проводнике возникнет сильный ток, уравнивающий систему, что может привести к обгоранию нуля. Чтобы этого не произошло необходима защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети.

Обрыв нуля. Что происходит и как защититься

В последнее время не редкими стали слова: оборвался ноль, обрыв нуля, вследствие того, что отгорел нуль, в квартире сгорела вся подключенная к электросети техника. Вероятней всего, для многих людей смысл сочетания этих слов не совсем понятен. Зато понятно, когда из-за обрыва нуля в электросети перегорают бытовые приборы.

Фраза «обрыв нуля» – это технический термин. Он означает, что отсутствует контакт рабочего нулевого проводника. Все здания и жилые дома питаются от трансформатора трехфазной сети (с глухо заземленной нейтралью), обмотки которого включены в «звезду» (ноль и три фазы). При возникновении неравномерности нагрузки по фазам в нулевом проводе возникает электрический ток.

Предсказать точно, как распределяется нагрузка, в данный момент времени и какая она будет на той или иной фазе, невозможно. Может так получиться, что нагрузка в одной фазе будет большая, а в двух других – почти полное ее отсутствие. Для уравновешивания системы в нулевом проводе и возникает ток, который будет почти равен величине тока в фазном проводе.

Последствия при обрыве «нуля»

Последствия при обрыве нейтрального проводника могут быть совершенно разные. Все зависит от того в какой сети произошло аварийное отключение нуля: трехфазной или однофазной. Рассмотрим оба случая отдельно друг от друга.

Трехфазная сеть

Важно! Обрыв или отгорание «нуля» в трехфазной сети приводит к большим и непредсказуемым перепадам напряжения, в ту или другую сторону. В результате этого явления могут выйти из строя дорогостоящие бытовые приборы и электронная техника, для которых очень опасны как повышение напряжения, так и его понижение относительно нормального уровня в 220 В!

Важно! Если монтаж заземления в квартире выполнен с нарушениями, то от корпуса электроприбора можно получить удар электрическим током. При правильном заземлении бытовой техники обрыв «нуля» в однофазной сети не принесет никаких негативных последствий, кроме обесточивания помещения и отключения всей бытовой техники и осветительных приборов!

Как мы видим, при обрыве нейтрального провода в любой сети как трехфазной, так и однофазной, может возникнуть ряд негативных и опасных последствий. Что делать, чтобы исключить такое развитие событий? Конечно, выход есть! Необходима защита от отгорания «нуля» или его обрыва! Ниже мы рассмотрим все виды защиты от обрыва или отгорания «нуля» в трехфазных и однофазных сетях.

Возможные последствия

При обрыве нуля в трехфазной сети последствия могут быть очень опасными для подключенного оборудования и особенно – для человека. Из-за значительного перекоса фаз на отдельных линиях электропроводки начнут действовать напряжения, близкие к 380 Вольтам.

На других фазных ответвлениях, наоборот, они снижаются почти до нуля. Такая картина распределения напряжений в первую очередь опасна для подключенных к электросети бытовых приборов, которые с большой вероятностью просто «сгорят».

Важно! Одновременно с этим возникает угроза перегрева алюминиевой электропроводки, что чревато самими серьезными последствиями (вплоть до пожара). Кроме того, если объект подключен по системе TN-C (с объединенными PE и N шинами) – обрыв общей жилы приведет к утрате ей защитной функции

В этом случае при отсутствии повторного заземления потребитель окажется совершенно незащищенным

Кроме того, если объект подключен по системе TN-C (с объединенными PE и N шинами) – обрыв общей жилы приведет к утрате ей защитной функции. В этом случае при отсутствии повторного заземления потребитель окажется совершенно незащищенным.

Ему не поможет и установленное в квартире специальное оборудование (УЗО), поскольку без «нуля» этот прибор работать не может.

Кроме того, в ситуации с оборванной нейтралью опасное напряжение в виде потенциала 220 Вольт через постоянно подключенные нагрузки попадает на вторую клемму.

Вследствие этого на рабочих розетках появляется еще одна фаза, что крайне опасно в отсутствии полноценного заземления. При случайном повреждении изоляции в моечной машине, например, току будет некуда стекать, так как «нуль» оборван (смотрите фото).

Для пользователя, стоящего на бетонном полу и прикоснувшегося к корпусу агрегата с попавшей на него фазой, такая ситуация чрезвычайно опасна, поскольку весь аварийный ток потечет через его тело.

Защита от обгорания или обрыва нуля

Итак, обрыв и отгорание нейтрального проводника является очень опасным и довольно частым происшествием. Есть ли необходимость в защите электросети от этого негативного явления? Конечно же, есть! Защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети позволит вам сохранить свою дорогостоящую бытовую технику в рабочем состоянии. Защита от обрыва «нуля» в однофазной сети обеспечит вашу личную безопасность. Все эти виды обеспечения безопасности человека и бытовых электроприборов от последствий, возникающих при обрыве нейтрального проводника, выполняются с использованием специального оборудования и приемов электромонтажа, которые мы рассмотрим ниже.

Реле максимального и минимального напряжения. Это основное устройство, которое следует использовать для защиты электросетей от обгорания или обрыва нулевого проводника. Применяется на всех типах недвижности. Промышленность изготавливает модели реле напряжения как для однофазных, так и трехфазных сетей. Принцип действия устройства заключается в разрыве цени электроснабжения при отклонении величины напряжения в сети сверх установленных значений.
УЗИП — ограничитель перенапряжения. Это устройство для защиты и отключения оборудования при перенапряжении в электропроводке, возникающего вследствие обрыва или отгорания «нуля», удара молнии и по некоторым другим причинам. В основном используется в частных домовладениях. Принцип работы устройства заключен в увеличении собственного внутреннего сопротивления электротоку при больших перепадах напряжения.

Устройство защитного отключения (УЗО). Такой модуль, имеющий сокращенное название УЗО, способен создать эффективную защиту для человека от удара электрическим током при обрыве нейтрального проводника в однофазных линиях. УЗО мгновенно обесточит сеть при попадании фазы на нулевой провод в том случае, если заземление бытовых приборов выполнено с нарушением ПУЭ (правил устройства электроустановок).

Дифференциальный автомат с расширенными функциями. Дифавтомат — это защитное модульное устройство, позволяющее одновременно отключать фазу и нейтральный провод при возникновении любых аварийных ситуаций. Этот модуль совмещает в своей конструкции автоматический выключатель при КЗ (коротком замыкании) в нагрузке и защитное устройство (УЗО). При обгорании «нуля» в магистральных сетях с тремя фазами и обрыве нулевого провода в однофазных линиях он способен защитить электрические приборы и другую технику от выхода из строя, а человека от удара электротоком.

Многократное повторное заземление. Этот технологический прием способен защитить бытовые приборы и человека от последствий обрыва и обгорания «нуля», но он сложен в исполнении, решает ограниченный спектр задач и применяют его в основном специалисты энергоснабжающих организаций на магистральных линиях электропередач.

Виды обрыва нулевого провода и последствия

Подключение промышленной и бытовой электрической сети основано на общем принципе – все потребители подсоединены к трехфазной трансформаторной подстанции с напряжение 380В. Движение тока в проводах и работа электроприборов обеспечены за счет фаз и общего нулевого провода. При обрыве нуля в каждой из частей сети, в том числе – однофазной, происходит нарушение поступления электричества, что может быть выражено разными последствиями для потребителя. Но, такие изменения зависят от вида и места повреждения массы.

Принцип включения и виды повреждений нуля

Многоквартирные дома и частный сектор в совокупной привязке подсоединены к трехфазной сети от подстанции. Все фазы питания от 380V источника, при распределении подсоединяют по схеме «звезда» – на выходе 3 однофазные линии с напряжением 220V. Итоговый провод в жилых помещениях представлен 2 контактами – фазой и нулем.

В зависимости от места обрыва можно выделить такие виды нарушений электросети:

Обрыв провода на источнике питания 380В – приводит к отключению электричества по всем линиям.
Повреждение контакта перед распределением по «звезде» или на ней – смещение напряжения в линиях (пример – 154/285/224).
Отсутствие нулевого контакта после распределения системы по принципу «звезда» – отключение всех источников в помещении или отдельной части системы.

Перекос напряжения на потребителях, выделенных по принципу «звезда», может происходить также при коротком замыкании одного из контактов или перенапряжении отдельной линии.

Возможные последствия отключения массы

При отключении нулевой линии у потребителя могут просто не работать электрические приборы – нет контакта, нет тока. При перекосе напряжения в идеальной сети, без использования защитного оборудования или его несрабатывания, возможно повреждение устройств, включенных в сеть, или их нестабильная работа. В зависимости от изменения параметров напряжения и тока в розетке приборы бытового применения могут реагировать по-разному.

Распространенные причины обрывов:

Отгорание нулевого контакта при внезапном скачке нагрузки в электросети или коротком замыкании (козе).
Ослабление контакта в месте соединения проводов – скрутки, клеммы, розетки, другое.
Окислы в месте соединения проводников из разного материала в старой электропроводке.
Механические повреждения – хищение кабеля, обрыв при ремонте или ветре.

Самые распространенные и дорогие потребители электротока оборудованы встроенной защитой (предохранителем). Такие части принципиального устройства прибора способны отсоединить от электропитания при слабости нагрузки или пресечь прохождение тока большой мощности. Если такого дополнения нет, то есть риск полного «сгорания» приборов. Но, при подключении, перед счетчиком устанавливают автоматические защитные реле или предохранители.

Когда обрыв контактного проводника массы происходит в однофазной сети – в пределах квартиры, то электрический ток не может нанести серьезного вреда. При перегорании нуля происходит простое отключение подсоединенного прибора – лампочки, компьютера или холодильника. Для возобновления работоспособности бытовой техники и других электроприборов требуется восстановить поврежденный контакт или переподсоединить к рабочему источнику с нулем.

При выполнении ремонтных работ в электрической сети обязательно отключать источник, в другом случае есть риски пострадать от электричества. В квартире или доме это автоматы на счетчике.

Опасность для человека и признаки повреждения

Если в сети происходит смещение напряжения, а в приборах, подключенных к сети, нет заземления – существует опасность поражения электротоком от корпуса. Но, определить риски можно только по косвенным признакам обрыва контактной линии массы. Самые явные можно заметить на глаз – мерцание освещения в доме или искрение розеток при включении штепселей.

Также на аварийные изменения напряжения могут указывать:

шум от счетчика;
беспричинное срабатывание реле;
автоматическое отключение приборов с защитой;
нагрев выключателей и розеток.

Если обрыв произошел внутри помещения или на входе автоматов электрического счетчика, обнаружить повреждение возможно, используя электромагнитный тестер или визуально. При повреждении контактов вне помещения – подъезд или ранее по линии, надо обязательно обращаться в службу ЖКХ или в РЭС. Электрики, которые будут направлены по вызову, сами определят место повреждения и восстановят контакт.

Способы защиты приборов и домашней проводки

Для снижения рисков поражения электрическим током и повреждения приборов дома обязательно ставить защитные устройства. В таком качестве выступают стабилизаторы напряжения и автоматические реле. Приборы включают в цепь на щитке, приводе в квартиру и возле каждого устройства повышенного потребления – холодильника, микроволновки, компьютера или стиральной машины.

Аварийное повреждение нулевой линии в сети может произойти внезапно. При выявлении первичных признаков изменения напряжения в квартире следует отключить основные приборы от розеток или перевести рычажки автоматов в разомкнутое положение. Если на вводе подключены защитные элементы, то значительных последствий для жителей дома или основной техники не будет.

Обрыв нулевого провода: виды и последствия

Что будет, если оборвется фазный рабочий проводник в сети? Это обычно не вызывает сомнений – просто ни один электроприбор не будет работать. А вот что будет, если оборвется нулевой рабочий проводник? На этот вопрос нельзя ответить однозначно Прежде всего, следует разобраться, о каком нулевом проводнике вообще идет речь. Может быть, это нулевой магистральный проводник, в просторечии «стояк», который проложен вертикально в подъезде, соединяя и обеспечивая питанием распределительные щиты квартир каждого этажа. А может быть, это вводной квартирный нулевой провод, имеющий отношение только к вашему отдельному жилищу. Возможно, кому-то такой факт может показаться странным, но разница между этими нулевыми проводами огромная. При обрыве магистрального N-проводника напряжение в сети, то есть в розетках вашей квартиры, не исчезнет.

Просто, сети трех или более квартир, включая вашу, потеряв свою нейтраль, соединятся, в «звезду». Можно подумать, что это и несущественно, но на самом деле такая ситуация крайне опасна. Опасность заключается в том, что потерявшаяся нейтраль может приобрести электрический потенциал самого разного значения. Она уже не имеет надежного электрического соединения с «землей», потенциал которой всегда равен нулю. Это чревато изменением напряжения в сети, причем пропорция изменений такая: чем меньше нагрузка в сети, тем выше в ней напряжение. Получается, что если в одной квартире включено несколько обогревателей, электрическая плита и еще какие-либо мощные электроприемники, а в другой – только телевизор и лампочка в коридоре, то при обрыве общего нулевого магистрального проводника во вторую квартиру может прийти напряжение, близкое к линейному напряжению трехфазной сети, то есть к 380 вольт. Чтобы избежать подобной опасности, совсем не нужно принимать участие в соревновании с соседями на предмет того, «кто больше купит и включит одновременно единиц бытовой техники», чтобы обеспечить себе максимальную потребляемую электрическую мощность. Достаточно установить себе в щиток индивидуальные ограничители перенапряжения, которые своевременно отключат питание, при значениях напряжения, существенно превышающих допустимые пределы. Но все это касается лишь ситуации с обрывом магистрального нулевого проводника. Если же оборван индивидуальный вводной нулевой провод, возникает опасность совсем другого рода. Напряжение в сети тогда пропадает. Но «фаза» по-прежнему остается, причем не только в том разъеме розетки, где она была и раньше, но и в том, который до этого был нулевым. Это связано с тем, что потери напряжения на нагрузке, например, на коридорной лампочке, при отсутствии электрического тока равны нулю, и «фаза» преспокойно проходит в бывший нулевой провод, обеспечивая там полноценный потенциал в 220 вольт.

В каждой квартире, наверняка найдутся какие-нибудь постоянно включенные в сеть электроприемники, и, поскольку N-провода соединяются на нулевой шине распределительного щита, аномалия со «второй фазой» в нулевом проводнике распространяется на всю квартиру. Здесь опасность в том, что «фаза» в нулевом проводнике – это, мягко говоря, неожиданно. Особенно неожиданно это становится для тех, кто имел неосторожность заземлить корпус какого-либо электроприбора на рабочий «ноль». В этом случае не избежать удара электрическим током. Итак, даже для людей, далеких от электротехники, будет совсем не лишним иметь представление о том, что обрыв нулевого провода может быть разным. Нетрудно заметить: обрыв магистрального нулевого проводника – это риск изменения напряжения сети в пределах от нуля до 380 вольт, а обрыв вводного «нуля» квартиры – это исчезновение напряжения в сети с появлением «второй фазы» во всех розетках.