ceshka.ru
Как определить фазу и ноль.
Здесь можно сделать вывод, что напряжение между нулевым и фазовым (220 Вольт) значениями будет равно примерно нулю, этот факт определяется сопротивлением заземления.
Например, по каким-либо причинам может возникнуть ситуация контакта между фазой и металлическим корпусом электроприбора, который является токопроводящим, вследствие чего появится напряжение. Чтобы избежать в такой ситуации поражения электрическим током, необходимо устройство защитного отключения, которое может обеспечить защиту.
В случае, если человек коснется напряженного корпуса этого электроприбора, может возникнуть электрический ток, который будет протекать через тело, причиной тому, наличие электронного контакта между телом и «землей» (рисунок 4). Степень опасности, которая грозит при этом человеку, зависит от величины сопротивления этого контакта, на это могут влиять следующие факторы: например, влажный или металлический пол, контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи, водопроводные трубы) и другие. И, соответственно, чем меньше сопротивление контакта, тем больше опасность.
В такой ситуации заземление корпуса станет решением проблемы (рисунок 5).
На практике этот способ защиты реализуется следующим образом: необходимо проложить отдельный заземляющий проводник РЕ, который затем заземлить тем или иным способом (рисунок 6).
Существуют различные способы заземления, каждый имеет свои достоинства и недостатки, однако это уже тема для отдельной статьи, не будем останавливать сейчас на этом свое внимание.
Сейчас перейдем к рассмотрению нескольких важных практических вопросов.
Как определить фазу и ноль.
При подключении любого электроприбора, возникает закономерный вопрос: где фаза и где ноль?
Для начала попробуем разобраться, как найти фазу. Самый простой способ, существующий на данный момент, это использовать индикаторную отвертку (рисунок 7). Она состоит из следующих элементов:
- токопроводящее жало – 1,
- индикатор – 2,
- контактная площадка – 3.
Механизм использования такой отвертки довольно прост: токопроводящим жалом касаемся контролируемого участка электрической цепи, пальцем руки – контактной площадки, если индикатор светится, это свидетельствует о наличии фазы.
Еще один способ проверки фазы – использовать мультиметр, или его еще называют тестером. Однако, данный способ более трудоемкий. Мультиметр может работать в различных режимах, в нашем случае необходимо выбрать режим измерения переменного напряжения и установить предел более 220 Вольт. Берем один щуп мультиметра, какой – не имеет значения, и касаемся им участка измеряемой цепи, а другим щупом – естественного заземлителя, в роли которого может быть батарея отопления, либо металлические водопроводные трубы. Индикатором того, что на данном участке цепи присутствует фаза, будут показания мультиметра, соответствующие напряжению сети, то есть около 220 В (рисунок 8).
В случае, если вы провели измерения и они показали отсутствие фазы, утверждать что это ноль нельзя. Пример можно увидеть на рисунке 9:
- a) На данный момент в точке 1 нет фазы,
- b) При замыкании выключателя S фаза появляется.
Поэтому очень важно проверять се возможные варианты.Еще хочется отметить один момент: в случае, если в электропроводке имеется кабель заземления, методом электрических измерений отличить его от нулевого проводника невозможно. Обычно заземление выполняют с использованием провода желто-зеленого цвета, но и это не может дать полной гарантии. Поэтому, проще всего, посмотреть, какой провод подсоединен к заземляющим контактам под крышкой розетки.
www.calc.ru
В трехфазной системе, при симметричной линейной нагрузке (например трехфазный электродвигатель) ток в нулевом проводе отсутствует. В реальности идеальной симметрии не существует, ток в нулевом проводе будет присутствовать, но он будет меньше фазных (если совсем отключить нагрузку с двух фаз он станет равен току оставшейся фазы).
Поскольку ток в нулевом проводе был меньше тока в фазном проводнике (раньше было мало нелинейных нагрузок), то для экономии нулевой проводник делался тоньше фазных, теперь сечение нулевого проводника совпадает с сечением фазного.
Если основное потребление энергии приходится на нелинейные нагрузки (импульсные блоки питания без ККМ, люминесцентные лампы с электронными балластами без ККМ и т.п. – ток потребляется узкими импульсами вблизи пика питающего напряжения) встречаются рекомендации по увеличению сечения нулевого проводника в два раза (относительно сечения, рассчитанного для фазных проводников). Это обусловлено тем, что в нулевом проводе будет протекать еще и значительная сумма гармоник тока кратных трем (особенно будет сильна третья – 150 Гц) .
Поскольку от перегрузки по току защищаются только фазные повода, перегрузка нулевого (нейтрального) провода может привести к его повреждению, “отгоранию нуля” – что может привести к значительному перекосу фазных напряжений и повреждению потребителей.
Получается, что мощные потребители с несинусоидальным входным током (нелинейные нагрузки) могут не только вызывать искажение формы напряжения сети и “загрязнять” сеть помехами, но и привести к аварийной ситуации, выведя из строя кабель и других потребителей.
Примеры нелинейных нагрузок, способных вызвать рост тока в нулевом проводнике (если в них нет корректора коэффициента мощности):
Газоразрядные лампы
Светодиодные лампы
Дуговые и индукционные печи
Трансформаторы работающие в режиме насыщения
Компьютеры, мониторы, оргтехника
Телевизоры
Инверторные кондиционеры
Источники бесперебойного питания
Микроволновые печи
Импульсные блоки питания, инверторы, преобразователи частоты
Электродвигатели с регуляторами скорости вращения (инверторами)
Форма тока, потребляемого нелинейной нагрузкой, значительно отличается от чистой синусоиды (совсем на нее не похожа). Математически форму несинусоидального тока можно представить в виде суммы, уменьшающихся по амплитуде, синусоид кратных частоте питающего напряжения (50 Гц, 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц….).
ГОСТ 30804.4.30-2013 предписывает учитывать гармоники не менее 40-го порядка. Но только гармоники, кратные третьей (остальные взаимно компенсируются складываясь), суммируются в нейтральном проводнике и вызывают весьма значительный ток, к которому еще добавляется ток обусловленный несимметрией питающего напряжения, его несинусоидальностью и несимметрией нагрузки. Основной вклад вносит третья гармоника (в нейтрале течет ток с частотой 150 Гц) – прочие гармоники малы.
ГОСТ Р 50571.5.52-2011:
предлагает узнать ток и в нулевом проводнике и выбрать сечение всех проводников по наиболее нагруженному проводу;
следует указать, что ситуация ухудшается, если в трехфазной системе нагружены только две фазы. В этом случае ток высших гармоник в нейтральном проводнике будет суммироваться током дисбаланса;
если доля третьей гармоники превышает 33%, необходимо увеличить площадь поперечного сечения нейтрального проводника.
Источники информации:
Теоретические основы электротехники.
ссонов Л.А.
ПУЭ
ГОСТ 30804_4_30-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии.
http://www.ups-info.ru/for_partners/library/probleme_vesshih_garmonik_v_sovremenneh_sistemah_i/ Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания Климов В.П., Москалев А.Д.
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/313523
http://forca.ru/knigi/rzia/zaschita-ot-zamykaniya-na-zemlyu-3.html
http://www.at-systems.ru/library/book/chap8.shtml
http://www.pro-schneider.ru/content/files/140.pdf
http://www.news.elteh.ru/arh/2003/18_19/14.php
http://www.colan.ru/support/artview.php?idx=233
peremena.com
Некоторые виды нагрузки в однофазной сети, например крупный вычислительный центр, вызывают протекание по нулевому проводу больших токов. При этом в этих токах имеется большое содержание нечетных гармоник, кратных третьей (3,9,15,21…), причем токи этих гармоник текут не только по фазному проводу, но и по проводу нейтрали. На Рис. И.1 показана нормальная форма тока и форма, возникающая при импедансе сети, близком к нулю. В пределе форма тока приближается к импульсу с равными амплитудами всех гармоник тока. В худшем случае 1 А среднеквадратичного значения тока в каждой фазе создает 1.732 А среднеквадратичного значения тока в нейтрали. В нулевом проводе содержится только одна треть гармоник из всего возможного набора, зато каждая из них в 3 раза больше по амплитуде, чем ток в фазном проводе. Отметим, что другие нечетные гармоники при сбалансированной между фазами нагрузке компенсируют друг друга в нулевом проводе.
В старых зданиях, где электропроводка была рассчитана на достаточно сбалансированную нагрузку с малым содержанием гармоник и нулевой провод имеет небольшое сечение, могут возникнуть проблемы с его перегрузкой при подключении большого компьютера. Национальные правила устройства электроустановок в США в настоящее время признают такую возможность, и в новых зданиях коммерческого назначения требования к нагрузочной способности нулевого провода существенно повышены. Токи нулевого провода от нескольких трансформаторов, соединенных звездой, могут складываться между собой. Еще одной проблемой может оказаться возбуждение постоянной составляющей в токе потребления при использовании однополупериодных выпрямителей. Эти токи тоже могут складываться в нейтрали, но через первый (входной) трансформатор они не проходят.
Рис. И.1. Токи при нормальной и импульсной нагрузках
11 Первоначально номер AWG определялся как число циклов прокатки проволоки при ее изготовлении. Для медного провода номер AWG связан с его диаметром D в дюймах формулой AWG = —20 log](,0 — 10. Наоборот, D = io-(AWG +10)/20. _ Примеч. пер.
11 ANSI C57 — серия документов Американского национального института стандартов, стандартизуюших требования и условия испытаний трансформаторов различного назначения. — Примеч. пер.
11 Важнейшее достоинство преобразователей на эффекте Холла — возможность измерения постоянного тока. — Примеч. пер.
11 Зависимость вращающего момента от скорости вращения в большой степени зависит от схемы включения между собой обмоток статора и ротора — последовательного, параллельного или смешанного. — Примеч. пер.
Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).
- Предыдущая запись: Форсированная балансировка тиристоров
- Следующая запись: Импульсные режимы в силовой электронике
- Когда после отключения напряжения и его восстановления имеется куча подключенных компов – рубит автомат. Это из-за больших конденсаторов в импульсных блоках питания, они разом начинают заряжаться. У меня в нескольких местах решил это дело организационно: уходя с работы, отключи клавишу на "пилоте". То же, если посреди работы пропала напруга. Пришлось поначалу кое-кому достаточно жёстко дать по башке. А то отрубался общий автомат щита компьютерных розеток на 63 Ампера (Легран), нормальный ток по фазам порядка 25-30 Ампер. Ограничение термистором – это для защиты цепи ОДНОГО компа.
А если перед компьютером ещё стоит "бытовой" бесперебойник – приплюсуйте ток его заряда. Иногда 8-10 Ампер, хоть и недолго… - Я тут уже как-то писал. Реальная история. Обьект, трёхфазный щит. Все нагрузки однофазные, причём в основном маломощные, но их ОЧЕНЬ много (типа серверной). Токи по фазам: А-29 А., В-26 А., С-27А. Знаете, какой ток был по нейтрали? СОРОК ДВА Ампера! Вот она – третья гармоника во всей неприглядной красе. Искоренили (попутно) при установке 30-кВА ИБП, три фазы вход-три фазы выход, ИБП он-лайновый. Помимо идеальной симметрии по фазам на входе он вырезает реактивные токи – до ИБП сеть нагружена нормально, косинус фи, а точнее повер-фактор приближается к единице. (НЕ ЗАБЫВАЙТЕ ПРО ТОК ЗАРЯДКИ АККУМОВ ИБП ПОСЛЕ пропадания/восстановления напруги!!!). Вот только вся эта прелесть накрывается медным тазом при переключении ИБП на байпас (например, техобслуживание).
Так что – ЗАБЫТь, как страшный сон, ублюдские совковские кабели с заниженным сечением нейтрали. Когда их придумали, таких нагрузок да в таком количестве не было. - защитный РЕ-проводник (окрашивается в жёлто-зелёный цвет);
- рабочий ноль (окрашивается синим цветом).
- металлический оголённый наконечник, который служит для присоединения его к фазе или нулевому проводнику;
- резистор, который снижает амплитуду проходящего по отвёртке тока до безопасной величины;
- световой индикатор, который загорается при протекании тока по металлической части прибора. Горящий индикатор свидетельствует о наличии тока в фазе;
- площадка, благодаря которой ток проходит сквозь тело человека и достигает потенциала земли.
nauchebe.net
Так, коротко обо всём из моего опыта.
Искоренить такие токи каким-либо ёмкостным или индуктивным устройством не получится. Только трёхфазный он-лайновый ИБП (денег стоит)… Смотрите за сечением нейтрали и качеством соединений в ней. Ну и про четырёхполюсные автоматы лучше не думайте – ток по нейтрали может превысить ток по самой нагруженной фазе.
www.mastergrad.com
Принцип работы нулевого провода
Электроэнергия приходит к потребителям от трансформатора напряжения, которая способна преобразовать напряжение промышленной сети в 380 вольт. Вторичная обмотка трансформатора соединена по схеме «звезда», т. е. три провода соединяются в одной точке «ноль». Второй конец высоковольтных проводов выводится на клеммы под названиями А, B и С.
Соединённые вместе концы в точке «ноль» подключаются к контуру заземления в подстанции. Там же происходит и разделение высоковольтного провода нулевого сопротивления на:
По описанной выше схеме работает система электроснабжения в новостройках. Она именуется, как система TN-S. В распределительном щите здания электрики подводят 3 фазы, РЕ-проводник, а также нулевой провод.
В большинстве старых многоквартирных домов отсутствует РЕ-проводник. Система электроснабжения состоит из 4 проводов, её именуют TN-C. Она устарела и считается небезопасной. Заземление нулевого провода в этом случае осуществляется в распределительном щитке дома.
Фазы и ноль от трансформатора напряжения проводят до жилых помещений подземными или надземными высоковольтными проводами, подсоединяя их в дальнейшем к вводному щитку дома. Тем самым образуется система из трёх фаз с напряжением 380/220 вольт. От вводного щитка электромонтёры разводят провода по подъездам и квартирам. К потребителям поступает электричество при помощи проводов, подключённых к одной из трёх фаз с напряжением сети 220 вольт. Также в жилое помещение проводят защитный провод PE (только при использовании новой системы TN-S) и нулевой провод.
Когда провода нулевого сопротивления проведены к каждому потребителю электроэнергии, неравномерная нагрузка на электросети практически исчезает.
Зачем нужен защитный проводник РЕ?
Защитный провод или РЕ необходим для дополнительной защиты дома. В случае короткого замыкания он отводит ток от места разрушения проводки, тем самым защищая людей от удара электрическим током, а имущество от пожара.
В такой сети нагрузка распределяется равномерно, так как на каждом этаже многоквартирного дома осуществлена разводка по фазам.
Электрическая система, подведённая к жилым помещениям, представляет собой «звезду», которая повторяет все векторные характеристики трансформаторной подстанции.
Такая система надёжна и оптимальна, но и в ней существуют и свои недостатки, так как периодически возникают неисправности. Чаще всего перебои подачи электричества связаны с плохим качеством проводов, а также с некачественным их соединением.
Причины обрыва в нуле и фазах
При плохом контакте проводов и повышенных нагрузках на систему электроснабжения происходит разрыв сети.
В случае обрыва любого из трёх проводников, питающих дом, потребители, подключённые к нему, не будут получать электроэнергию. При этом другие потребители, которые подключены к оставшимся двум фазам, получают электричество в полном объёме. Ток нулевом проводе суммируется из оставшихся в рабочем состоянии фаз, и будет равен этой величине.
Все обрывы в сети связаны с отключением питания квартир от электричества. Такие аварии не способны повредить электроприборы. Опасные ситуации, угрожающие пожаром в помещении и поломкой техники, возникают в том случае, если соединение между трансформатором напряжения на подстанции и распределительным щитком обрывается. Такая ситуация возникает из-за множества факторов, но наиболее вероятная причина перебоев в электроснабжении происходит по ошибке бригады электриков.
Причины возникновения короткого замыкания
Короткое замыкание становится возможным, когда ток не проходит через «ноль» к контуру заземления А0, В0 и С0. Вместо этого токи двигаются по внешним контурам АВ, ВС и СА, которые питаются от напряжения в 360 вольт. Таким образом, на одном квартирном щитке может оказаться слишком маленькое напряжение, так как экономный жилец выключил все электроприборы, а на другом образовывается напряжение, приближённое к линейному – 360 вольт. Это и становится причиной повреждения проводов. Приборы, в свою очередь, перегреваются в результате поступления на них нерасчётных токов.
Чтобы избежать такой ситуации и защититься от резкого скачка напряжения, имеются приборы защиты, которые устанавливаются внутри квартирных щитков. Также их ставят в корпусе дорогостоящих электроприборах для предотвращения поломок, например, в холодильниках и морозильных камерах.
Метод определения нуля и фазы в доме
Чтобы выявить неисправность в электропроводке дома, чаще всего используют бюджетную отвёртку со световым индикатором. Такой прибор работает благодаря прохождению внутри его корпуса ёмкостного тока. Внутренняя часть такого прибора оснащена следующими составными частями:
Опытные электрики для поиска неисправностей приобретают более функциональные приборы, к примеру, многофункциональный электронный индикатор в виде отвёртки, работающий на двух батарейках, благодаря которым устройство способно создавать напряжение 3 вольта. Помимо определения фазы, такие устройства выполняют и другие задачи.
Если лампочка засветилась при соприкосновении прибора с электрическим контактом, значит обнаружена фаза. При соприкосновении индикатора с проводниками PE и N световой индикатор гореть не должен. Если это не так, значит электрическая схема является неисправной.
Причины повреждения нуля в цепи
Повреждение нулевого проводника происходит обычно в тех местах, где подключение осуществлено некачественно. Если сопротивление в местах соединения достаточно велико, происходит нагрев проводов. От повышенных температур место соединения окисляется, в результате чего сопротивление увеличивается ещё больше. Проводка нагревается до температуры плавления, из-за чего проблемное место соединения полностью разрушается.
Как избежать короткого замыкания?
Для обеспечения надёжного соединения металлических проводов необходимо увеличить площадь контакта. Соединения длиной в 1 см отгорят спустя месяц, если увеличить длину скрутки в 2 раза, проводка прослужит год, а вот если соединить провода скруткой таким образом, чтобы длина соприкосновения составляла 5 см, то работать проводник будет много лет. Чтобы обезопасить дом ещё больше, необходимо обмотать место соединения неизолированным куском проволоки.
Современные инструменты для соединения контактов
Метод скрутки в качестве соединения двух проводящих частей давно устарел, сейчас электрики используют инструменты для соединения (СИЗ). Корпус такого изделия выполнен в форме колпачка, который накручивает провода друг на друга, делая соединение весьма надёжным.
Ещё более удобны в использовании клеммы WAGO. Достаточно концы двух проводов, которые необходимо соединить вместе, вставить в специальные пазы до щелчка. После этого соединение расцепить довольно сложно.
fb.ru