5 способів захисту від обриву нуля: двофазні, трифазні системи

Всім відомо, що струм в електричній мережі тече по замкнутому контуру, живлячи при цьому різноманітну побутову техніку та промислове обладнання. Мережа подачі електроенергії в приватні будинки, квартири і дачі є одним з напрямків розподілу електрики в глобальній системі енергопостачання різноманітних об’єктів. Все це говорить про те, що для живлення побутових електроприладів необхідні як мінімум два електричних провідників, яких створять замкнуту ланцюг електроживлення побутової техніки.

Ці провідники називаються фазним (L) і робочим нульовим (N). «Нуль» не є небезпечним для людини при дотику до нього, так як на ньому відсутня напруга мережі. Але це не означає, що через нього не протікає електричний струм. В ідеальному випадку, в однофазної мережі, величина струму, що проходить через фазний провідник повністю збігається зі значенням цього параметра, що протікає через нейтральний провід. У цій статті ми розглянемо питання, причини обриви або обгорання нульового провідника, що відбувається в разі такої аварійної ситуації, наслідки цієї аварії і який захист від обриву «нуля» здатна виключити таке негативне явище.

Увага! Обгорання нейтрального провідника у трифазній магістральної лінії електропостачання здатний викликати зміну величини напруги від мінімального до максимального значення в 380 В, а обрив «нуля» внутрішньої електропроводки знеструмить мережу з появою фази на нульовому контакті розетки.

Причини обриву нульового провідника

Обрив або обгорання нейтрального робочого провідника часто відбувається в будинках старої споруди, де електрична мережа була спроектована на низьке навантаження не більше 2 кВт на окрему квартиру або будинок. В сучасних умовах насиченість об’єктів нерухомості потужної побутової технікою об’єктів нерухомості різко збільшилася і електрична проводка часто не витримує таких навантажень. Де тонко, там і рветься! Найчастіше обгорання «нуля» відбувається в місці з’єднання N-провідника з нульовою шиною в розподільному квартирному щиті, але така аварія може статися і в іншому місці, наприклад, на підстанції або в силовому трансформаторі.

Слід розрізняти обрив нульового провідника у трифазній і однофазної мережах. Однофазна електрична проводка призначена для енергопостачання квартир і приватних будинків безпосередньо всередині приміщення. До розподільного щита, найчастіше, електроенергія подається за трифазною схемою і тільки в ньому відбувається поділ на однофазні лінії живлення. Для дачних селищ, як правило, використовується однофазна магістральна лінія доставки електроенергії до споживача від силового трансформатора. Всі ці нюанси впливають на наслідки, які відбуваються після обриву або обгорання «нуля».

Як і в однофазної, так і в трифазній мережі може статися обрив нейтрального провідника, але наслідки будуть різні. У будь-якому випадку причиною обриву «нуля» може бути або перевантаження, або неякісний монтаж проводки або інші причини: корозія, механічне пошкодження нульової жили і так далі. В однофазних мережах «нуль» не схильний до обгорання, але обрив може статися з інших причин. Трифазна мережа більшою мірою схильна до обгорання нульового провідника. Нижче ми розглянемо питання, чому відбувається отгоранія «нуля» в трифазній мережі.

Увага! Нейтральний провідник отгорает, як правило, при його поганому контакті з іншими елементами мережі. Тому необхідно приділяти особливу увагу монтажу нульової жили при різних переходах як в розподільному щиті, так і в монтажних коробках.

Обрив нульового провідника у трифазній мережі

В однофазної електричної мережі «нулем» є той провідник, на якому відсутня напруга мережі, але струм через нього при підключеній навантаженні дорівнює току через фазний провід. У разі трифазної мережі все зовсім по-іншому! Головна заковика в тому, що всі мережі електропередач побудовані по трифазній системі і підключення споживачів виконується за традиційною схемою «зірка». Ось тут то і з’являється термін «нульовий провідник»! Якщо навантаження на кожну фазу однакова, то струми всіх окремих фаз компенсуються, так як вони зрушені на 1/3 по відношенню один до одного. В цьому випадку, через нейтральний провідник, підключений до середньої точки «зірки», струм не тече і обгоріти він не може.

Але це тільки в ідеалі! Навіть в одній квартирі до різних фаз можуть бути підключені різні навантаження, що вже говорити про багатоквартирному будинку. Неможливо передбачити, яке навантаження може підключити до мережі кожен із споживачів. Один включить одну люстру, живиться від однієї фази, а наступний підключить кілька електроприладів, що сидять на іншій фазі. Все це призводить до коливання потужності навантажень, тому в певний момент одна з фаз буде сильно перевантажена при відсутності струму в інших фазних провідниках. При такому розкладі в нульовому провіднику виникне сильний струм, що зрівнює систему, що може привести до обгорання нуля. Щоб цього не сталося необхідний захист від отгоранія «нуля» в трифазній мережі.

Наслідки при обриві «нуля»

Наслідки при обриві нейтрального провідника можуть бути абсолютно різні. Все залежить від того в якій мережі сталося аварійне відключення нуля: трифазної або однофазної. Розглянемо обидва випадки окремо один від одного.

  1. трифазна мережа. Отгоранія або обрив нейтрального провідника у трифазній мережі може призвести до повного перекосу живлять фаз в результаті якого на одній лінії електропроводки, яка живить побутову техніку та освітлювальні прилади може виникнути підвищена напруга в 380 В, а на інший знизитися аж до нульової величини. Перенапруження, а також зниження напруги електричної мережі, є небезпечним для будь-яких електроприладів і електронних пристроїв. Граничні величини напруги в електропроводці можуть викликати загоряння як самих проводів, так і електроприладів, що призведе до пожежі в приміщення.

    Важливо! Обрив або отгоранія «нуля» в трифазній мережі призводить до великих і непередбачуваних перепадів напруги, в ту або іншу сторону. В результаті цього явища можуть вийти з ладу дорогі побутові прилади і електронна техніка, для яких дуже небезпечні як підвищення напруги, так і його зниження відносно нормального рівня в 220 В!

  2. Однофазна мережа. Зовсім інша картина виникає при обриві «нуля» в однофазної мережі, яка зводиться в квартири і будинки від розподільного щита. Кожна лінія харчування групи освітлювальних приладів і побутової техніки складається з двох провідників: «нуля» і фази. До того ж в більшості сучасних багатоповерхових будинках кабель електропроводки має третю жилу для підключення до електроприладів захисного заземлення, чого немає в старих будівлях. При обриві «нуля» в однофазної мережі на нульовому проводі з’являється небезпечне для людини напруга в 220 В.

    Важливо! Якщо монтаж заземлення в квартирі виконаний з порушеннями, то від корпусу електроприладу можна отримати удар електричним струмом. При правильному заземленні побутової техніки обрив «нуля» в однофазної мережі не принесе ніяких негативних наслідків, крім знеструмлення приміщення і відключення всієї побутової техніки та освітлювальних приладів!

Як ми бачимо, при обриві нейтрального проводу в будь-якій мережі як трифазної, так і однофазної, може виникнути ряд негативних і небезпечних наслідків. Що робити, щоб виключити такий розвиток подій? Звичайно, вихід є! Необхідна захист від отгоранія «нуля» або його обриву! Нижче ми розглянемо всі види захисту від обриву або отгоранія «нуля» в трифазних і однофазних мережах.

Захист від обгорання або обриву нуля

Отже, обрив і отгоранія нейтрального провідника є дуже небезпечним і досить частим подією. Чи є необхідність в захисті електромережі від цього негативного явища? Звичайно ж, є! Захист від отгоранія «нуля» в трифазній мережі дозволить вам зберегти свою дорогу побутову техніку в робочому стані. Захист від обриву «нуля» в однофазної мережі забезпечить вашу особисту безпеку. Всі ці види забезпечення безпеки людини і побутових електроприладів від наслідків, що виникають при обриві нейтрального провідника, виконуються з використанням спеціального обладнання і прийомів електромонтажу, які ми розглянемо нижче.

  1. Реле максимального і мінімального напруги. Це основне пристрій, який слід використовувати для захисту електромереж від обгорання або обриву нульового провідника. Застосовується на всіх типах непорушно. Промисловість виготовляє моделі реле напруги як для однофазних, так і трифазних мереж. Принцип дії пристрою полягає в розриві цінуй електропостачання при відхиленні величини напруги в мережі понад встановлені значень.
  2. УЗИП – обмежувач перенапруги. Це пристрій для захисту і відключення устаткування при перенапруженні в електропроводці, що виникає внаслідок обриву або отгоранія «нуля», удару блискавки і з деяких інших причин. В основному використовується в приватних домоволодіннях. Принцип роботи пристрою полягає в збільшенні власного внутрішнього опору електроструму при великих перепадах напруги.
  3. Пристрій захисного відключення (УЗО). Такий модуль, який має скорочену назву УЗО, здатний створити ефективний захист для людини від ураження електричним струмом при обриві нейтрального провідника в однофазних лініях. УЗО миттєво знеструмить мережу при попаданні фази на нульовий провід в тому випадку, якщо заземлення побутових приладів виконано з порушенням ПУЕ (правил улаштування електроустановок).
  4. Диференціальний автомат з розширеними функціями. Діфавтомат – це захисне модульний пристрій, що дозволяє одночасно відключати фазу і нейтральний провід при виникненні будь-яких аварійних ситуацій. Цей модуль поєднує в своїй конструкції автоматичний вимикач при КЗ (короткого замикання) в навантаженні і захисний пристрій (УЗО). При обгоранні «нуля» в магістральних мережах з трьома фазами і обриві нульового проводу в однофазних лініях він здатний захистити електричні прилади та іншу техніку від виходу з ладу, а людини від удару електрострумом.
  5. Багаторазове повторне заземлення. Цей технологічний прийом здатний захистити побутові прилади і людини від наслідків обриву і обгорання «нуля», але він складний у виконанні, вирішує обмежений спектр завдань і застосовують його в основному фахівці енергопостачальних організацій на магістральних лініях електропередач.

висновок

Повністю застрахувати себе від проблем, що виникають в процесі експлуатації електричних мереж, ніхто не в змозі. Навіть якщо електрична проводка в приватному будинку, квартирі або на дачі виконана з дотриманням всіх правил і норм, нейтральний провідник може обірватися або обгоріти з незалежних від вас причин. Тому заздалегідь подбайте про захист своєї побутової техніки та власного життя від наслідків, які можуть виникнути внаслідок обриву «нуля»!

Ссылка на основную публикацию