При монтаже домашней электросети всегда проводится как минимум два провода – фаза и ноль. Также иногда для работы оборудования требуется подводка земли или защитного нуля. Разберем, для чего применяют нейтральный провод, каково его назначение и особенности, в чем состоит принцип его действия и какие аспекты его работы нужно знать, как определить на практике наличие напряжения в проводнике, какие виды нейтрали существуют в ЛЭП, а также какие правила необходимо соблюдать при подключении нуля и земли.
Нулевой провод – это отдельная ветка бытовой электросети с нейтральным значением напряжения. В противоположность ему фазный провод обладает потенциалом 220 В. Существует следующий ряд особенностей нейтрального проводника:
Для работы многих современных бытовых электроприборов требуется не только фазный и нейтральный провод, но и земля. Если ноль требуется для соблюдения электротехнических закономерностей, то заземление служит исключительно цели безопасности потребителей. Напряжение на заземляющем проводнике появляется только в аварийной ситуации – пробое фазы на металлические элементы оборудования.
Например, если на корпус стиральной машинки произойдет пробой фазы, то подсоединенное заземляющая жила сразу же отведет его в грунт, тем самым понизив потенциал на приборе до минимально безопасного. Поэтому если человек прикоснется к нему в ходе эксплуатации, то либо вообще не пострадает, либо получит незначительный разряд.
На схемах «земля» обозначается буквами PE, а изоляция самого провода стандартно имеет желто-зеленый цвет. В современных монтажных схемах объединенные ноль и земля, как и прежде обозначается символикой PEN, однако окраска жилы должна быть голубой с полосатой желто-зеленной расцветкой по концам.
Основная роль нуля в стандартной бытовой цепи, с подключением к прибору единственной фазы сводится к возвращению остаточного электрического тока по замкнутому контуру. В 3-фазных цепях главное назначение нейтрального провода – это выравнивание напряжение между фазой и нулем. При этом в зависимости от варианта схемы нулевая жила решает следующие задачи:
Обрыв нулевого провода не приведет к аварийной ситуации. Так как разность потенциалов между нулем и любой из фаз всегда сохраняется одинаково постоянной.
К фазам подключены приборы с разной мощностью. Если допустить обрыв или повышение сопротивления на нем, то общее напряжение начнет распределяться на каждого потребителя. Причем, чем меньше его мощность, тем больше фазного напряжения он получит. В результате оборудование испортится, а в помещении может начаться пожар. Для предотвращения этого к каждому потребителю подводится нейтральный проводник.
Фазное напряжение определяется степенью нагрузки на каждой фазе. Когда распределение равномерно, например, при подключении 3-фазного электромотора, возврат остаточного тока будет происходить по одному из фазовых проводников, на котором напряжение в конкретный момент будет отсутствовать. Если нагрузки на каждой фазе будут разными, то возникнут перепады фазового напряжения, ведущие к неисправностям. Решить проблему можно, подключением нулевого провода.
На заметку! Роль нулевого провода всегда первостепенна, поэтому обрыв его крайне нежелателен. По этой причине в цепи его всегда устанавливают напрямую – без предохранителя. При этом если он не совмещается с защитной «землей», проводник подбирается сечением в 2 раза меньше, чем для фаз. Связано это с тем, что ток в нуле, как правило, либо незначителен, либо вовсе отсутствует.
К потребителю электрический ток поступает от трансформатора, который в свою очередь понижает высоковольтное напряжение до приемлемых 380 В. При этом вторичная обмотка такого трансформатора устроена по схеме «звезда» – когда все три провода соединяют в точке «ноль».
При этом противоположные концы проводников выводятся на 3 клеммы – А, В и С. Соединение их в одну точку «ноль» подводится к заземляющему контуру на самой подстанции. Здесь же осуществляется разделение нулевого проводника на 2 направления:
Современная система электроснабжения жилых районов обозначается, как TN-S. В распредщиток помимо 3 фаз и нуля подводится также защитный РЕ-провод – всего 5 проводов. В старых системах электроснабжение осуществлялось в 4 провода – 3-х фаз и рабочего нуля. Наименовалась она, как TN-C. Нулевой проводник в жилых домах, использующих разную нагрузку на каждую фазу, устраняет неравномерную нагрузку и предотвращает аварию электросетей.
Для успешной и безопасной эксплуатации бытового электрооборудования каждому владельцу жилья необходимо знать следующие аспекты функционирования нулевого провода:
В отличие от рабочего нулевого провода назначение РЕ-жилы – дополнительная защита жилища. В случае пробоя тока на металлические элементы оборудования или возникновения короткого замыкания защитный провод снижает потенциал напряжения в аварийном месте и безопасно отводит электричество на заземляющий контур подстанции. Это позволяет избежать опасного поражения электричеством домочадцев, а имущество защитить от пожара.
Между потребителями распределение фаз осуществляется по схеме «звезды» – аналогично трансформатору на подстанции. Благодаря этому перебоев в сети из-за разности в нагрузках не происходит. Однако неисправности все же периодически происходят – по причине нестандартных соединений, неправильно подобранных проводов и общего плохого их качества.
Если нагрузка на системы превышает установленные лимиты, а качество проводов не самое лучшее, часто происходит обрыв сети. При этом если обрывается одна из фаз, остальные две сохраняются в рабочем состоянии благодаря выравниванию напряжения через нулевой провод. Поэтому такая ситуация не опасна для электрооборудования.
Другое дело, когда разрыв происходит в самой трансформаторной станции. Однако такое явление относится к разряду нетипичных и редких, так как зачастую подобного рода перебои происходят по причине непрофессионализма бригады электро-ремонтников.
Короткое замыкание становится возможным, когда нейтральный провод не исполняет своего прямого назначения. То есть когда ток на подстанции не проходит к заземляющему контуру, а направляется по внешним контурам. В результате, если на одной фазе будут выключены все приборы, а на другой останутся, то ток в ней может возрасти до значения линейного – 380 вольт.
Следствием этого станет перегорание оборудования и пожар. Единственный способ защитить бытовую технику от такого явления – установка предохранителей. Они могут устанавливаться как непосредственно на входящий щиток, так и на сами приборы. Такая защита есть практически у всех современных моделей холодильников, телевизоров и проч.
Для определения наличия тока в конкретном проводнике проще всего использовать индикаторную отвертку, работающей по следующему алгоритму:
Если при соприкосновении с защитной или нулевой жилой индикатор загорается, это свидетельствует о неисправности электрической цепи. Помимо этого, идентифицировать наличие напряжения в проводе можно обычной лампочкой или специальным мультиметром.
Исходя из того, что нейтральный провод нужен прежде всего для выравнивания разности потенциалов на фазах с разной нагрузкой, следует, что изначально плохое качество проводника или соединения зачастую приводит к перегреву. Поэтому материал быстро изнашивается, окисляется, а контакт слабеет. Рано или поздно это приведет к обрыву жилы.
Кроме того, проводник может намеренно или случайно оборваться под действием человека или стихийных природных явлений. Также разрыв может произойти вследствие короткого замыкания и при обветшании проводки. Причиной может стать и авария на подстанции.
При обрыве нуля сразу же возрастает нагрузка на фазе, к которой подключено большое число приборов. При этом напряжение на ней упадет. С другой стороны, на фазе с меньшим количеством потребителей напряжение резко повысится.
Все это приведет к следующему ряду явлений:
Единственно верный способ обезопасить бытовые приборы от роста напряжения в фазе при обрыве нуля – установить в щиток ограничитель напряжения. В случае такой аварии он моментально отключит питание жилища.
Основная роль нейтрального провода сводится к безопасной эксплуатации бытовых электроприборов, в том числе, устранение короткого замыкания. Последнее часто происходит по причине отгорания места соединения нулевого проводника. Существенно повысить надежность и долговечность контакта можно путем увеличения площади скрутки.
Видео о том, что такое ноль, фаза и земля в электроснабжении:
Например, скрутка в 1 см гарантированно прослужит лишь 1 месяц, а если увеличить ее до 5 см и при этом дополнительно обмотать неизолированным отрезком проволоки – то несколько лет. Однако существуют более надежные современные способы – это применение приспособления для соединения. Примером их являются колпачковые соединители СИЗ и клеммы типа WAGO.
Ввиду большого разнообразия мощности потребителей, существуют разные виды электропередач. При этом нейтрали на них также различаются на 3 основных вида:
Ею оснащаются ЛЭП номиналом от 380 до 110 тыс. вольт. При этом протяженность линии небольшая, а количество потребителей достаточно большое.
При необходимости потребители подсоединяются к 3-фазам и нулю или одной фазе и нулю. Нейтральный провод самого генератора соединен с заземляющим контуром.
Видео о том, почему происходит обрыв нуля в бытовой сети электроснабжения:
Применяются для ЛЭП с напряжением от 2 кВ до 35 кВ. Линия характеризуется средней протяженностью и малым числом потребителей. Как правило, это трансформаторные подстанции жилых районов.
Кроме того, такие ЛЭП питают также промышленное оборудование фабрик, заводов и предприятий. При достижении номинала в 50 кВ линия электропередач может оснащаться как изолированной, так эффективно заземленной нейтралью.
Роль эффективно заземленного нейтрального провода – обеспечение электропитания объектов на большом расстоянии при номинале свыше 110 кВ.
Обратите внимание! При отсутствии заземления в бытовой сети включение в работу любого электроприбора нулевой провод попадает под напряжение фазы, то есть 220 В.
Согласно стандартным правилам электромонтажных работ, подключение нулевого провода должно осуществляться следующим образом:
Видео-пример определения нуля и фазы индикаторной отверткой, мультиметром и лампочкой:
Совет! Для максимальной безопасности все домашние электроприборы должны подключаться к защитной нейтрали. В случае короткого замыкания опасное напряжение уйдет на заземляющий контур, тем самым обезопасив электросеть, приборы и домочадцев от поражения электроударом.
Видео о том, нужно ли объединять заземление и ноль в доме:
Нулевой провод в отличие от фазного не несет напряжения и служит целью возврата остатка напряжения в стандартном случае или выравнивания потенциала в 3-фазной цепи. Рабочий ноль, необходимый для функционирования оборудования, в схемах обозначается буквой N, а проводник имеет синий окрас. Защитный ноль, обеспечивающий безопасность, отображается буквами РЕ, и его провод имеет желто-зеленную оболочку.
Чтобы эффективно и безопасно эксплуатировать обычные электроприборы, каждый владелец жилья должен знать, зачем нужен нейтральный провод. При этом рассматривается следующий ряд аспектов:
Современные линии электропередач могут оснащаться 3-мя видами нейтрали – глухозаземленная, изолированная и эффективно заземленная. У каждой из них есть свои особенности и сфера применения. При подключении нулевого провода необходимо руководствоваться специальными правилами.
Нулевой рабочий провод необходим для создания замкнутой электрической цепи, по которой ток возвращается от электроприбора к источнику питания. Без него невозможно протекание переменного тока и работа любой бытовой техники. Также он помогает выравнивать фазные напряжения в сети при неравномерном распределении нагрузки.
Обрыв нуля приводит к опасному явлению, известному как перекос фаз. Напряжение в розетках может скачкообразно вырасти до 380 В на одних фазах и упасть до критического минимума на других. Это гарантированно выведет из строя бытовую технику и может спровоцировать пожар.
Рабочий ноль берется от нейтральной точки понижающего трансформатора на подстанции, которая надежно соединяется с контуром заземления. От этой точки потребителям прокладывается проводник, имеющий нулевой потенциал относительно земли. В однофазные сети квартир он заходит совместно с фазным проводом.
Согласно действующим правилам устройств электроустановок (ПУЭ) и ГОСТу, рабочий нулевой провод (N) всегда окрашивается в синий или светло-синий цвет. Данная цветовая маркировка строго регламентирована и обязательна при монтаже цепей. Использовать синий провод для фазных линий категорически запрещается.
Совмещенный проводник, выполняющий функции рабочего и защитного нуля, обозначается желто-зеленым цветом по всей длине с голубыми метками на его концах при подключении. Допускается и обратный вариант: голубой цвет изоляции провода с желто-зелеными полосами на концах. Эта маркировка четко указывает на двойное назначение кабеля.
Фаза (контакт L) — это проводник, по которому электрический ток под напряжением 220 В идет от источника к нагрузке. Ноль (контакт N) — это обратный провод без высокого напряжения, замыкающий цепь для протекания тока. Фазный провод смертельно опасен при касании, в то время как исправный ноль безопасен.
Рабочий ноль (N) является частью рабочей силовой цепи и постоянно находится под нагрузкой во время работы прибора. Заземление (PE) — это исключительно защитный проводник, который не участвует в передаче электроэнергии в штатном режиме. Ток по заземляющему контуру протекает только во время аварийной утечки на корпус прибора.
С точки зрения электробезопасности полноценное заземление (система TN-S или TT) гораздо надежнее зануления. Зануление при обрыве общего нуля на магистрали создает смертельную угрозу появления сетевого напряжения на металлических корпусах всех приборов. Заземление защищает от этого риска и обеспечивает моментальное срабатывание УЗО.
Для этого необходимо прикоснуться жалом отвертки-индикатора к оголенной жиле провода, прижав палец к металлическому сенсору на торце ручки. Если светодиод или неоновая лампочка внутри индикатора не загорается — перед вами нулевой провод. На фазном проводе прибор обязательно выдаст яркое свечение.
На электрических схемах и корпусах приборов фазный проводник обозначается латинской буквой L (Line). Рабочий нулевой проводник имеет обозначение буквой N (Neutral). Защитное заземление подписывается аббревиатурой PE (Protective Earth), а совмещенный рабочий и защитный ноль — буквами PEN.
Напишите в комментариях, как думаете – позволит ли защитный ноль избежать разрушения бытовой электросети и приборов при коротком замыкании?
Ответить
Комментарии
Отзывов нет. Будьте первым!