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.
Перекос фаз: определение, причины его возникновения и способы защиты
В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются.
Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз.
Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.
- Суть понятия
- Причины возникновения
- Способы защиты
- Последствия перекоса
Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.
Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.
Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.
Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.
Причины возникновения
Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:
- неравномерное группирование потребителей;
- отсоединение нулевого провода;
- замыкание фазного провода на землю.
При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.
На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.
Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:
- повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
- возникновение пожара;
- получение травм;
- выход из строя электроприборов.
Способы защиты
Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.
К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.
Защитная аппаратура, которую можно установить:
- Трёхфазный автоматический выключатель.
- Трёхфазный стабилизатор напряжения.
- Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
- Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.
Недостатки трёхфазных стабилизаторов:
- излишний расход электроэнергии;
- низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
- принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.
Последствия перекоса
Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.
Последствия неравномерного распределения нагрузки:
- ухудшение качества электроэнергии;
- появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
- неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.
Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.
1.1.29
Для цветового и цифрового обозначения отдельных изолированных или неизолированных проводников должны быть использованы цвета и цифры в соответствии с ГОСТ Р 50462 «Идентификация проводников по цветам или цифровым обозначениям».
Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в т.ч. шины, должны иметь буквенное обозначение PE и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.
Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.
Способы устранения проблемы
Если вы заметили греющий кабель, то необходимо знать, как можно решить данную проблему. Существует несколько популярных способов определения неисправности и её устранения.
Бытовая техника
Бытовая техника – это основная причина перегрева электрической сети. Чрезмерный нагрев проводников происходит из-за большой мощности потребителя и не рассчитанного на такую мощность кабеля. Но если причина не в этом, то простая последовательность поможет быстро найти и устранить неисправность.
- Проверьте, по всей ли длине кабель одинаково нагрет, или большая температура наблюдается в одном месте. Частая проблема – плохой электрический контакт вилки и кабеля, идущего к бытовому прибору.
Как устранить:
- Необходимо выкрутить болты крепления корпуса вилки и снять верхнюю крышку.
- Послабить контакты крепления проводов и достать провода.
- Зачистить провода и места контактов – устранить все препятствия на пути прохождения электрического тока. Затем уложить провода на своё место и тщательно затянуть болты.
- Окончательный этап – сборка крышки.
- Плохой контакт кабеля на входе бытового прибора. Если вилка цела, качество контактов на должном уровне, а провод греется с другой стороны, то следует проверить распредкоробку (или как её называют – клеммную коробку) бытового прибора.
Как устранить:
- Выкрутить 4 болта крепления верхней крышки клеммной коробки и снять саму крышку. Под ней размещена клеммная колодка, в которой выполнен прямой контакт входного провода и провода бытового прибора.
- Колодку следует открутить, достать провода и зачистить их, а также места крепления колодки. Для зачистки удобно использовать небольшой надфиль или мелкозернистую наждачную бумагу.
- После зачистки, кабели установить в клеммную колодку, затянуть болтами и поставить на своё место крышку.
- Если кабель греется по всей длине, а розетка рассчитана на допустимый ток бытового прибора, то причина только одна — низкое качество кабеля. Такой проводник следует заменить.
Электропроводка
Излишнее нагревание проводов в домашней электропроводке сопровождается запахом горелой изоляции и приводит к неправильной работе бытовой техники. В некоторых случаях возможен даже выход из строя электрических приборов.
Последовательность определения неисправности:
- Основной проблемой может быть место подключения силовых кабелей в квартирном щитке. Обычно входной кабель крепят к медной шине, от которой пойдут провода дальше в квартиру. Ослабленный контакт на шине приводит к постепенному нагреву кабеля, также возможно искрение. Достаточно зачистить провод и немного подтянуть контакты.
Важно! Многожильные медные провода необходимо сначала опрессовать гильзой, после чего наконечник закрепить на шине с помощью болтового соединения
- Ещё одна причина повышения температуры проводника – слабый контакт на автоматическом выключателе или его неисправность. Высокий номинал автомата приводит к постепенному нагреву кабелей, оплавлению изоляции и его возгоранию. Достаточно включить несколько мощных бытовых приборов, например, стиральную машину и бойлер, при неработающем автомате, и результат не заставит себя долго ждать. Плохой контакт проводника и автоматического выключателя
- Распределительная коробка – одно из самых небезопасных мест электромонтажа. Одна недожатая скрутка приводит к сгоревшей изоляции и возможному короткому замыканию. Поэтому все соединения в распределительных коробках лучше выполнять, используя медные клеммники.
Обрыв нуля в трехфазной сети
Обрыв нуля в трехфазной сети может произойти, как от перегрузки, так и от короткого замыкания, или же от того, что в местах соединения плохой контакт. Переходное сопротивление в каком-либо месте этого нулевого провода слишком большое или часть нулевого провода выполнена проводом меньшего сечения. Тогда в этом месте может образоваться разрыв (проводник отгорит).
В электролинии, которая расположена после обрыва, получается перекос фаз. Напряжение, которое поступает в каждую из квартир, будет зависеть от общей суммарной мощности всех электроприборов, подключенных к сети в этих квартирах. В одну часть квартир многоквартирного дома поступает повышенное напряжение, в другие квартиры – пониженное.
Для бытовой техники (любой) очень опасно повышенное напряжение. В квартирах, которые подключены с разных фаз, включение некоторых приборов при обрыве нуля будет не параллельно (на напряжение 220 В), а последовательно (на напряжение 380 В) .
Согласно закону Ома, напряжение (380 В) распределится так, что на маломощных устройствах с большим сопротивлением (компьютеры, телевизоры, DVD-плейеры) напряжение будет повышенное, а на мощных устройствах с небольшим сопротивлением (электрочайник, утюг, пылесос) – пониженное. В итоге: телевизор сгорит, а чайник не закипит.
При пониженном напряжении из строя выходит в основном техника, которая имеет электродвигатели (холодильники, вентиляторы, вытяжки, кондиционеры, стиральные машины и другие). Пусковые токи электродвигателя при понижении напряжения возрастают: мощность та же, напряжение упало, ток вырос. Электродвигатель сгорит, так как его обмотка не выдерживает увеличенный пусковой ток.
Для того чтобы защитить приборы от перепада напряжений (защита от обрыва нуля), необходимо применение специальных устройств – реле минимального и максимального напряжения. Они контролируют величину напряжения в квартире и их можно устанавливать и в квартире, и в квартирный щиток на лестничной клетке. Выходное напряжение они не стабилизируют, но, отключив напряжение, спасут бытовую технику. При недопустимых отклонениях напряжения реле срабатывает и отключает квартиру от электросети.
По начальному состоянию контактов
Замкнутое, разомкнутое, переключающимися контактами
По типу управляющего сигнала
Рис.1 Реле напряжения “Зубр”, “ZUBR”
Установка реле напряжения — защита от обрыва нуля. Что такое реле напряжения. Это — устройство защиты приборов, от перепадов напряжения, и предназначено (служит, используются) для автоматического отключения напряжения, при его изменении в аварийный предел, в результате обрыва нуля или других непредвиденных аварийных моментах. И автоматического включения, через заданный промежуток времени, после нормализации напряжения. Реле напряжения позволяет защитить электроприборы подключенные к электросети от опасных для них перепадов напряжения. При всех недопустимых изменениях напряжения (снижении или повышении, как резком так и постепенном), реле напряжения. отключит электроприборы от сети до тех пор, пока напряжение в сети не вернется в допустимые пределы.
Пару случаев из жизни:
1. Электрики ремонтировали ввод в подъезд. И во время ремонта на несколько секунд был отключен рабочий ноль. Произошло очень неприятное. Вернувшись домой вечером, люди обнаружили, что у них погорели телевизоры, зарядки, и т.п. — то, что у нас постоянно включено в розетки. Хорошо, что ещё не произошел пожар.
2. Пришёл электромонтер по вызову, жалоба — плавает напряжение. Меряет напряжение (всё выключено) — почти 300 вольт. Затем при включении лампы накаливания напряжение падает до 70В… Оказалось, в этажном щитке выгорел болт, на который приходит ноль. Произошел обрыв нуля, перекос фаз, напряжения пошли вразнос. Заменил болт, восстановил контакт, напряжение нормализовалось.
Как видно, такие проблемы происходят из-за неправильных действий «электриков» либо из-за самопроизвольного обрыва (отгорания) нулевого провода в старом жилом фонде.
В этой статье рассказывается подробно, почему такое бывает и как с этим бороться.
К чему приводит отгорание, обрыв нуля
Немного теории из того к чему приводит отгорание, обрыв нуля .
Как известно, мощные потребители (в данном случае — многоквартирные дома) питаются от трехфазной сети, в которой есть три фазы и ноль:
Рис.2 Напряжение в трехфазной системе
Что будет, если ноль отсоединить (случайно или намеренно)? Какие напряжения будут подаваться потребителям вместо 220В? Это как повезёт.
Рис.3 Перекос фаз в результате обрыва ноля
Потребители условно показаны в виде сопротивлений R1, R2, R3. Напряжения, указанные в предыдущем рисунке, как
220B, обозначены как
0…380B. Объясняю, почему.
Итак, что будет, если ноль пропадёт (крест в нижнем правом углу)? В идеальном случае, когда электрическое сопротивление всех потребителей одинаково, ничего вообще не изменится. То есть, перекоса фаз не будет. Так происходит в случае включения трехфазных потребителей, например, электродвигателей или мощных калориферов.
Но в реале так никогда не бывает. В одной квартире никого нет, и включен только телевизор в дежурном режиме и зарядка телефона. А соседи по площадке устроили стирку, включили сплит-систему и электрический чайник. И вот -БАХ!- отгорает ноль.
Начинается перекос фаз. А насколько он зверский, зависит от реальной ситуации.
У соседей, которые дома, чайник перестанет греть, стиралка и сплит потухнут, напряжение уменьшится до 50…100В. Поскольку «сопротивление» этих соседей гораздо ниже, чем тех у тех, которых нет дома. И вот, эти люди спокойно работают на работе, а в это время в пустой квартире у них дымятся телевизор и китайская зарядка. Потому, что напряжение в розетках подскочило до 300…350В.
Это реальные факты и цифры, такое иногда бывает, состояние электрических щитков на лестничных площадках часто бывает аварийным. Даже, когда в доме проводится капитальный ремонт, щитки не трогают, поскольку менять электрику гораздо сложнее, чем покрасить дом и вставить новые окна.
Защитное заземление частного дома
С защитным заземлением частного дома все немного сложнее.
Электропитание частного сектора осуществляется от трансформаторных подстанций по воздушным линям электропередач (ВЛ или ВЛИ).
ВЛИ это воздушная линия электропередач, выполненная самонесущими СИП проводами.
В дому питание «берется» со столба ВЛ. Отдельного заземляющего провода в воздушных линях нашего частного сектора нет. Нулевой рабочий провод (N) объединен с нулевым защитным проводом (PE). Разделяется PEN проводник в водном устройстве дома. При этом PE проводник подключается к главной заземляющей шине (ГЗШ) дома. Кстати, на столбе отвода обязательно нужно сделать повторное заземление нейтрального провода.
Но это заземление функциональное и не может служить полной защитой оборудования и людей. В частном доме нужно делать отдельное заземляющее устройство.
Заземляющее устройство дома
Заземляющее устройство дома состоит из контура заземления и заземляющих проводников соединяющего электроды контура заземления и контур заземления с ГЗШ дома.
Контур заземления дома на неплотных глинах, суглинке и торфяной почве может быть трех видов:
- Контур заземления в виде треугольника;
- Контур в виде прямой линии;
- Глубинный штыревой заземлитель.
Для скальных и песчаных почв делается электролитический заземлитель.
Контур заземления в виде треугольника
Треугольник контура заземления делается из уголков 40×40 мм, длинной 2-3 метра с длиной стороны треугольника от 1,2 метра. Между собой уголки соединяются стальной полосой. Стальная полоса не только соединяет уголки, но и тянется до фундамента дома. На доме полоса закрепляется, а к ГЗШ контур заземления подключается медной шиной или проводом сечением от 6 мм 2 .
Если в доме несколько вводных устройств, то стальная лента от контура заземления должна опоясывать весь дом или его часть по периметру.
Глубинный штыревой заземлитель
Самодельный контур заземления, описанный выше, можно заменить глубинным заземлителем заводского производства. Он вбивается в землю один на глубину от 6 до 30 метром.
Как не допустить критического нагрева нуля?
Поскольку в масштабах квартиры влияние высших гармоник незначительно, то сразу перейдем к проблеме плохих электрических контактов. Если Вы обнаружили в квартирном щитке проблемное место, где греется электрическое соединение, то в первую очередь отключите вводный автомат и убедитесь, что после этого ток не течет. Проверку лучше выполнить, комбинируя пробник напряжения и мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока.
Убедившись в отключении питания, ослабьте проблемный контакт (как правило, это винтовой зажим), чтобы извлечь из него провод. Произведите его зачистку, а также зажима. Если разводка щитка выполнена многожильным медным проводом, то его концы необходимо залудить или обжать. После этого можно собрать контакт. Следует учитывать, что «пережатие» провода винтовым соединением также нежелательно, как и слабый зажим.
Прямой контакт меди и алюминия недопустим, поскольку эти материалы образуют гальваническую пару, в результате электрическое сопротивление такого соединения довольно быстро возрастет.
Если монтаж выполнен при помощи тонких проводов, то желательно произвести их замену. Как правильно подобрать сечение в зависимости от тока нагрузки, рассказано на нашем сайте.
Защита от перекоса фаз
Наиболее оптимальный вариант для данного случая — установка реле напряжения.
Реле напряжения
Это устройство обеспечит защиту, как от падения напряжения, так и его чрезмерного увеличения. В качестве альтернативного решения можно предложить установку стабилизатора на всю квартиру. Несмотря на более высокую стоимость преимущества очевидны – «проседание» или перенапряжение не будет вызывать отключение подачи электроэнергии.
Общая информация
Появление двух фаз определяется с помощью специальных приспособлений — индикаторов напряжения и вольтметров.
В большинстве квартир/домов проводка скрытая. Как показала практика, она является более уязвимой, нежели установленная открытым способом. Последнюю не пробьют случайно, если необходимо повесить картину или ковер. Со скрытой проводкой сложнее. Определить ее местонахождение сложно, ведь строители обычно не оставляют схем, а прибор для подобных работ стоит дорого.
Повреждения бывают разными. Часто без электричества остаются квартира/дом или какое-то отдельное помещение. В случаях, когда установлены автоматические выключатели, быстро устраняющие короткие замыкания, это незаметно. При их отсутствии неисправность проявится появлением искр и дыма.
Если такие повреждения можно предупредить, от поломок в распределительной коробке защититься нельзя. Существует несколько причин их появления:
- Некачественно выполнены работы по соединению проводов.
- Место соединения окислилось и разрушилось.
- Произошло соединение алюминиевого и медного проводов. Под воздействием влаги провода окисляются, вследствие чего происходит обрыв.
Такие неисправности легко обнаруживаются по запаху сгоревшей изоляции.
Обрыв нулевого проводника
Если произошел обрыв нуля, электроприборы, подключенные к розетке, работать не будут. Возможно, напряжение пропадет и в остальных розетках.
Если поломка произошла по этой причине, то и решение довольно простое. Достаточно выключить технику из сети. Что делать дальше:
- Определить розетки без напряжения. На этом этапе пригодится вольтметр, контрольная нагрузка или индикаторная отвертка. Не стоит использовать однополюсный индикатор — он бесполезен. Запрещено в качестве индикатора использовать лампу накаливания. Если попадется напряжение в 380 В, она может взорваться и нанести увечья.
- Дальше нужно найти поврежденную часть проводки.
Если выполнить работы самостоятельно не получается, следует обратиться к электрику.
Обрыв нулевого проводника с замыканием на фазу
При обрыве нулевого провода с замыканием на фазу недостаточно лишь выключить электроприборы. Появление двух фаз это не устранит.
Обрыв фазного проводника
Если в розетке индикатор ничего не показывает, случился обрыв так называемой фазы. Определить его местоположение несложно. Необходимо проверить наличие фазы в соединительных коробках, расположенных между электрощитком и поврежденной розеткой.
Аппараты защиты
Несмотря на наличие защитных элементов (УЗО, автоматические выключатели), во многих домах стоят предохранители. Если вышел из строя предохранитель, находящийся на «нуле», к розеткам пойдет вторая фаза.
Исправить ситуацию легко, если найти место замыкания. Необходимо выключить свет, отключить от сети приборы и установить новый предохранитель. Если он сломался, поломка касается проводки. В противном случае, когда предохранитель в порядке, неисправность следует искать в технике.
Неисправности питающей сети
Еще одна причина появления двух фаз в розетке — поломки сети. Чаще это обрыв нулевого провода. Оборваться может где угодно, начиная подстанцией, заканчивая щитком в многоэтажном доме. При этом электричество в квартирах не пропадет. В особо сложных случаях напряжение вырастет до 380 В, что выведет из строя бытовую технику.
Две фазы в розетке возникают и по причине замыкания фазы/нуля на линии электропередач.
Это опасная неисправность, ведь даже УЗО не всегда успевают отреагировать. В результате возникает пожар.
Искать и устранять неисправности питающей сети должны исключительно электрики.
Произошло перенапряжение
Две фазы появляются и вследствие скачков напряжения (повышение или понижение) в сети. Проявляется это в моргании света, слишком ярком или, наоборот, тусклом свечении лампочек. Особенно опасно повышение, ведь техника не может работать полноценно или перегорает.
Как нужно действовать:
- Отключить электропитание для квартиры/дома.
- Отключить технику.
- Выключить свет (выключатели установить в положение «выкл.»).
- Вызвать электриков.
Почему нельзя действовать самостоятельно? Во-первых, малейшая неточность в работе может привести к трагическим последствиям. Во-вторых, электричество подключается исключительно после составления акта о неисправности.
Сырые стены
Часто две фазы — следствие лишней влажности. Сырые стены могут привести к возникновению короткого замыкания. Нейтральный провод либо отпадет, либо приклеится к фазе.
Чтобы устранить поломку, необходимо найти место локализации замыкания. Потом придется менять провода от розетки до распределительного щитка
Важно также избавиться от сырости и предупредить ее дальнейшее появление
