Трехфазная нагрузка, соединенная по схеме «звезда»

Откуда в розетке 380в при обрыве нуля — наглядно, доступно, без формул.

Наверняка у каждого из вас, хотя бы раз в жизни сгорали бытовые приборы от перенапряжения. При этом многие слышали, что подобное не редко случается из-за обрыва ноля.

Давайте наглядно без формул, векторных диаграмм, смещений нулевых точек и т.п., с точки зрения обывателя попытаемся разобраться, каким же образом напряжение 380в, вместо привычных 220в, может оказаться в ваших розетках.

Ведь действительно возникает логичный вопрос, как это так, оборвался или отгорел один из проводов, а напряжение ни то что не пропадает, а становится даже больше.

Понимание этого процесса будет полезно каждому потребителю, дабы потом не возникало вопросов, зачем электрики пытаются «всунуть» в электрощиток, непонятные реле, стоимостью несколько тысяч рублей.

Чтобы доступно разобраться в сути этого явления, давайте вспомним разницу между последовательной и параллельной схемой подключения электроприемников.

При параллельном подключении, фазный и нулевой проводники одновременно приходят ко всем потребителям в цепи. Нарисуем такую схемку, где этими потребителями будут обыкновенные лампочки накаливания.

На входе напряжение составляет 220в. При таком подключении, на каждой лампочке напряжение будет одинаковым, и при достаточном сечении проводников и малой нагрузке, не будет сильно отличаться от вводного.

При этом отключение или включение каждой лампочки по очередности, не сильно скажется на его значениях. Именно по такой схеме и подключены все розетки в ваших квартирах.

Однако если напряжение будет одинаковым, ток в цепи будет разным. Общее его значение складывается из суммы токов проходящих через лампочку №1 и №2.

Вы можете включать и более мощные приборы (лампы 200Вт, чайник), и все будет прекрасно работать.

Схема последовательного подключения несет в себе уже существенные изменения. Здесь питающий проводник (это может быть фаза или ноль), сначала приходит на первую лампочку, а далее от нее уходит на следующую.

Только после этого он возвращается на вводной автомат или в общую сеть.

Не важно количество токоприемников, их может быть 2,3,4 и более. Главное, чтобы они были строго подключены один после другого. Что же изменится, если вы включите последовательно две лампы по 100Вт? А случится то, что напряжение на них упадет примерно в два раза

Что же изменится, если вы включите последовательно две лампы по 100Вт? А случится то, что напряжение на них упадет примерно в два раза.

При этом общее вводное напряжение будет складываться из суммы падений напряжений на лампе №1 и лампе №2. То есть, 110в на одной и 110в на другой. Кстати, такой казалось бы недостаток, можно очень хитро использовать несколькими способами.

Напомню, что в параллельной схеме, U везде было одинаковым, не важно в какой точке. Здесь же одинаковым будет ток, при том в любой части электрической цепи I=I1=I2. Однако такая ситуация с равномерным падением напряжения, будет наблюдаться только в том случае, если все эл.приемники будут одинаковой мощности

Стоит вместо одной 100Вт лампы вкрутить 200 ваттную, и вы сразу же увидите разницу

Однако такая ситуация с равномерным падением напряжения, будет наблюдаться только в том случае, если все эл.приемники будут одинаковой мощности. Стоит вместо одной 100Вт лампы вкрутить 200 ваттную, и вы сразу же увидите разницу.

На лампочке 100Вт будет напряжение 146В и она будет гореть довольно ярко. В то же время более мощная 200 ваттная будет еле светиться.

Связано это с тем, что падение напряжения напрямую зависит от сопротивления потребителя. На более мощных приборах сопротивление маленькое.

Вот примерные данные по стандартным лампочкам, предназначенным для работы в сети 220В:

{SOURCE}

Виды повреждений

На стояке подъезда

Для начала в общих чертах рассмотрим, что собой представляет электросеть городского многоэтажного дома. Источником питания в данном случае является трансформаторная подстанция, от которой протянуты провода к главному распределительному щиту постройки. Напряжение в главном щитке трехфазное, то есть сеть 380 Вольт. Отсюда уже выводятся группы проводов на каждую квартиру. В самих квартирах сеть уже однофазная – 220 В. Если произойдет обрыв общего нуля на стояке подъезда, это может стать причиной выхода бытовой техники из строя. Приводит это к неравенству — в трехфазной схеме питания произойдет перекос фаз и вместо симметричной нагрузки образуется несимметричная, проходящая в четырехпроводной цепи.

Простыми словами можно это объяснить так: от главного щитка в подъезде к каждой отдельной квартире подается одинаковое напряжение – 220 В. Если произойдет обрыв нулевого провода, может получиться так, что к одной квартире поступит 300 Вольт, а к другой 170 (как пример). Результат – перенапряжение и «недонапряжение» станет причиной выхода электроприборов из строя. Обычно если происходит повреждение нуля, ломается техника, имеющая двигатель: стиральная машина, холодильник, кондиционер и т.д. Помимо этого может произойти пожар, что еще хуже.

Что собой представляет перекос фаз

Внутри жилого помещения

Совсем противоположная ситуация может произойти при обрыве нуля в однофазной сети 220 Вольт, то есть внутри Вашей квартиры, частного дома либо на даче. В этом случае последствием может стать поражение человека электрическим током. Происходит это потому, что в розетке у Вас появиться одноименная фаза на обоих зажимах. Сейчас мы расскажем, чем вызвано появление так называемой второй фазы.

От Вашего вводного щитка ток проходит по фазному проводу, а так как большинство потребителей электроэнергии постоянно подключены к сети (та же люстра), при обрыве напряжение перейдет от фазы к нулю. Результат – в двух отверстиях розетки будет присутствовать электрический ток. Но это еще не самое страшное, т.к. главная опасность заключается в том, что удар током может произойти от любой техники. Причина этому – неправильная система заземления сети в квартире либо доме. Если Вы подключите «землю» в распределительном щитке к нулевой шине (чего делать нельзя), при прикосновении к заземленному корпусу бытовой техники Вас сразу же ударит током. Последствия, как Вы понимаете, могут быть плачевными. Сразу же предоставляем к Вашему вниманию правильный вариант защиты от обрыва нуля в доме — сеть с системой заземления TN-S:

Подведя итог по поводу последствий обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети, следует отметить следующее: при повреждении нулевого провода на стояке подъезда опасность распространиться на бытовую технику, а при повреждении рабочего нуля в самой квартире угроза распространится на Вас.

Увидеть, что может произойти, если оборвется нулевая жила, Вы можете на данном видео:

Наглядный обзор неисправности

Способы защиты от скачков напряжения.

1. Реле контроля напряжения, сокращенно РКН. Недорогой, но эффективный вариант. При скачках напряжения моментально обесточивает защищаемый участок цепи, с автоматическим обратным включением. Они выпускаются для включения либо в розетку или для установки в электрощите. Первый вариант очень простой. Купили вставили в розетку и подключили в него электроприборы. Второй- зато защищает сразу все розетки и освещение в доме, но РКН при этом необходимо устанавливать в электрощите. Рекомендуется любые работы в электрощите доверять профессиональным электрикам.
2. Сетевой фильтр защищает от небольших перенапряжений отдельно стоящий компьютер, телевизор. холодильник и т. д. От больших скачков он не спасет, Вам повезет если при этом он перегорит и перестанет работать.
3. Стабилизатор. В отличии от сетевого фильтра и РКН защищает электротехнику без ее отключения. При скачках напряжения снижает их, всегда выдавая номинальное напряжение величиной 220 Вольт.
4. Источник бесперебойного питания (ИБП). Чем то похож на стабилизатор, но так же оснащается дополнительно аккумулятором. А это позволяет ему не прерывать электроснабжение да же при пропадании полностью напряжения или выхода его за пределы, которые невозможно стабилизировать. Обязательно используйте для компьютера, что убережет информацию на нем при внезапном отключении электропитания.

Обязательно используйте устройства защиты от перенапряжений в своей квартире, особенно в частных домах. У меня например, источник бесперебойного питания защищает дорогую электронику в доме: компьютер, телевизор, спутниковый тюнер и отдельно- дорогой итальянский газовый котел.

← Предыдущая страница Следующая страница →

Защита двигателя 380 В от работы на двух фазах

Работа двигателей на двух фазах довольно частое явление. Очень часто причиной работы двигателей на двух фазах является низкая культура эксплуатации электроустановок. Это и не своевременный уход за контактами коммутационных аппаратов и предохранителей, и не своевременная проверка контактных соединений проводов и кабелей на распределительных щитах, пунктах и в шкафах управления и т.д.

Если же повысить культуру эксплуатации электроустановок, то вероятность обрыва цепи в одной фазе из-за плохого контакта будет сведена к минимуму.

Очень часто двигатель может работать на двух фазах, когда силовая цепь двигателя защищается предохранителями, из-за сгорания плавкой вставки в одной фазе в результате короткого замыкания на землю в сети с заземленной нейтралью. Замена предохранителей на автоматические выключатели устраняет саму возможность двухфазного режима.

Для чего же нужна данная защита и чем опасна работа двигателя на двух фазах, сейчас и попытаемся разобраться.

Данная защита защищает двигатель от перегрева, а также от так называемого «опрокидывания», т. е. остановки под током вследствие снижения момента, развиваемого двигателем, при обрыве одной из фаз. Защита действует на отключение и в качестве аппаратов защиты применяются как тепловые, так и электромагнитные реле.

Когда происходит обрыв одной из фаз, ток двигателя с соединением обмоток статора в звезду будет превышать в 1,7-2 раза по сравнению с трехфазным режимом.

Рассмотрим например как отразится обрыв одной из фаз на различных величинах напряжения между различными точками цепи статора двигателя.

Предположим, что двигатель подключен к сети с номинальным линейным напряжением Uл, обмотки статора соединены в звезду и обрыв провода произошел в фазе «А» (рис.1 а).

Рис.1 – Напряжения при работе двигателя на двух фазах

Нас будут интересовать следующие напряжения:

• UАВ, UВС, UСА – между фазами двигателя;
• UАО, UВО, UСО – между фазами и нулевой точкой О сети (землей);
• UО1-О – между нулевой точкой обмотки двигателя и землей; Uразр. — в месте разрыва.

В трехфазном режиме напряжения на двигателе симметричны, т. е. UАВ = UВС= UСА= Uл, UАО= UВО= UСО= Uл/√3= Uф, при этом UО1-О= Uразр.=0.

В двухфазном режиме напряжения становятся несимметричными, степень несимметрии будет зависеть от скольжения s. Если обрыв фазы имел место при холостом ходе двигателя, когда Sxx < Sн (Sн — номинальное скольжение), то все указанные напряжения практически не изменятся по сравнению с трехфазным режимом. Если скольжение нагруженного двигателя вследствие обрыва фазы становится больше критического скольжения Sкp., то двигатель «опрокидывается» и затормаживается. При включении с оборванной фазой двигатель останется неподвижным.

В последних двух случаях S=1, напряжения на двигателе будут иметь следующие значения:

• UАВ=UСА= 0,5Uл;
• UВС= Uл; UАО= 0,5Uф;
• UВО= UСО= Uф;
• UО1-О=0,5 Uф;
• Uразр.=1,5Uф.

Для определения напряжений на двигателе при изменении скольжения от S=Sxx до S=1 можно воспользоваться расчетными кривыми , приведенными на рис.1, б также для случая обрыва фазы А.

Из этих кривых видно, что в зоне скольжений Sxx < S < Sкр резко изменяются три напряжения: Uразр., UО1-О (они будут изменятся одинаково при обрыве любой фазы), а также UАВ – напряжение между поврежденной (А) и отстающей (В) фазами. Напряжение UСА между поврежденной и опережающей фазами, а также напряжение UАО изменяются в этой зоне незначительно.

Таким образом, для получения надежной защиты работающего в длительном режиме двигателя от перегрева при обрыве любой фазы нужно контролировать, либо напряжение UО1-О либо три напряжения Uразр. (во всех фазах), либо, наконец, три междуфазных напряжения UАВ, UВС, UСА.

На основании различного контроля напряжения, используются три группы схем:

• схемы основанные на контроле целостности плавких вставок всех фаз;
• схемы, реагирующие на нарушение симметрии трехфазной системы напряжений на зажимах двигателя;
• схемы, действующие при возникновении несимметрии фазовых токов двигателя.

Литература:

1. Ключев В. И., Выбор электродвигателей для производственных механизмов, изд-во «Энергия», 1964.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Причины и последствия обрыва нуля

С понятием обрыв нуля люди столкнулись относительно недавно – в 90-х годах. Тогда на рынке появилось огромное количество современной бытовой техники и аппаратуры, отличающейся от классической тем, что при включении таких приборов с различными величинами сопротивлений, выбрасывались дополнительные импульсные токи в электрическую сеть, которые не компенсировались в средней точке. Это приводило к накоплению превышающего или равного тока одной из фаз на нулевом проводнике, что способствовало перегрузке нулевого провода.

Ноль отгорает, в основном, в плохо обжатом контакте – так называемом слабом месте.

Обрыв нуля может произойти, если в доме есть старая проводка

Основные причины обрыва нуля:

• Скачек напряжения или короткое замыкание;
• Плохое качество подключения проводов или слабый контакт;
• Стихийное повреждение линий электропередач;
• Халатность при проведении ремонтных работ;
• Старая проводка, которая, вдобавок, сильно греется при современных нагрузках.

Для установки местоположения поврежденного проводника, вы можете воспользоваться специальным прибором-тестером, при помощи которого можно определить точное положение разрыва даже под слоем штукатурки, либо применить метод визуального осмотра разводного щитка в квартире. Возможно, причина кроется именно там и легко устраняется. Если же обрыв нуля произошел вне зоны вашей квартиры, здесь не стоит проявлять самодеятельность и самому устранять неполадку. Следует незамедлительно обратиться в соответствующие службы, которые быстро, квалифицированно и без последствий устранят причину и уберегут жителей от нежелательных последствий.

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.

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:

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

Внимание!

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:

1. Отгорание нулевого контакта при внезапном скачке нагрузки в электросети или коротком замыкании (козе).
2. Ослабление контакта в месте соединения проводов – скрутки, клеммы, розетки, другое.
3. Окислы в месте соединения проводников из разного материала в старой электропроводке.
4. 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.

Внимание!

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.

Защита от обрыва нуля в квартире — разбираемся детально

Даже те, кто не имеет электротехнического образования, наверняка слышали о такой аварийной ситуации, как перекос фаз. В некоторых предыдущих публикациях мы уже упоминали, чем грозит обрыв нуля, и кратко упоминали о способах защиты от несимметрии фазных напряжений. Сегодня мы более подробно рассмотрим данную тему.

Внутри этого аппарата находится трансформатор тока с тремя обмотками — двумя первичными, включёнными встречно и подключёнными к нулевому и фазному проводникам, и вторичной, к которой подключается катушка электромагнитного расцепителя. В нормальной ситуации ток в обоих первичных обмотках одинаковый, а во вторичной катушке отсутствует.

При прикосновении человека к элементам, находящимся под напряжением, появляется ток утечки, равенство нарушается и появляется ток во вторичной обмотке. Это приводит к срабатыванию защиты. Такая конструкция не нуждается в дополнительном источнике питания и УЗО сработает при обрыве нуля.

Подведем итоги

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

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

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

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

Собственно, только многоуровневая защита может обеспечить максимальную безопасность.

Это интересно: Алюминиевая или медная проводка (видео)