Защита от обрыва нуля в трехфазной сети: 5 способов защиты от обрыва нуля: двухфазные, трехфазные системы

Содержание

5 способов защиты от обрыва нуля: двухфазные, трехфазные системы

Всем известно, что ток в электрической сети течет по замкнутому контуру, питая при этом разнообразную бытовую технику и промышленное оборудование. Сеть подачи электроэнергии в частные дома, квартиры и дачи является одним из направлений распределения электричества в глобальной системе энергоснабжения разнообразных объектов. Все это говорит о том, что для питания бытовых электроприборов необходимы как минимум два электрических проводника, которые создадут замкнутую цепь электропитания домашней техники.

Эти проводники называются фазным (L) и рабочим нулевым (N). «Ноль» не опасен для человека при прикосновении к нему, так как на нем отсутствует напряжение сети. Но это не значит, что через него не протекает электрический ток. В идеальном случае, в однофазной сети, величина тока, проходящего через фазный проводник полностью совпадает со значением этого параметра, протекающего через нейтральный провод.

В этой статье мы рассмотрим вопрос, причины обрывы или обгорания нулевого проводника, что происходит в случае такой аварийной ситуации, последствия этой аварии и какая защита от обрыва «нуля» способна исключить такое негативное явление.

Внимание! Обгорание нейтрального проводника в трехфазной магистральной линии электроснабжения способен вызвать изменение величины напряжения от минимального до максимального значения в 380 В, а обрыв «нуля» внутренней электропроводки обесточит сеть с появлением фазы на нулевом контакте розетки.

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.

Внимание! Нейтральный проводник отгорает, как правило, при его плохом контакте с другими элементами сети. Поэтому необходимо уделять особое внимание монтажу нулевой жилы при различных переходах как в распределительном щите, так и в монтажных коробках.

Обрыв нулевого проводника в трехфазной сети

В однофазной электрической сети «нулем» является тот проводник, на котором отсутствует напряжение сети, но ток через него при подключенной нагрузке равен току через фазный провод. В случае трехфазной сети все совершенно по-другому! Главная загвоздка в том, что все сети электропередач построены по трехфазной системе и подключение потребителей выполняется по традиционной схеме «звезда». Вот здесь то и появляется термин «нулевой проводник»! Если нагрузка на каждую фазу одинаковая, то токи всех отдельных фаз компенсируются, так как они сдвинуты на 1/3 по отношению друг к другу. В этом случае, через нейтральный проводник, подключенный к средней точки «звезды», ток не течет и обгореть он не может.

Но это только в идеале! Даже в одной квартире к разным фазам могут быть подключены различные нагрузки, что уж говорить о многоквартирном доме. Невозможно предсказать, какую нагрузку может подключить к сети каждый из потребителей. Один включит одну люстру, запитанную от одной фазы, а следующий подключит несколько электроприборов, сидящих на другой фазе. Все это приводит к колебанию мощности нагрузок, поэтому в определенный момент одна из фаз будет сильно перегружена при отсутствии тока в других фазных проводниках. При таком раскладе в нулевом проводнике возникнет сильный ток, уравнивающий систему, что может привести к обгоранию нуля. Чтобы этого не произошло необходима защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети.

Последствия при обрыве «нуля»

Последствия при обрыве нейтрального проводника могут быть совершенно разные. Все зависит от того в какой сети произошло аварийное отключение нуля: трехфазной или однофазной. Рассмотрим оба случая отдельно друг от друга.

  1. Трехфазная сеть. Отгорание или обрыв нейтрального проводника в трехфазной сети может привести к полному перекосу питающих фаз в результате которого на одной линии электропроводки, питающей бытовую технику и осветительные приборы может возникнуть повышенное напряжение в 380 В, а на другой понизиться вплоть до нулевой величины. Перенапряжение, а также снижение напряжения электрической сети, является опасным для любых электроприборов и электронных устройств. Предельные величины напряжения в электропроводке могут вызвать возгорание как самих проводов, так и электроприборов, что приведет к пожару в помещение.

    Важно! Обрыв или отгорание «нуля» в трехфазной сети приводит к большим и непредсказуемым перепадам напряжения, в ту или другую сторону. В результате этого явления могут выйти из строя дорогостоящие бытовые приборы и электронная техника, для которых очень опасны как повышение напряжения, так и его понижение относительно нормального уровня в 220 В!

  2. Однофазная сеть. Совершенно другая картина возникает при обрыве «нуля» в однофазной сети, которая заводится в квартиры и дома от распределительного щита. Каждая линия питания группы осветительных приборов и бытовой техники состоит из двух проводников: «нуля» и фазы. К тому же в большинстве современных многоэтажных домах кабель электропроводки имеет третью жилу для подключения к электроприборам защитного заземления, чего нет в старых постройках. При обрыве «нуля» в однофазной сети на нулевом проводе появляется опасное для человека напряжение в 220 В.

    Важно! Если монтаж заземления в квартире выполнен с нарушениями, то от корпуса электроприбора можно получить удар электрическим током. При правильном заземлении бытовой техники обрыв «нуля» в однофазной сети не принесет никаких негативных последствий, кроме обесточивания помещения и отключения всей бытовой техники и осветительных приборов!

Как мы видим, при обрыве нейтрального провода в любой сети как трехфазной, так и однофазной, может возникнуть ряд негативных и опасных последствий. Что делать, чтобы исключить такое развитие событий? Конечно, выход есть! Необходима защита от отгорания «нуля» или его обрыва! Ниже мы рассмотрим все виды защиты от обрыва или отгорания «нуля» в трехфазных и однофазных сетях.

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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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).
  4. 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.
  5. 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.

Где купить устройства защиты

Максимально быстро закрыть вопрос можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Заключение

Полностью застраховать себя от проблем, возникающих в процессе эксплуатации электрических сетей, никто не в состоянии. Даже если электрическая проводка в частном доме, квартире или на даче выполнена с соблюдением всех правил и норм, нейтральный проводник может оборваться или обгореть по независящим от вас причинам. Поэтому заранее позаботьтесь о защите своей бытовой техники и собственной жизни от последствий, которые могут возникнуть вследствие обрыва «нуля»!

Видео по теме

Защита от обрыва нуля в трехфазной сети

Защита от обрыва нуля в трехфазной сети

Обрыв нулевого провода в системе заземления TN-C-S имеет свои особенности. Эта система электроснабжения наиболее распространена.

Система заземления TN-C-S

От трансформатора подстанции к потребителю электроэнергии подходят четыре проводника. Это три фазных провода L1, L2, L3 и проводник PEN, который совмещает функции рабочего нуля N, и защитного провода PE. У трансформатора подстанции проводник PEN заземлен. На входе в здание на ВРУ (вводное распределительное устройство) или в силовом щите проводник PEN разделяют на рабочий ноль N и защитный PE.

На лестничную площадку каждого этажа подводят 3 фазы, рабочий ноль и защитный провод. Далее 3 фазы стараются равномерно распределить по квартирам. Нагрузки в квартирах далеко не одинаковые, но напряжения по фазам примерно одинаковые. Это вызвано тем, что сдвиг фазы трехфазного тока составляет 120 градусов и при одинаковых нагрузках на 3 фазах ток нейтрали будет равен 0. При расхождении нагрузки на фазах, на нейтрали появится небольшой ток.

То есть, в этом случае нейтраль является компенсатором при расхождении нагрузок по фазам. Если произошел обрыв проводника PEN распределительного устройства в системе электроснабжения TN-C-S, то напряжение по фазам в квартирах может очень сильно отличаться. Напряжение в квартирах, где включена большая нагрузка (духовка, печь) может быть небольшим, а в квартирах, где нагрузка небольшая, напряжение может вырасти до максимума 380 В. Повышенное напряжение, появляется на нейтральном проводнике через нагрузку соседней квартиры, с другой фазой.

Подключение РН-113 в электрощитке

Высокое напряжение выведет из строя все включенные электроприборы и освещение. Так как в системе TN-C-S проводники N и PE соединены вместе, то при появлении напряжения на проводнике N вызовет напряжение на защитном проводнике PE, который соединен с корпусами электроприборов. При прикосновении человека к корпусу электроприбора и одновременном касании открытых частей металлических конструкций (металлические трубы, раковины, ванны) имеющих другой потенциал, получит удар током.

В некоторых домах возможно повторное заземление ВРУ или домовых электрощитов. В этом случае на корпусах электроприборов будет находиться уравнивающий потенциал, что значительно снизит вероятность поражения человека током. Для защиты от обрыва нуля в квартирах нижних этажей можно устанавливать заземляющий контур.

Однако индивидуальные контура заземления не способны в полной мере защитить человека от поражения электрическим током в виду недостаточной влажности и состава почвы, сопротивления заземления, не соблюдения правил монтажа контура и его обслуживания. Поэтому важно устанавливать в квартирных щитках реле напряжения, которое защитит электроприборы и человека от поражения током.  Для полноты защиты наряду с реле напряжения устанавливают УЗО (устройство защитного отключения).

Пример квартирного щитка с УЗО и реле напряжения

Если произойдет обрыв нуля в квартирном щитке или в электропроводке квартиры, то есть обрыв нуля в однофазной сети 220 вольт, то такая неисправность не страшна для электроприборов, так как электрическая цепь не замкнута, в результате чего прибор работать не будет. Для человека обрыв нуля в однофазной сети 220В может нести опасность, если:

– нулевой провод используется как защитное заземление и присоединен к корпусу электроприборов (что запрещено):

– оголенный нулевой провод касается корпуса электроприбора.

Для защиты также рекомендуется устанавливать УЗО и реле напряжения в квартирный щиток.

Способы защиты от обрыва или отгорания нуля

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 →

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.

Отгорание нуля, что происходит и как защититься?

Привет, друзья. Сталкивались когда-нибудь с явлением «отгорание нуля »? Если нет, то вы счастливый человек. Но знать об этом, особенно электрикам, будет полезно. Поговорим о том, почему этот таинственный ноль имеет тенденцию отгорать, что происходит при этом и какая бывает защита от отгорания нуля. Для того чтобы понять это, немного вспомним физику.

Нашел в интернете хорошее видео по теме, коротко и ясно, если не любите читать, смотрите ниже. Итак, начнем.

Ноль. для однофазной цепи, это название проводника, который не находиться под высоким потенциалом относительно земли. Фаза. это второй проводник. она имеет высокий потенциал переменного напряжения относительно земли. В России, чаще всего, это 220-230 Вольт. Ноль при этом не проявляет тенденции к отгоранию.

Основная загвоздка — все линии электропередачи, являются трехфазными. Рассмотрим традиционную схему « звезда »:

Здесь и появляется понятие « нулевой проводник ».

В трех одинаковых нагрузках, переменный ток каждой фазы сдвинут по фазе на 1/3. В идеале, эти токи компенсируют друг друга. При такой нагрузке, в средней точке, векторная сумма токов равна нулю.

Получается, что через нулевой провод, подключенный к средней точке, ток не течет (он практически не нужен).

Незначительный ток на нулевом проводнике все же возникает. Это происходит, когда нагрузки на фазах не полностью компенсируют друг друга, тоесть разные. Прямое доказательство этому можно увидеть на практике, посмотрите на четырехжильные кабели для трехфазных цепей, нулевая жила вдвое меньшего сечения. чем фазные. Зачем тратить дефицитную медь, если тока в жиле практически нет? Имеется смысл…

При сосредоточенной нагрузке, в трехфазной цепи, ноль тоже не расположен к отгоранию.

Интересное начинается тогда, когда к трехфазной цепи начинают подключать однофазные нагрузки (многоквартирных домах, например). Каждая нагрузка представляет случайно выбранное устройство.

При использовании одной фазы из трехфазной цепи, их стараются распределить по мощности так, чтобы на каждую приходилась примерно одинаковая нагрузка.

Все понимают, что полного равенства при этом не достигнуть. Жители дома будут случайным образом включать, выключать электроприборы, поэтому нагрузка будет постоянно меняться. Полной компенсации токов в средней точке происходить не будет, но ток нулевого проводника обычно не достигает максимального значения, большего току в одной из фаз. Ситуация предсказуемая, отгорание нуля при этом бывает крайне редко.

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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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).
  4. 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.
  5. 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.

Допустимые параметры электроэнергии

Номинал напряжения, обозначенный на всей бытовой электротехнике, составляет 220В, однако в реальной жизни это значение стабильно далеко не всегда. Это учитывается при изготовлении современных приборов, и они могут устойчиво работать при колебании напряжения от 209 до 231В, а также переносить разброс от 198 до 242В. Если бы небольшие перепады разности потенциалов не были предусмотрены конструкцией бытовой техники, она ломалась бы постоянно. Более значительные отклонения приводят к перегрузке сети, и это снижает эксплуатационный ресурс аппаратуры.

Чтобы сгладить колебания напряжения и обеспечить безопасность приборов, достаточно установить стабилизатор. Гораздо опаснее для электротехники перенапряжение (так называется резкий скачок разности потенциалов).

Почему возникают перенапряжения в сети

Причин несколько. Выделим самые распространенные:

1

Начнем с того, что к электросети переменного тока подключены не только Вы один (ваша квартира или дом), а множество таких же, как и Вы потребителей, что немаловажно, и еще многие промышленные и строительные объекты. Казалось бы, какое влияние может один дом оказать на электросеть? Безусловно, незначительное влияние

А если одновременно с Вами тысяча потребителей выключат свою технику, особенно большой мощности (электрочайники, водонагреватели, микроволновые печи, кондиционеры, стиральные машины), тогда мы получаем некое перенапряжение, все Вы замечали по вечерам перепады напряжения, это заметно по лампам накаливания.

Но не стоит пугаться оно все равно будет меньше допустимого ГОСТ и все Ваше оборудование продолжит работу в нормальном режиме.

Другое дело, что если одновременно вкл/выкл своё оборудование целый завод или строительный объект. Представляете, какой «скачок» напряжения произойдет!

Данный вариант возможен в районах, где инфраструктура связана с большим заводом или крупным строительством. Тогда возможно, что ваша техника выйдет из строя.

2. Самая распространенная причина для жилого сектораэто обрывы нулевого провода.

Все Вы знаете, в каком плачевном состоянии находятся электрические трансформаторные подстанции, вводные устройства в здание и этажные электрощитовые подъездов, чаще всего из-за отсутствия обслуживающего электрика или его безграмотности.

Периодически необходимо проводить профилактические ремонты в электрощитовых, что в принципе не делается, поэтому со временем болтовые соединения ослабевают, ухудшается надежность электрического контакта, что может привести к отгоранию питающих проводов.

Гораздо чаще отгорает нулевой провод (синего цвета), что приводит появлению в Вашей розеточной группе, напряжения свыше допустимого из-за неравномерности потребления электроэнергии.

На рисунке видно, что при нормальной работе, напряжение между любым фазаным проводом (красного цвета) и нулем (синего цвета) всегда примерно 220 вольт, ток идет от фазы к нулю, а между фазаными проводами напряжение 380 вольт. В момент обрыва нулевого провода, ток пойдет между фазами, т.е. в розетках будет перенапряжение в пределах до 380 вольт, зависит оно от мощности электроприборов подключенных в этот момент.

Например, на одной фазе включен электрочайник, а на другой фазе лампочка, а на третьей фазе телевизор, при пропадании (отгорании) нулевого провода, напряжение между фазами 380 Вольт оказывается на ваших бытовых прибороах. Мощность которую потребляет электрочайник, будет проходить через лампу и телевизор, лампочка ярко всыхнет, а телевизор наверняка задымится.

3. Причина чисто человеческий фактор, точнее безграмотность электрика или уверенность в себе домашнего мастера.

Дома погас свет, одна из наиболее частых причин отгорание фазного провода (L1, L2, L3) или нулевого рабочего проводника (N), Вы самостоятельно или, вызвав электрика, восстанавливаете электропитание, при подключении перепутали провода, подключив вместо 220В (фаза-ноль), напряжение 380В (две фазы), возможно даже не себе, а соседям по этажу.

Результат, мгновенный выход из строя всего электрооборудования подключенного к электросети.

4. Скачки напряжения, вызванные грозовыми разрядами вблизи линий электропередачи (ЛЭП), происходит в районах где применяются воздушные линии передач электроэнергии.

Очень опасно, я настоятельно рекомендую, если у Вас нет специального оборудования, для защиты от перенапряжений, выключайте бытовую технику из сети во время грозы.

5. Ещё одна причина перепадов (скачков) напряжения, это кража заземляющего проводника (заземления) в электрических стояках этажных щитов, подъезда жилого многоквартирного дома. Стал с таким сталкиваться последнее время довольно часто.Как надеюсь известно, заземление нужно для защиты от поражения электротоком при пробое изоляции электрооборудования, и в принципе без него все будет работать.Чем иногда пользуются «продвинутые» собиратели цветного металла, вырезают заземление из кабельного стояка подъезда, это делается очень быстро, буквально несколько секунд на каждом этажа дома.Кто-то скажет причем здесь перенапряжение. А в том, что при подключении квартир применяется три провода, фаза, ноль и заземление, последние два (ноль и заземление) иногда путают между собой, вот и получается, что при краже заземления, если на этаже было подключено хотя бы две квартиры к нему, на обе квартиры приходит две разноименные фазы, между которыми 380 Вольт.

Особенности защиты домашней электропроводки

Организация защиты от возникающего высокого напряжения – один из ключевых вопросов при прокладке электросети в жилом доме. Осуществляется она с помощью особых трансформаторов и фильтров сети. Во многих домах на этажных щитках устанавливаются автоматические выключатели, которые защищают от электротоков при коротком замыкании и временных перегрузок.

Когда возможна высокая нагрузка, все устройства, защищающие сети от повышенного напряжения, должны иметь приспособления для автоотключения и выключатели, реагирующие на изменения показателей тока. Как правило, самая надежная защита от подобных скачков ставится на входном силовом проводе, поскольку именно он испытывает наибольшее воздействие во время пиков нагрузки.

Схема защиты от перенапряжения домашней электросети бывает простой и многоуровневой. Простая – представлена в основном реле перенапряжения в этажных щитках, а многоступенчатая (комбинированная, защищающая как от бытовых скачков напряжения, так и от импульсных, при грозах) – УЗИП, т.е. устройства защиты от импульсных перенапряжений. Такие устройства наиболее часто встречаются в частных домах.

Обратите внимание! Электронные приборы выходят из строя как из-за повышенного, так и из-за пониженного напряжения в сети (например, холодильники тяжело запускаются, что негативно сказывается на их дальнейшей работе). Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание

Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание.

Чтобы не допустить негативных последствий, применяют следующие защиты, функционирующие по таким принципам:

  • при резком внеплановом повышении напряжения происходит отключение электросхемы в доме или в квартире;
  • вывода полученного сверхнормативного электрического потенциала от электроприборов путем перевода его в земляной контур.

Если напряжение поднимается незначительно (например, до 380 вольт), на помощь приходят различные стабилизаторы. Однако их защитные возможности довольно ограничены – они больше рассчитаны на поддержание заданных рабочих значений в электросетях.

При проектировании защиты для частного дома рассматривают различные конструкционные решения и их технические характеристики. Необходимо учитывать принципы формирования базы ограничителей перенапряжения (опн). Например, газонаполненные разрядники после того, как импульс прошел, пропускают через себя т.н. сопровождающий ток, напряжение которого сопоставимо с коротким замыканием. По этой причине они сами могут быть источником возгорания, и их нельзя применять для защиты от электрического пробоя.

Для домашних сетей чаще всего применяют варисторное устройство защиты (полупроводниковые резисторы) – реостаты, скомпанованные из варисторных «таблеток» из смеси оксидов цинка, висмута, кобальта и других. При штатном функционировании электросети такой автомат защиты допускает микроскопические утечки, а при проходе импульса повышенной вольтажности – способен мгновенно перестроиться на режим «туннеля» и «спустить» больше тысячи ампер за очень короткий промежуток времени, поскольку сопротивление на этом приспособлении снижается с возрастанием силы тока, после чего происходит быстрое возвращение к штатной «боевой готовности».

Чем опасно зануление в квартире

Зануление значительно отличается от заземления. Попробуем рассмотреть это отличие более подробно. В соответствии с ПУЭ, использование на бытовом уровне такой преднамеренной защиты, как зануление, запрещено из-за ее небезопасности.

Но, несмотря на то, что практиковаться такая система должна только в промышленном производстве, многие ставят ее и в своих квартирах. Прибегают к этой далекой от совершенства защите, в частности, в связи с отсутствием иного варианта или вследствие недостатка знаний в данной сфере.

Действительно, зануление в квартире сделать можно, но последствия от этого будут далеко не наилучшими. Далее на примерах рассмотрим некоторые ситуации, которые могут возникать в случае выполнения в квартире зануления.

1) Зануление в розетках

Иногда предлагается выполнить «заземление» электрических приборов посредством перемычки клеммы рабочего нуля в розетке на защитный контакт. Такой метод «заземления» не соответствует требованиям пункта 1.7.132 ПУЭ, ведь он подразумевает использование нулевого проводника двухпроводной сети в качестве защитного и рабочего нуля одновременно.

Помимо того, на вводе в квартиру обычно имеется аппарат, предназначенный для коммутации как фазы, так и нуля, к примеру, пакетник или двухполюсный аппарат. Но коммутировать нулевой проводник, который используется в качестве защитного, запрещено. То есть, нельзя использовать в качестве защитного проводник, цепь которого имеет коммутационный аппарат.

Опасность «заземления» перемычкой в розетке заключается в том, что корпуса электроприборов при нарушении целостности нуля в любом месте окажутся под фазным напряжением. При обрыве же нулевого провода работа электроприемника прерывается, и тогда такой провод имеет вид обесточенного, то есть безопасного, что, конечно же, усугубляет ситуацию.

Можно только представить, сколько беды наделает такая розетка, если в нее включить стиральную машину. В данном случае можно увидеть перемычку, которая соединяет «нулевой» контакт с защитным. И, если бы отгорел «ноль», то такая стиральная машина превратилась бы в «убийцу».

Если же во время принятия человеком душа вывалится нулевая «сопля» в розетке, к которой подключен бойлер, такого человека просто «прошьет» током. Поэтому такое зануление в квартире крайне опасно и его запрещено выполнять.

2) Перепутаны местами фаза и ноль

Рассмотрев следующий пример, можно наглядно увидеть наиболее вероятную опасность в двухпроводном стояке. Нередко при осуществлении каких-либо ремонтных работ в домовом электрохозяйстве ноль «N» ошибочно меняют местами с фазой «L».

Отличительной окраски жилы проводов в электрощитке в домах с двухпроводкой не имеют, и при выполнении каких-либо работ в щитке любой электрик может переключить ноль и фазу местами – корпуса электроприборов в таком случае тоже окажутся под фазным напряжением.

Необходимо обязательно помнить о высокой опасности выполнения защитного зануления в двухпроводной системе. Поэтому, в соответствии с правилами, это делать запрещено!

3) Отгорания нуля

Что такое «отгорание нуля», или обрыв нуля, знает каждый электрик, но далеко не каждый потребитель электроэнергии. Попробуем разобраться в значении данной фразы, и выяснить, какова опасность отгорания нуля?

Очень часто обрыв «нуля» фиксируется в домах со старыми проводками, основанием для проектирования которых являлся расчет примерно 2 кВт на квартиру. Конечно, нынешняя оснащенность квартир всевозможными электрическими приборами на порядок увеличивает данные цифры.

В случае обрыва «нуля» перекос фаз может происходить на трансформаторной подстанции, от которой запитан многоэтажный дом, в общем электрощите или в щитке на лестничной площадке этого дома, в расположенной после этого обрыва электролинии. Результатом может стать поступление в одну часть квартир пониженного напряжения, а в другую – повышенного.

Пониженное напряжение опасно для холодильников, кондиционеров, сплит — систем, вытяжек, вентиляторов и другой техники с электродвигателями. Что касается повышенного напряжения, то при нем может выйти из строя любой прибор бытовой техники.

Похожие материалы на сайте:

  • Наклейка знак заземления
  • Как рассчитать заземляющий контур
  • Схема контура заземления

Как защититься от обрыва нуля

А поможет ли стабилизатор напряжения от обрыва ноля. Да, в некоторых пределах поможет. При превышении входного напряжения 280В Но в большинстве стабилизаторов (если не во всех) нет возможности менять верхний и нижний предел отключения. Кроме того, у стабилизаторов напряжения есть два больших минуса. Даже три, если брать обрыв нуля:

  1. Цена.
  2. Уменьшение выходной мощности с уменьшением входного напряжения.
  3. Инерционность.

Последний пункт для обрыва нуля имеет решающее значение. Ведь для порчи аппаратуры достаточно доли секунды при напряжении 380В, чтобы всё сгорело. А стабилизатор может «зазеваться», и отключиться например через секунду.

Я рекомендую вместо (а лучше — совместно) стабилизатора напряжения в старом жилфонде устанавливать реле контроля напряжения. Дай Бог, чтобы оно никогда не сработало и не пригодилось. Но если что — спасёт всю квартиру.

Ведь стабилизатор на 8-10 кВт стоит на порядок дороже, и занимает в квартире много места.

Вот пример установки реле напряжения «Зубр». Реле напряжения, установленное в электрощитке и занимает три посадочных места. Как по мне это совсем не много:

Рис.4 Электрощиток в комплекте с реле напряжения

На общем фото — Реле напряжения «Зубр». На индикаторе — выходное напряжение. Посредством трёх кнопок на панели управления можно установить два важных параметра:

1. Нижний предел отключения /120 — 210 В/ 2. Верхний предел отключения /220 — 280 В/

Я рекомендую, если перепады напряжения в сети небольшие, и если мощность питающей сети достаточна (то есть, сплиты летом и нагреватели зимой не понижают напряжение магистрали ниже 200 В), устанавливать нижний предел 198 В, а верхний — 242 В. Если при этом реле напряжения будет срабатывать чаще, чем раз в месяц, можно расширить предел вниз или вверх, смотря по обстоятельствам.

К задержке включения реле, так же нужен индивидуальный подход. Если время задержки установить 5-10 сек. тогда, в этом случае, при скачке напряжения, реле будет включаться и отключаться с частотой 5 — 10 сек. до того времени, пока напряжение в сети не стабилизируется, а это может быть и минуту и две и три. Я бы рекомендовал задержку выставить 3 — 5 мин. На такую задержку и старые холодильники будут нормально реагировать и зачастую за это время напряжение может прийти в норму.

Последствия обрыва нуля в трехфазных и однофазных сетях

К домовому электрощиту многоквартирного дома подходит 3- х фазное напряжение 380 В. К подъездному щиту также подводится три фазы, для отдельной сети квартиры используется одна фаза и нейтраль. Такая система электропитания TN-C применялась для старых построек и существует до сих пор.

Двухпроводная сеть частного дома с защитным заземлением

В новых домах используется система питания TN-C-S с третьим, дополнительным защитным проводником. В многоквартирном доме все фазы распределены по квартирам равномерно таким образом, чтобы нагрузки на все три фазы были одинаковыми и перекос фаз был бы минимальным.

Однако при обрыве нулевого провода происходит перераспределение напряжения по фазам и возникает перекос фаз. В результате в одной квартире возможно напряжение поднимется до 380 В, а в другой будет занижена до 170 В. В обоих случаях бытовые электроприборы и техника выходят из строя.

Особенно чувствительны к таким перекосам фаз бытовые приборы, имеющие электродвигатели — это стиральные машины, холодильники, кондиционеры, вентиляторы, пылесосы и т. д. Величина напряжения при перекосе фаз зависит от числа подключенных потребителей электроэнергии на всех фазах и их мощности.

Что происходит при обрыве нуля? Напряжение с другой фазы, через подключенные приборы других квартир, поступает на общий нулевой провод и в квартирах в розетках появляется напряжение не 220 В (фаза – ноль, как должно быть), а напряжение 380 В (фаза — фаза).

В результате, подключенные бытовые приборы выходят из строя из-за перекоса напряжения сети. Хуже еще если в электропроводке старых построек с системой электропитания TN-C в качестве защитного проводника используется нулевой провод, который присоединяется к корпусу бытовых приборов.

Система энергоснабжения TN-C-S с дополнительным проводником заземления PE применяемая в новых постройках

Тогда при прикосновении к корпусу, человек получит опасный удар током. В новых домах система заземления TN-C-S с проводником защитного заземления, на корпусах бытовых приборов опасного напряжения не будет, опасности поражения током нет.

Если обрыв нуля в однофазной сети произошел у вас в квартире, то опасности для бытовых приборов не будет, а вот при касании корпуса прибора вас поразит током (старая электропроводка TN-C) если использовать рабочий ноль в качестве защитного заземления.

Если в дом подведена трехфазная сеть, то при обрыве нулевого провода в трехфазной сети возникнет опасность выхода из строя бытовых приборов, не зависимо где произошел обрыв в магистральной линии или у вас в доме.

Чем опасно явление

Перенапряжение в электросети выглядит следующим образом:

Изоляция электрических кабелей и проводов, а также любых электроприборов способна выдержать только определенный уровень напряжения, указанный в эксплуатационных документах на них. Ниже приведена таблица, в которой приведены ориентировочные величины электрической прочности изоляции электропроводок и электрического оборудования.

Однако, в домашнем электрохозяйстве главное не это (изоляцию не заменить), а нарушения изоляции, вызванные механическими причинами (в том числе в результате крепления электропроводок со сдавливанием и скручиванием), климатическими (сырость, попадание воды) и сугубо хозяйственными (накопление пыли, грязи, насекомых и пр.). Так вот на все эти нарушения накладываются ещё и перенапряжения.

Всё это приводит, как показывают печальные случаи, к выходу из строя электрической проводки и электроприборов, к трагическим пожарам. Если в доме нарушена ещё и электрозащита (неисправна или загрублена при частых срабатываниях), то вероятность возгораний в результате перегрузки электропроводки или короткого замыкания резко возрастает. Если поврежденный электроприбор можно просто отключить от розетки и заменить исправным, то электропроводку быстро не заменить. На фото изображено повреждение изоляции в розетке, которое часто возникает из-за неплотного контакта и перегрева, или в результате грозового явления, которое может привести к перегрузке электропроводки и короткому замыканию.

Таким образом, перенапряжения в домашней электросети особенно опасны для старых электропроводок, которые не подвергаются профилактическому осмотру (вместе с розетками) и не обновляются, где небрежно обращаются с розетками, допуская их перегрев. Особо опасными в этом плане следует считать старые электропроводки в домах, часто подвергающихся грозовым явлениям и нашествию насекомых (деревенские и поселковые).

Последствия при обрыве «нуля»

Последствия при обрыве нейтрального проводника могут быть совершенно разные. Все зависит от того в какой сети произошло аварийное отключение нуля: трехфазной или однофазной. Рассмотрим оба случая отдельно друг от друга.

  1. Трехфазная сеть. Отгорание или обрыв нейтрального проводника в трехфазной сети может привести к полному перекосу питающих фаз в результате которого на одной линии электропроводки, питающей бытовую технику и осветительные приборы может возникнуть повышенное напряжение в 380 В, а на другой понизиться вплоть до нулевой величины. Перенапряжение, а также снижение напряжения электрической сети, является опасным для любых электроприборов и электронных устройств. Предельные величины напряжения в электропроводке могут вызвать возгорание как самих проводов, так и электроприборов, что приведет к пожару в помещение.
  2. Однофазная сеть. Совершенно другая картина возникает при обрыве «нуля» в однофазной сети, которая заводится в квартиры и дома от распределительного щита. Каждая линия питания группы осветительных приборов и бытовой техники состоит из двух проводников: «нуля» и фазы. К тому же в большинстве современных многоэтажных домах кабель электропроводки имеет третью жилу для подключения к электроприборам защитного заземления, чего нет в старых постройках. При обрыве «нуля» в однофазной сети на нулевом проводе появляется опасное для человека напряжение в 220 В.

Как мы видим, при обрыве нейтрального провода в любой сети как трехфазной, так и однофазной, может возникнуть ряд негативных и опасных последствий. Что делать, чтобы исключить такое развитие событий? Конечно, выход есть! Необходима защита от отгорания «нуля» или его обрыва! Ниже мы рассмотрим все виды защиты от обрыва или отгорания «нуля» в трехфазных и однофазных сетях.

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.

Способы защиты от обрыва или отгорания нуля

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.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 319
Источник: https://www.asutpp.ru/chem-opasen-obryv-nulevogo-provoda.html

Что такое обрыв нуля?

Для полноценного ответа на этот вопрос необходимо привести примеры штатной работы трехфазной схемы ввода электроснабжения. В качестве примера приведем упрощенный вариант с вводом для этажного распределительного щита.

Схема 1. Штатная работа системы

Как видно из рисунка, каждая из квартир на этаже запитана от отдельной фазы (L1 – L3) и общего нуля. Что формирует в бытовой сети каждой квартиры фазное напряжение 220 вольт (L1N=L2N=L3=220 В.). В данном случае используется схема питания TN-C-S, где задействована шина заземления PE, соединяемая в РУ здания с нулем. Приведенная система сбалансированная, поскольку ток нагрузки в фазных проводах суммируется через нулевую линию, что снижает вероятность перекоса фазных напряжений.

Заметим, что полностью исключить данное явление довольно сложно, поскольку сопротивление нагрузок на каждой фазе может различаться. К примеру, в квартире_1 включен кондиционер и стиральная машина, в квартире_2 хозяин запустил бойлер и электропечку, а в квартире_3 жильцы отсутствуют и все бытовые приборы отключены от сети. По итогу, в трехфазной системе питания возникнет несимметрия напряжений.

Теперь рассмотрим работу сети в нештатном режиме, когда происходит отгорание нуля.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1231
Источник: https://www.asutpp.ru/chem-opasen-obryv-nulevogo-provoda.html

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.

Внимание! Нейтральный проводник отгорает, как правило, при его плохом контакте с другими элементами сети. Поэтому необходимо уделять особое внимание монтажу нулевой жилы при различных переходах как в распределительном щите, так и в монтажных коробках.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 2074
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/zashhita-ot-obryva-nulya.html

Обрыв нулевого проводника в трехфазной сети

В однофазной электрической сети «нулем» является тот проводник, на котором отсутствует напряжение сети, но ток через него при подключенной нагрузке равен току через фазный провод. В случае трехфазной сети все совершенно по-другому! Главная загвоздка в том, что все сети электропередач построены по трехфазной системе и подключение потребителей выполняется по традиционной схеме «звезда». Вот здесь то и появляется термин «нулевой проводник»! Если нагрузка на каждую фазу одинаковая, то токи всех отдельных фаз компенсируются, так как они сдвинуты на 1/3 по отношению друг к другу. В этом случае, через нейтральный проводник, подключенный к средней точки «звезды», ток не течет и обгореть он не может.

Но это только в идеале! Даже в одной квартире к разным фазам могут быть подключены различные нагрузки, что уж говорить о многоквартирном доме. Невозможно предсказать, какую нагрузку может подключить к сети каждый из потребителей. Один включит одну люстру, запитанную от одной фазы, а следующий подключит несколько электроприборов, сидящих на другой фазе. Все это приводит к колебанию мощности нагрузок, поэтому в определенный момент одна из фаз будет сильно перегружена при отсутствии тока в других фазных проводниках. При таком раскладе в нулевом проводнике возникнет сильный ток, уравнивающий систему, что может привести к обгоранию нуля. Чтобы этого не произошло необходима защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 1469
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/zashhita-ot-obryva-nulya.html

Последствия обрыва нуля в трехфазных и однофазных сетях

К домовому электрощиту многоквартирного дома подходит 3- х фазное напряжение 380 В. К подъездному щиту также подводится три фазы, для отдельной сети квартиры используется одна фаза и нейтраль. Такая система электропитания TN-C применялась для старых построек и существует до сих пор.

Двухпроводная сеть частного дома с защитным заземлением

В новых домах используется система питания TN-C-S с третьим, дополнительным защитным проводником. В многоквартирном доме все фазы распределены по квартирам равномерно таким образом, чтобы нагрузки на все три фазы были одинаковыми и перекос фаз был бы минимальным.

Однако при обрыве нулевого провода происходит перераспределение напряжения по фазам и возникает перекос фаз. В результате в одной квартире возможно напряжение поднимется до 380 В, а в другой будет занижена до 170 В. В обоих случаях бытовые электроприборы и техника выходят из строя.

Особенно чувствительны к таким перекосам фаз бытовые приборы, имеющие электродвигатели — это стиральные машины, холодильники, кондиционеры, вентиляторы, пылесосы и т. д. Величина напряжения при перекосе фаз зависит от числа подключенных потребителей электроэнергии на всех фазах и их мощности.

Что происходит при обрыве нуля? Напряжение с другой фазы, через подключенные приборы других квартир, поступает на общий нулевой провод и в квартирах в розетках появляется напряжение не 220 В (фаза – ноль, как должно быть), а напряжение 380 В (фаза — фаза).

В результате, подключенные бытовые приборы выходят из строя из-за перекоса напряжения сети. Хуже еще если в электропроводке старых построек с системой электропитания TN-C в качестве защитного проводника используется нулевой провод, который присоединяется к корпусу бытовых приборов.

Система энергоснабжения TN-C-S с дополнительным проводником заземления PE применяемая в новых постройках

Тогда при прикосновении к корпусу, человек получит опасный удар током. В новых домах система заземления TN-C-S с проводником защитного заземления, на корпусах бытовых приборов опасного напряжения не будет, опасности поражения током нет.

Если обрыв нуля в однофазной сети произошел у вас в квартире, то опасности для бытовых приборов не будет, а вот при касании корпуса прибора вас поразит током (старая электропроводка TN-C) если использовать рабочий ноль в качестве защитного заземления.

Если в дом подведена трехфазная сеть, то при обрыве нулевого провода в трехфазной сети возникнет опасность выхода из строя бытовых приборов, не зависимо где произошел обрыв в магистральной линии или у вас в доме.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2594
Источник: http://electricavdome.ru/obryv-nulevogo-provoda.html

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.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 2831
Источник: https://www.asutpp.ru/chem-opasen-obryv-nulevogo-provoda.html

Сработает ли УЗО при обрыве нуля

УЗО отключит электросеть при касании корпуса человеком, если в качестве заземляющего проводника использована нейтраль. В этом случае через человека потечет ток утечки, на которую среагирует УЗО. Обычные УЗО и дифавтоматы, если у них нет функции защиты от перенапряжений, не защитят от поломок бытовых электроприборов.

Вывод. Для защиты человека от поражения опасным высоким напряжением и выхода из строя электробытовых приборов, техники, ламп освещения поможет УЗО или дифавтомат с защитой от обрыва нуля. Также можно поставить реле напряжения и обычные УЗО, дифавтомат или реле контроля напряжения с отдельным защитным заземлением.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 689
Источник: http://electricavdome.ru/obryv-nulevogo-provoda.html

Заключение

Полностью застраховать себя от проблем, возникающих в процессе эксплуатации электрических сетей, никто не в состоянии. Даже если электрическая проводка в частном доме, квартире или на даче выполнена с соблюдением всех правил и норм, нейтральный проводник может оборваться или обгореть по независящим от вас причинам. Поэтому заранее позаботьтесь о защите своей бытовой техники и собственной жизни от последствий, которые могут возникнуть вследствие обрыва «нуля»!

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 475
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/zashhita-ot-obryva-nulya.html

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 11682
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/zashhita-ot-obryva-nulya.html: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 4018 (34%)
  2. http://electricavdome.ru/obryv-nulevogo-provoda.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 3283 (28%)
  3. https://www.asutpp.ru/chem-opasen-obryv-nulevogo-provoda.html: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 4381 (38%)

В чем опасность обрыва нулевого провода в доме или в квартире

← Дистанционные светорегуляторы Hager (модульные диммеры)   ||   Стильная простота — новые квартирные щиты Hager Cosmos →

В чем опасность обрыва нулевого провода в доме или в квартире

Обрыв нулевого провода в трехфазной электрической сети — опасное явление, которое может вывести из строя бытовые электроприборы и поразить людей электрическим током. От подстанции (ТП) к потребителю, в данном случае в дом, электричество поступает по четырем проводникам – трем фазным и проводнику, который совмещает функции рабочего нулевого и защитного заземляющего проводника. Ток поступает по наиболее распространенной системе заземления TN-C-S.

Система данного типа предусматривает заземление нейтрали источника питания – трансформатора подстанции. После ввода в здание совмещенный проводник разделяется на рабочий нулевой проводник и защитный, а затем распределяется между квартирами. Три фазы электрической сети при вводе в дом распределяются на примерно равное количество квартир. Но при нормальном режиме работы электрической сети нагрузка по трем фазам неравномерная, так как жители квартир по-разному эксплуатируют электроприборы, и в разные промежутки времени нагрузка по фазам отличается, причем значительно. При этом напряжение по фазам практически равное, так как нулевой провод играет роль балансира, снижает так называемое напряжение смещения нейтральной точки практически до нуля.

В случае обрыва нулевого провода на линии электропередач тут же возникает дисбаланс — возникает перекос фазных напряжений. При этом по одной фазе, где нагрузка меньше напряжение резко возрастает, а на самой загруженной фазе наоборот – падает. При этом в зависимости от перекоса, напряжение на фазах может колебаться от нескольких десятков вольт до значения линейного напряжения трехфазной сети — 380 В. В данном случае все зависит от величины перекоса нагрузок по фазам электрической сети.

Последствия таких перепадов напряжения наверняка всем известны. Значительное превышение напряжения в бытовой сети приведет к выходу из строя практически всей техники, которая в данный момент работала от сети. Чрезмерно низкое напряжение за считанные минуты выведет из строя компрессор холодильника или кондиционера, электродвигатель стиральной машины и другие электроприборы, конструктивно имеющие электродвигатели. Ненормальный режим работы электроприборов может закончиться выходом их из строя с последующим возгоранием.

Выход из строя бытовой техники — это не самое страшное. В случае перегорания нуля до ввода в дом, то есть до разделения его на нулевой и заземляющий проводник, на всех заземленных элементах оборудования, бытовых электроприборах появляется фазное напряжение. В случае прикосновения к таким электроприборам человек будет поражен электрическим током.

Если в доме реализована система уравнивания потенциалов, которая предусматривает электрическое соединение с заземляющей шиной всех металлических элементов конструкции, металлических трубопроводов, то вероятность поражения электрическим током снижается, так как человек не будет касаться двух точек с разным потенциалом. Но, как показывает практика, такая система в большинстве домов не реализована и в случае появления на корпусе электроприбора опасного потенциала и прикосновения человека одновременно к данному электроприбору и металлическому предмету, имеющему другой потенциал, человек будет поражен электрическим током.

Как защитить себя и бытовые электроприборы от вышеописанных последствий?

Основная мера защиты от возможных перепадов напряжения — это установка реле напряжения на вводе домашнего распределительного щитка. В случае чрезмерного снижения или увеличения напряжения реле напряжения мгновенно обесточит электропроводку, защитив при этом включенные в сеть электроприборы.

В случае повреждения нулевого провода и появления опасного потенциала на корпусе оборудования, ни одна из систем заземления сети не даст гарантированную защиту. В сети системы TN-C-S защиты от возможного появления опасного потенциала на корпусе оборудования в случае повреждения нуля до места его разделения нет. В данном случае гарантировать безопасность эксплуатации заземленных электроприборов можно только в том случае, если снабжающая организация выполняет периодические проверки состояния сетей от питающей подстанции непосредственно до главного распределительного щитка дома и своевременно устраняет возможные нарушения.

В электрической сети, где реализована система TT, обрыв нулевого провода не приводит к появлению опасного потенциала на корпусе оборудования. Но при этом перекос напряжений по фазам может возникнуть, поэтому реле напряжения в данных сетях также необходимо установить для защиты бытовых электроприборов.


Решением данной опасной ситуации будет устройство, измеряющее дифференциальную утечку тока и при превышении определенного уровня отключит электрическую линию. Это устройство защитного отключения или дифференциальный автомат. В данном случае при возможной утечке тока на заземленный корпус УЗО моментально обесточит электропроводку. Ни в коем случае не устанавливайте электронное УЗО, а только электромеханическое, т.к. первое при обрыве нуля становится бесполезным прибором. Электронная схема в электронном УЗО при обрыве нуля перестает работать, а с ней весь прибор. Электромеханическое УЗО не имеет такового недостатка и четко отрабатывает пропадание нуля, отключая контролируемую линию.

Наиболее полным техническим решением защиты от обрыва нуля в любой системе электрической сети по нашему мнению будет совместное использование в схеме электропитания реле контроля напряжения и электромеханического УЗО (дифференциального автомата).

Устройство защиты УЗМ-50 и УЗМ-51

Изготовитель Меандр → УЗМ-50М, УЗМ-51М

Назначение УЗМ-50, УЗМ-51
 Однофазное устройство защиты УЗМ-51М, УЗМ-50М предназначено для защиты подключенного к нему электрического оборудования телевизоров, холодильников и пр. в квартирах, на дачах, электрооборудования коттеджей, офисных помещений от скачков напряжения, для отключения оборудования при выходе сетевого напряжения за допустимые пределы, в случае при обрыве нулевого провода, неправильного подключения (вместо нуля и фазы подключили к двум фазам) и автоматического подключения оборудования при восстановлении напряжения.
 Пр необходимости защиты электрооборудования подключаемого к трехфазной сети, для защиты устанавливаются три устройства защиты, по одному в каждую фазу.
 Не заменяет другие аппараты защиты (автоматические выключатели, УЗО и пр.).
УЗМ-50М от УЗМ-51М отличатся отсутствием регулировки порогов, в УЗМ-50М пороги фиксированные.
Устройство представляют собой реле контроля напряжения с мощным электромагнитным реле на выходе, дополненное энергоёмкой варисторной защитой.
После подачи питания либо после аварийного отключения, включение происходит автоматически при восстановлении сетевого напряжения до нормального с задержкой 10 сек (6 мин).
 Включение встроенного реле осуществляется при переходе сетевого напряжения через ноль.

Цена УЗМ-50М 1380р, УЗМ-51М 1750р, + стоимость доставки со страховкой по России, по почте или через Автотрейдинг (основные).

Технические характеристики, устройство защиты от бросков напряжения УЗМ-51М, УЗМ-50М

Напряжения питания, оно же контролируемое AC 160-280 В
Номинальный ток коммутации 63 А
Максимальный ток коммутации 80 А (30 мин)
Установка верхнего порога срабатывания
задержка срабатывания:
при напряжении > 300В
230 В до 280 В с шагом 5В
для УЗМ-50М 265В
0,2 с
20 мс
Установка нижнего порога срабатывания
задержка срабатывания:
при напряжении < 130В
от 210 до 160 В с шагом 5В
для УЗМ-50М 170В
10 с
100 мс
Встроенная варисторная защита от импульсных скачков сетевого напряжения да
Макс. ток шунтирования импульсов варистором 8000 А
Обеспечение подавление импульсов 8/20мкс с энергией до 200 Дж
Фиксированная программируемая задержка повторного включения
( выбирается пользователем )
10 секунд или 6 минут
Сохраняет работоспособность в широком диапазоне напряжения питания 0…440 В
Возможность ручного управления да
Возможно применение в сетях TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ
Габаритные размеры, мм 83x35x67
Работа устройства от повышенного напряжения УЗМ-50М, УЗМ-51М

  При подаче напряжения питания устройство выдерживает время готовности 10 секунд при этом индикация не работает, а затем зеленый индикатор начинает мигать указывая на отсчет выдержки времени включения t1. Если напряжение находится в допустимых пределах, нагрузка подключается к сети питающего напряжения и зажигается зеленый и желтый индикаторы. Возможно ускоренное подключение нагрузки вручную путем нажатия кнопки «ТЕСТ».
ВНИМАНИЕ: Не использовать ручной режим при аварийном состоянии сети. При попытке ручного включения в аварийном режиме устройство не позволит включить питание на нагрузку.
  В рабочем режиме устройство контролирует напряжение питающей сети.
При появлении в сети мощных импульсов напряжения встроенный варистор шунтирует их до безопасной для оборудования величины.
  Двухцветная индикация работает в различных режимах:
  При возрастании напряжения и приближения его к верхнему порогу отключения начинает мигать красный индикатор и при выходе напряжения за допустимый предел, происходит выключение встроенного реле, при этом желтый индикатор выключается, а красный постоянно горит. При возврате напряжения в норму начинается отсчет выдержки времени включения t1 при этом зеленый индикатор начинает мигать после окончания отсчета времени нагрузка подключается к сети питающего напряжения (если во время отсчета времени t1 произойдет выход напряжения за допустимые пределы, отсчет времени t1 сбрасывается).
  При понижении напряжения к нижнему порогу отключения мерцает зеленый индикатор и при выходе напряжения за допустимые пределы начинается отсчет времени задержки отключения t4 при этом красный индикатор начинает мигать, после окончания отсчета времени t4 происходит отключение нагрузки от сети, при этом желтый индикатор выключается, а красный загорается с периодичностью 2 секунды.
При возврате напряжения в норму начинается отсчет выдержки времени включения t1 при этом зеленый индикатор начинает мигать после окончания отсчета времени нагрузка подключается к сети питающего напряжения (если во время отсчета времени t1 снова произойдет выход напряжения за допустимые пределы, отсчет времени t1 останавливается и сбрасывается).
  Если принудительно отключили нагрузку от сети нажатием кнопки «ТЕСТ» двухцветная индикация указывает на это поочередным включением красного и зеленого индикатора.
Повторное нажатие кнопки «ТЕСТ» возвращает изделие в рабочий режим.
  ВНИМАНИЕ: Если отключили нагрузку кнопкой «ТЕСТ» устройство остается в выключенном состоянии так же после снятия и подачи напряжения питания. Включить реле можно только кнопкой «ТЕСТ» повторным нажатием.
При необходимости можно изменить задержку времени включения t1 (10сек. или 6мин.) для этого:
Вручную кнопкой «ТЕСТ» выключить внутреннее реле
Затем нажать и удерживать кнопку «ТЕСТ» (индикатор «норма-авария» погаснет) до тех пор пока индикатор не начнет мигать. Если мигает зеленым цветом то время t1 установлено 10сек., если красным то время t1 установлено 6мин.
Отпустить кнопку «ТЕСТ» внутреннее реле включится.

Обозначение:
+ светодиод включен
— светодиод выключен
 

Диаграмма работы устройства защиты от повышенного напряжения УЗМ-50М, УЗМ-51М
(для увеличения изображения нажать на картинку)

Схема подключения устройства защиты от повышенного-пониженного напряжения УЗМ-50М, УЗМ-51М

C сайта www.mastercity.ru
…Я могу рассказать реальный случай срабатывания УЗМ.
В октябре нас занесло под Питер. Исправляли работу монтажников в одном коттедже. УЗМ-51 к тому моменту уже были установлены. Трехмодульные. Как установлены — это отдельная «песня», но не это суть. Работаем мы, и вдруг на доли секунды ярче загорелись все лампочки и… щелчок — свет погас. Сработал УЗМ. Пока до вводного щита добрались, несколько минут прошло. Замеряем напругу на вводе — света нет.
Пошел прогуляться по поселку. Оказывается, что на соседней улицы верхолазы отпилили макушку высокой березы. А та на провода ВЛ. Провода провисшие были — не оборвало, но, как сказал при сем присутствовавший местный электрик, фаза на фазу легла. Защита на ТП, естественно, не сразу сработала. На вопрос, почему сеть до начала работ не отключили, раз местный электрик при сем присутствовал, ответа не знаю, у него не спрашивал — российская действительность…
В доме работало в этот момент разное оборудование: крутой дизельный котел, телевизор, ресивер, холодильник… Все цело. Слышал, что др. домах кое-что погорело. Но народу в будний, осенний день в поселке мало было — повезло.
Раз уж занесло нас под Питер, специально выделили день, чтобы скататься за 100км в город и познакомится с изобретателями прибора. Заодно был и шкурный интерес — поменять трехмодульные на только появившиеся двухмодульные: нужно было экономить место в щите, да и два варианта задержки включения нужны были.
Вот фото части щита с установленными УЗМ …

Из письма Анатолия:
«Те шесть, которые мы получили от вас по первому заказу, установлены и работают и уже не один раз спасли нашу эл. проводку и эл.технику, причем в самую интересную дату и время: 31 декабря 2011 года 22.00. Спасибо очень большое!» г.Усть-Илимск, Иркутская область

Просмотр видео защита бытовой техники с помощью УЗМ-50М, УЗМ-51М, для просмотра нажать «Play»

Защита от обрыва нуля | Личный блог Александра Некрасова

Сегодня трудно представить себе жилище человека, без хотя бы минимального комплекта бытовой техники, питаемого от однофазной электрической сети. Как правило, это холодильник, стиральная машина, телевизор, утюг, электрический чайник, хотя во многих случаях количество бытовых электроприборов в разы превышает этот аскетический минимум.

Большинству людей, знакомых с электричеством доводилось сталкиваться с обрывом нуля и последствиями, которые несет в себе это опасное явление, известное еще и как отгорание нуля. Обрывы нулевого провода могут возникать по разным причинам и нести в себе различные угрозы:

  • здоровью и жизни людей в случае с обрывом нейтрального провода в розетке однофазной сети;
  • жизни человека и исправности дорогой электротехники при обрыве нейтрали в трехфазной сети.

Что при этом происходит и как защититься от неприятных последствий, попробуем разобраться.

Причины обрыва или отгорания нуля и конкретные угрозы явления

Причиной потери электрического контакта с нулевым проводником может быть что угодно, начиная от банального механического повреждения линии электропередач и заканчивая ненадежным контактом с нейтральным проводом в розетке однофазной сети. Последняя неисправность угрозы для бытовых приборов не несет, однако, отсутствие контакта с нейтралью приводит к появлению на нулевом контакте розетки фазного напряжения. В случае, неправильной разводки электросети с нарушением ПУЭ для трехпроводных розеток, опасный потенциал появится и на корпусе подключенного электроприбора, что резко повысит угрозу травмы от электрического тока.

Иной характер угроз возникает в случае обрыва или отгорания нулевого провода в трехфазной электрической сети. При симметричной трехфазной нагрузке ток в нейтрали практически отсутствует, именно поэтому старые кабельные линии содержат нейтраль с уменьшенным сечением жилы, нежели у фазных проводов. Питание многоквартирных домов предусматривает трехфазную схему «звездой», при которой во вводном распределительном щите происходит ее распределение и электропитание квартир обеспечивается фазным напряжением 220 В.

Большое количество однофазных нагрузок не гарантирует симметрии нагрузки трехфазной электропроводке, поэтому в нейтрали появляется электрический ток. Кроме того, в современных сетях этот ток возрастает благодаря наличию нечетных гармоник кратных третьей, источником которых являются многочисленные импульсные блоки питания, его величина зачастую превышает ток фазных проводников.

Многоквартирные дома старой постройки не были рассчитаны на нынешние токовые нагрузки, обусловленные современным парком электрических приборов, поэтому отгорание нулевого проводника на вводе явление далеко не редкое. Это приводит к резкому перекосу фаз, в результате которого сильно нагруженные квартиры получают заниженное напряжение, а в квартирах с маленькой нагрузкой напряжение в сети может достигать величины линейного 380 В. Последствия такого напряжения для бытовой техники и человека очевидны.

Защитные меры от обрыва нуля

Электробезопасности сегодня уделяется пристальное внимание и опасностей, которые за собой влечет отгорание нейтрального провода легко избежать установкой на вводе реле напряжения – специального прибора, отключающего нагрузку от сети, при выходе напряжения за установленные рамки. Человека от электрических травм в случае обрыва нулевого провода в розетке защитит другой автомат УЗО (устройство защитного отключения), реагирующее на токи утечки, также устанавливаемое в электрических щитах, аналогичные функции выполняет дифференциальный автомат.

Устанавливая эти обязательные приборы у себя дома или в квартире, можно легко обезопасить свою жизнь и жизнь своих близких, а также обеспечить сохранность дорогостоящего имущества.

что это такое, почему это происходит и какие виды защиты существуют

Что такое нулевое, фазное и линейное напряжение?

Электроснабжение потребителя осуществляется по линейным кабелям. Нулевой проводник (нейтраль) используется в электросети для возврата тока от потребителя обратно к генерирующей станции. Нейтраль в нормальном состоянии действует как защита и не имеет напряжения.

От генераторной станции электроэнергия передается потребителю по трехфазной сети. Он состоит из трех проводов с рабочим напряжением, а также нулевого и заземляющего проводов.Между парой рабочих проводов имеется напряжение 380 В, что называется линейным. Рабочий проводник и ноль в паре имеют напряжение 220 В — фазное.

С помощью нуля также происходит саморегулирование нагрузки в трехфазной сети. В случае неравномерной нагрузки по фазам избыточный ток сбрасывается на нейтраль, и система автоматически балансируется.

Что является результатом обрыва нулевого провода, какие бывают обрывы?

Если нулевой провод действует как защита, чем опасен его обрыв? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим ситуацию обрыва в трехфазных и однофазных сетях.

Обрыв нейтрали в трехфазной сети

В однофазной сети обрыв нейтрали опасен для человека. Это можно объяснить тем, что в розетке, где был ноль, появляется опасный потенциал. Эта ситуация особенно опасна в системах заземления TN-C, так как используется совмещенный нулевой и заземляющий PEN-проводник.

Поэтому при обрыве провода на открытых неизолированных частях корпуса электроприбора появляется потенциально опасная для жизни жизнь.

Причины обрыва нулевого провода

Основными причинами обрыва нейтрали являются изношенность электрических сетей и непрофессионализм некоторых убогих электриков, допускающих монтаж проводки без соблюдения необходимых правил. Не доверяйте непрофессионалам!

Как определить нулевой разрыв?

Чтобы найти в квартире обрыв нейтрали, необходимо осмотреть все соединения в распределительном щите. Увидеть и исправить такую ​​проблему несложно.Другое дело, если где-то в стене перегорел провод. Для поиска поврежденного участка под отделкой необходимо использовать специальные тестеры.

Если перегорел нулевой провод на стояке в подъезде, то эту проблему должны решить электрики спецслужбы. Задача хозяина квартиры — обеспечить электробезопасность собственного дома.

Какая существует защита от нулевого разрыва?

Для защиты людей и оборудования от последствий обрыва нуля необходимо использовать специальные защитные устройства на плате ввода: реле напряжения, GFCI или дифференциальный выключатель.Реле напряжения поможет защитить техника от колебаний напряжения. GFCI и дифференциальный выключатель сработают при возникновении утечки тока, что защитит человека от опасного выброса тока. Компания DS Electronics — производитель реле напряжения ЗУБР, которые помогут обезопасить себя от последствий не только обрыва нуля, но и других аварийных ситуаций в электрических сетях.

Широкий ассортимент доступных реле позволяет выбрать устройство с рабочим током от 16 до 63 А, мощностью до 13900 ВА.Для удобства установки устройства изготавливаются в разных формах: на DIN-рейку или для установки непосредственно в розетку.

В любой модели есть функция задержки включения после срабатывания, которая помогает защитить техника от повторных скачков напряжения. Использование алгоритма True RMS обеспечивает большую точность измерения.

Также следует отметить высокую пожаробезопасность реле ЗУБР. Все устройства изготовлены из поликарбоната, который не поддерживает горение. Большинство устройств имеют дополнительную тепловую защиту, которая отключит питание в случае нагрева реле выше установленных температурных показателей.После остывания прибор снова включится, что убережет дом от возгорания.

При производстве реле ЗУБР используются комплектующие таких производителей, как EPCOS, Samsung, HTC и др. Это обеспечивает высокую надежность и долговечность устройств. Компания DS Electronics предоставляет 5-летнюю гарантию на реле ЗУБР.

Заключение

Выход на ноль — это серьезная аварийная ситуация, которая может привести к ряду негативных последствий как для техники, так и для самого человека.Установка реле напряжения в автоматическом режиме отключит питание в случае аварии, что поможет сохранить оборудование и избежать возгорания при перенапряжении. В комплекте с другими устройствами безопасности это устройство поможет обеспечить максимальную защиту вашего дома от различных аварийных ситуаций в электрической сети.

Оборванные проводники и максимальная токовая защита отрицательной последовательности | NOJA Power

10 декабря 2019 г. — Сценарий кошмаров для инженера по энергетическим системам — это обрыв проводника.Подавляющее большинство элементов защиты сети предназначены для работы при слишком большом фазном токе, но в случае обрыва проводника беспокойство вызывает отсутствие тока. Помимо отключения или отключения нагрузки на выходе, оборванные проводники могут вызвать возгорание и остаться незамеченными с помощью обычных релейных методов защиты от перегрузки по току или замыкания на землю. К счастью, понять физику сценария разорванной сети проводов не так уж сложно, и хотя топологии трех- и четырехпроводной распределительной сети дают несколько разные отклики сети, хорошее понимание этих концепций поможет обнаружить и защитить от этого сценария неисправности.

Во-первых, полезно иметь представление о теории симметричных компонентов Fortescue, которую мы можем использовать для сопоставления измеренных фазных токов и напряжений с компонентами положительной, отрицательной и нулевой последовательности. Этот процесс отображения позволяет нам игнорировать дисбаланс между фазами во время неисправностей, что значительно упрощает процесс анализа неисправностей. По сути, большинство методов защиты от переменного тока используют этот процесс преобразования для обнаружения неисправностей.


Где:

Введя значения для каждого измерения фазора, мы можем получить величину и фазу каждого из компонентов последовательности. В идеальном теоретическом мире исправный распределительный фидер не должен демонстрировать дисбаланса и, следовательно, должен иметь только ток прямой последовательности.Вы можете подтвердить это, подставив в уравнения набор сбалансированных векторов тока и увидев, что результат прибавляется к нулю для каждого уравнения, кроме положительной последовательности.

В мире распределения переменного тока симметричные компоненты не ограничиваются только токами. Напряжения и импедансы также могут быть представлены в формате компонентов последовательности, что значительно упрощает анализ неисправностей. Более полный трактат по этому вопросу можно прочитать здесь: Защита электрических сетей , но когда мы рассматриваем случай обрыва проводов, важно признать, что:

  • Источники напряжения ограничены элементами положительной последовательности
  • Имеется эквивалентное сопротивление положительной, отрицательной и нулевой последовательности для распределительной сети

Рассматривая сценарий обрыва проводника, давайте сначала рассмотрим, что происходит в трехпроводной системе.

Рисунок 1 — Трехпроводная система с поврежденным проводником в фазе A

В качестве первого шага анализа стоит понять, что означает обрыв проводника для каждого из фазных токов. При прерывании фазы A, как показано на рисунке 1, мы эффективно устраняем ток, протекающий через эту фазу. Несмотря на попытки трехфазных генераторов протолкнуть ток по линиям, мы можем предположить, что ток не течет, в результате чего возникает явный дисбаланс.Мы можем переписать схему следующим образом:

Рисунок 2 — Трехпроводная схема с обрывом проводника в фазе А

Для опытного инженера по защите рисунок 2 очень напоминает анализ межфазного замыкания, что в целом имеет смысл. При межфазном замыкании неповрежденная фаза будет иметь бесконечный импеданс по сравнению с коротким замыканием между двумя другими проводниками.Единственное отличие состоит в том, что при КЗ между фазами мы учитываем только полное сопротивление линии, а при обрыве проводника мы учитываем полное сопротивление нагрузки. Что касается замыканий между фазами, для сценария обрыва проводника в трехфазной линии наша эквивалентная схема становится:

Рисунок 3 — Эквивалентная схема, трехпроводная сеть с поврежденным проводником

Это дает нам несколько ключевых наблюдений.

  1. При обрыве проводника ток прямой последовательности совпадает с током обратной последовательности. Когда проводник не сломан, его 100% положительная последовательность и 0% отрицательная последовательность.
  2. Токи прямой и обратной последовательности рассчитываются с использованием одного и того же импеданса.
  3. Нагрузка все еще может быть достаточно высокой, чтобы i 1 не превышал уровень срабатывания перегрузки по току — опасно.

Современные цифровые реле защиты часто предлагают как защиту от отрицательной последовательности фаз, так и защиту от перегрузки по току. Для трехпроводного случая мы можем видеть, что ожидаемая составляющая обратной последовательности фаз зависит от импеданса нагрузки в сценарии с обрывом проводника. Следовательно, фактический результирующий ток обратной последовательности зависит от топологии нагрузки во время неисправности. В целях прагматизма мы могли бы считать, что теоретически сеть должна демонстрировать очень низкий ток обратной последовательности в исправном состоянии, поэтому мы могли бы правдоподобно использовать это в качестве обоснования для установки довольно низкой рабочей точки для NPS.Это может сработать в простых сценариях, но когда становится проблемой оценка степени защиты между несколькими устройствами, отказ от фазы ниже по течению к фазе в следующей зоне может проявляться как сбой NPS в зоне выше по потоку, что приводит к состоянию гонки между чрезмерно чувствительными NPS в вышестоящее устройство и обычная функция максимальной токовой защиты в автоматическом выключателе, ближайшем к месту повреждения.

Когда сложно собрать информацию об импедансе, мы можем полагаться на соотношение i 1 = i 2 в трехфазной системе во время повреждения проводника.Когда происходит обрыв проводника, в идеальной теоретической модели:

Или в процентах:

Назначен код защиты ANSI 46BC (сломанный проводник), это отношение отрицательной последовательности к положительной исключает зависимость импеданса из расчета.Таким образом, независимо от нагрузки, мы имеем чувствительность к неисправности обрыва проводника. Для эффективного обнаружения сценария обрыва проводника в трехфазной сети, и очень редко для любого нормального сетевого сценария в трехфазной сети будет превышение 20% тока отрицательной последовательности для положительной последовательности. Таким образом, это обычная начальная настройка для этой функции в полевых условиях, обеспечивающая градацию с элементами перегрузки по току с учетом случаев разрыва фазы.

Распространенный в топологиях сетей Северной Америки и распределительных сетях НН в Австралии, четырехпроводный трехфазный дает несколько иной результат при рассмотрении эффектов прерывания фазы.

Добавляя нейтральный проводник, мы усложняем расчет, потому что нейтраль становится проводником тока в несимметричных условиях. Часто это является соображением конструкции, что позволяет обеспечить непрерывность обслуживания двух третей потребителей в случае низковольтного напряжения, если одна фаза выйдет из строя, но добавляя проводник, мы уменьшаем наше соотношение с i 2 до i 1 в сценарий сломанного проводника.Включив нейтральный проводник, мы вводим эффект импеданса нулевой последовательности:

Рисунок 5 — Эквивалентная схема для сломанного проводника в четырехпроводной трехфазной сети.

Опять же, мы сталкиваемся с эквивалентной сетью, которая очень похожа на двойное замыкание линии на землю, за исключением того, что мы рассматриваем импедансы нагрузки, а не импедансы линий.Предположим, что полное сопротивление источника незначительно по сравнению с нагрузкой, поэтому при упрощении мы имеем:

Ключевое различие между четырехпроводной и трехпроводной системами заключается во включении нулевой последовательности в результирующий расчет. Расчет для i 1 :

И если предположить, что i 2 отрицательное, и принимая топологию как текущий делитель:

Чтобы рассчитать минимальное соотношение оборванных проводов в четырехпроводной системе, нам необходимо знать полное сопротивление нагрузки как нулевой, так и обратной последовательности.Как правило, полное сопротивление нулевой последовательности больше, чем полное сопротивление обратной последовательности, поэтому | i 2 / i 1 | коэффициент не равен нулю, но при отсутствии информации об импедансе нагрузки лучше эмпирически оценить полевые данные перед применением функции 46BC. Предыдущее обслуживание предполагает, что 20% | i 2 / i 1 | Коэффициент достаточен для чувствительности в четырехпроводных сетях, но не защищен от ложных срабатываний в сильно несбалансированных сетях.

«Несмотря на то, что наше обнаружение обрывов проводника является сложным для полного понимания, его легко настроить, нужно только запрограммировать соотношение между токами прямой и обратной последовательности, — говорит управляющий директор NOJA Power Group, — которое мы обычно рекомендуем составлять 20%.Его даже можно настроить на подачу сигнала тревоги вместо отключения, чтобы подтвердить эту концепцию в вашей сети ».

Обнаружение обрыва проводника в распределительной сети — это сценарий, который может быть соответствующим образом обнаружен с помощью тока обратной последовательности. При использовании только NPS для соответствующего расчета необходимо знать полное сопротивление обратной последовательности нагрузки. Особый случай существует для трехпроводных сетей, где импедансы нагрузки прямой и обратной последовательности компенсируются в сценарии обрыва фазы, что позволяет коммунальным предприятиям с 3-проводными распределительными сетями использовать | i 2 / i 1 | ANSI 46 Защита от обрыва проводника при отсутствии данных об импедансе нагрузки.

Для 4-проводных систем расчет немного усложняется, но может быть аппроксимирован эмпирическими данными, дающими инженерам представление о потенциально опасном сценарии обрыва проводника.

Система реклоузера OSM

NOJA Power оснащена полным набором элементов защиты от отрицательной последовательности фаз и обрыва проводника, что позволяет коммунальным предприятиям извлекать выгоду из имеющихся у них активов и обеспечивать чувствительность к этой опасной категории неисправностей с незначительными затратами.Чтобы узнать больше, посетите www.nojapower.com.au или обратитесь к местному дистрибьютору NOJA Power.

Список литературы

  • Elneweihi, A.F., Feltis, M. W., Schweizer, E.O., © 1993, «Применение элемента перегрузки по току отрицательной последовательности и координация в защите распределения», IEEE Transactions on Power Delivery, Vol 8, no 3,
  • Преве, К.© 2006, «Защита электрических сетей», ISTE Ltd, ISBN-13: 978-1-

    9-06-04

Что такое потеря фазы? Как я могу защитить свое оборудование?

Вопрос:

Что такое обрыв фазы? Как я могу защитить свое оборудование?

Ответ:

Когда одна фаза трехфазной системы потеряна, происходит потеря фазы. Это также называется «однофазным». Обычно обрыв фазы вызван перегоревшим предохранителем, тепловой перегрузкой, обрывом провода, изношенным контактом или механическим отказом.Обрыв фазы, который не обнаруживается, может быстро привести к небезопасным условиям, отказам оборудования и дорогостоящим простоям.

В условиях обрыва фазы двигатели, насосы, воздуходувки и другое оборудование потребляют чрезмерный ток на оставшихся двух фазах, что приводит к быстрому перегреву обмоток двигателя. Выходная мощность значительно снижается, и запуск в таких условиях невозможен. Это потенциально может оставить оборудование в состоянии «заблокированного ротора», что приведет к перегреву и еще более быстрому повреждению оборудования.

Часто бывает сложно быстро найти неисправность при потере фазы и определить основную причину. Напряжения и токи в трехфазной системе обычно не просто падают до нуля при потере фазы. Часто измерения дают сбивающие с толку значения, которые требуют большого сложного анализа для правильной интерпретации. Между тем, поломки и простои оборудования продолжают расти.

Трехфазное реле контроля, также называемое реле обрыва фазы, является экономичным вложением, которое легко установить.Трехфазное реле контроля защищает от повреждений, вызванных обрывом фазы, а также другими условиями трехфазного короткого замыкания. Эти реле уведомляют об условиях неисправности и предоставляют управляющие контакты для отключения двигателей или другого оборудования до того, как произойдет повреждение. Кроме того, реле обеспечивает четкую индикацию наличия неисправности, что позволяет быстро устранять неисправности и сокращать время простоя.

Трехфазные реле контроля могут быть спроектированы в новых установках или легко модернизированы в существующие установки.Доступно несколько моделей, обеспечивающих различные типы защиты, и предлагается несколько диапазонов напряжения для большинства трехфазных приложений.

Трехфазные двигатели и другое оборудование обычно используются в различных отраслях промышленности:

  • ОВК
  • Горное дело
  • Насос
  • Лифт
  • Кран
  • Подъемник
  • Генератор
  • Орошение
  • Петро-Хим
  • Сточные воды
  • И более

Macromatic предлагает единственный в своем роде фазовый монитор, который сохраняет индикацию неисправности и продолжает контролировать все напряжения даже при наличии потери фазы.Проиграйте любую фазу. Видеть это. Каждый раз. Узнайте больше о трехфазных контрольных реле Macromatic, чтобы предотвратить повреждение важных двигателей и оборудования.

Способ защиты от однофазного прерывания распределительной сети с учетом влияния режимов заземления нейтрали | Защита и управление современными энергосистемами

Параметр характеристики защиты

Из ур. (3) — (5) и ур. Из (9) — (15) видно, что напряжение нейтрали и ток фидера при нормальной работе и однофазном коротком замыкании распределительной сети существенно различаются при другом режиме заземления.Напряжение нейтрали зависит от x и k после однофазного повреждения, и имеет максимальное значение.

Когда нейтральная точка не заземлена, в сочетании с ур. (11) максимальное изменение напряжения нейтрали составляет

$$ {U} _ {\ mathrm {Omax}} = \ frac {1} {2 {k} _ {\ mathrm {min}}} {U} _ {\ varphi} $$

(21)

Когда нейтральная точка является заземленной катушкой гашения дуги, в сочетании с уравнением. (13) максимальное изменение напряжения нейтрали составляет

$$ {U} _ {\ mathrm {Omax}} = \ frac {1} {2p {k} _ {\ mathrm {min}}} {U} _ {\ varphi} $$

(22)

Когда нейтральная точка заземлена с низким сопротивлением, в сочетании с уравнением.(15) максимум изменения напряжения нейтрали равен

$$ {U} _ {\ mathrm {Omax}} = \ frac {3 {R} _ {\ mathrm {d}} \ omega {C} _ {\ mathrm {max}}} {2} {U } _ {\ varphi} $$

(23)

Где, k min — отношение емкости системы к максимальной емкости фидера; C max — максимальная емкость относительно земли во всех фидерах; U φ — нормальное рабочее фазное напряжение.

Поскольку ток последовательности при нормальной работе очень мал, в сочетании с уравнением.{\ prime} -0 = — \ frac {Z_0} {Z _ {\ mathrm {N} 1} {Z} _0 + {Z} _ {\ mathrm {N} 1} {Z} _2 + {Z} _2 {Z} _0} {\ dot {E}} _ A \ end {array}} $$

(24)

Согласно ур. (24), изменения токов прямой и обратной последовательности равны до и после однофазного замыкания. Более того, поскольку разница в режиме заземления влияет только на импеданс нулевой последовательности, соотношение изменений тока прямой и обратной последовательности всегда устанавливается в различных режимах заземления, которые не зависят от импеданса нулевой последовательности.{\ prime} \ frac {Z _ {\ mathrm {S} 2}} {Z _ {\ mathrm {eq} 2} + {Z} _ {\ mathrm {S} 2}} $$

(25)

Где, Z S2 — эквивалентное полное сопротивление обратной последовательности системы.

Ток обратной последовательности в основном протекает от фидера повреждения в верхнюю сеть, поскольку эквивалентное сопротивление обратной последовательности системы распределительной сети среднего напряжения намного меньше, чем полное сопротивление обратной последовательности линии [11]. Как следствие, ток обратной последовательности на исправном фидере намного ниже, чем в отказоустойчивом фидере.Отношение изменения тока прямой и обратной последовательности исправного фидера меньше 1.

Следовательно, напряжение нейтрали и изменение тока последовательности выбираются в качестве параметра характеристики защиты, который может точно отражать возникновение одиночного замыкания. обрыв фазы и отличить фидер неисправности от фидера исправного.

Критерий защиты

В данной статье предлагается метод защиты от однофазного обрыва для распределительной сети с учетом влияния режимов заземления нейтрали.Ввиду значительного изменения напряжения нейтрали до и после повреждения, он выбран в качестве критерия запуска, который может быстро отражать возникновение однофазного повреждения. Выражение

$$ {K} _ {\ mathrm {rel}} {U} _ {\ mathrm {unb}} <{U} _ {\ mathrm {O}} <{K} _ {\ mathrm {rel}} {U} _ {\ mathrm {O} \ max} $$

(26)

Где, K отн. — коэффициент надежности.

Тем не менее, некоторые короткие замыкания также вызывают смещение напряжения нейтрали.Однако однофазное повреждение не вызывает увеличения тока. Выбор фазного тока шины в качестве критерия блокировки может эффективно отличить однофазное повреждение от короткого замыкания. Учитывая легкую нагрузку на линию или ее отсутствие, выражение имеет вид

$$ {I} _ {\ varphi} (t) — {I} _ {\ varphi} \ left (t-T \ right) \ le 0 $$

(27)

Где, I φ ( t ) — примерное значение фазного тока шины в текущий момент; I φ ( t-T ) — это значение выборки фазного тока шины в предыдущем цикле.

На основе различных характеристик изменения соотношение изменения тока прямой и обратной последовательности используется для построения критерия выбора линии, который может точно отличить фидер повреждения от фидера исправного. Выражение

$$ 1- {K} _ {\ mathrm {set}} <{n} _i <1+ {K} _ {\ mathrm {set}} $$

(28)

Где, n i — отношение изменения амплитуды тока прямой и обратной последовательности на выходе из фидера i ; K set — это поле, обычно 0.1 ~ 0,2 (Требуется, чтобы настройка K set могла четко идентифицировать фидер неисправности. Принимая во внимание влияние степени асимметрии, погрешности измерения и шума, более целесообразно принять K set = 0,1).

Кроме того, критерий блокировки в основном используется для различения коротких замыканий и разрывов. Защита от короткого замыкания обычно является быстродействующей. Следовательно, может быть установлена ​​определенная временная задержка, которая может не только взаимодействовать с защитой от короткого замыкания, но также реализовывать сегментную защиту линии.

Согласно ур. (26) — (28), способ защиты от однофазного прерывания от короткого замыкания в распределительной сети показан на фиг. 3, включая пусковой компонент, компонент выбора линии и блокирующий компонент.

Рис. 3

Логическая схема защиты от однофазного размыкания

Специальная логика действий: когда напряжение нейтрали выше нормального несимметричного напряжения и меньше максимального напряжения однофазного замыкания на разрыв, стартовый компонент действует; когда амплитуда фазного тока шины увеличивается, блокирующий компонент действует, чтобы предотвратить ошибочную оценку, в противном случае блокирующий компонент не действует, определяя, что происходит однофазное замыкание с разрывом; когда определенное устройство подачи i удовлетворяет 1 — K set i <1 + K set , компонент выбора линии действует и отправляет сигнал предупреждения или отключения, определяя, что устройство подачи имеет однофазное замыкание на разрыв.

Когда нейтральная точка заземлена разными способами, необходимо только отрегулировать минимальное и максимальное значения напряжения нейтрали, соответствующие критерию пуска, без изменения принципа защиты, в то время как критерий блокировки и критерий выбора линии являются фиксированными. Поэтому этот способ защиты применим к любым режимам заземления.

Для выбора фазы повреждения это может быть достигнуто двумя следующими способами. Во-первых, поскольку напряжение фазы повреждения больше, чем напряжение фазы без повреждения [14, 16], выбор фазы может быть реализован путем сравнения фазных напряжений.Во-вторых, неповрежденный фазный ток является непрерывным после однофазного замыкания, в то время как фазный ток короткого замыкания является прерывистым, который равен входному току нагрузки и изменяется более значительно [13]. Следовательно, выбор фазы повреждения может быть реализован путем сравнения изменения фазного тока.

Замыкания на землю в незаземленных системах (риски и обнаружение)

Где применяются незаземленные системы

Незаземленные системы — это энергосистемы без преднамеренного заземления.Однако они заземлены за счет естественной емкости системы относительно земли. Таким образом, уровень тока короткого замыкания очень низкий, так что повреждение оборудования минимально.

Выявление замыканий на землю в незаземленных системах

Не обязательно, чтобы поврежденная зона была быстро изолирована. Это преимущество, и поэтому оно иногда используется в системах промышленных предприятий, где высокая непрерывность обслуживания важна для минимизации перерывов в дорогостоящих производственных процессах.

Однако незаземленные системы подвержены высоким и разрушительным переходным перенапряжениям и, следовательно, всегда представляют потенциальную опасность для оборудования и персонала.

Таким образом, они обычно не рекомендуются, даже если они обычно используются.

Содержание:

  1. Неисправности в незаземленных системах
  2. Переходные перенапряжения (как следствие)
  3. Методы обнаружения заземления для незаземленных систем
    1. Трехфазные трансформаторы
    2. Однофазные трансформаторы
  4. Незаземленная система — легко объяснимо (ВИДЕО)

1. Неисправности в незаземленных системах

КЗ между фазой и землей в незаземленной системе существенно смещают нормальный симметричный треугольник напряжения, как показано на Рисунке 1.Небольшие токи, протекающие через последовательные фазные импедансы, вызовут очень небольшое искажение треугольника напряжений, но на практике это так, как показано на рисунке 1b.

Рисунок 1 — Сдвиг напряжения при замыкании фазы на землю в незаземленной системе: (a) нормальная сбалансированная система; (б) фаза А с глухим заземлением

Типичная схема проиллюстрирована на Рисунке 2, показывающем протекание тока.

Цепи последовательности показаны на рисунке 3. Значения распределенного емкостного реактивного сопротивления X 1C , X 2C и X 0C очень велики, тогда как значения последовательного реактивного сопротивления (или импеданса) X 1S , X T , X 1L , X 0L и т. Д. Относительно очень малы.Таким образом, на практике X 1C замыкается на X 1S и X T в цепи прямой последовательности, и аналогично для сети обратной последовательности.

Поскольку эти последовательные импедансы очень низкие, X 1 и X 2 приближаются к нулю по сравнению с большим значением X 0C .

Рисунок 3 — Последовательные сети и соединения для замыкания фазы на землю в незаземленной системе

Следовательно:

I 1 = I 2 = I 0 = V s / X 0c (уравнение 1)

и

I a = 3I 0 = 3V с / X 0c (уравнение 2)

Этот расчет можно произвести в на единицу ( pu) или амперы (A) , помня, что V S и все реактивные сопротивления (импедансы) являются величинами между фазой и нейтралью.

Неисправные токи фаз b и c будут равны нулю при определении из токов последовательности согласно уравнению 1. Это верно для самой неисправности.

Однако во всей системе распределенная емкость X 1C и X 2C фактически параллельна последовательным реактивным сопротивлениям X 1S , X T и так далее, так что в системе I 1 и I 2 не совсем равно I 0 . Таким образом, I b и I c существуют и имеют небольшие размеры, но они необходимы в качестве обратных путей для тока короткого замыкания I a .

Это показано на рисунке 2.

Рисунок 2 — КЗ между фазой и землей в незаземленной системе

Если I a = −1 pu , то I b = 0,577 ∠ + 30 ° и I c = 0,577 ∠ − 30 ° .

В промышленных приложениях, где могут использоваться незаземленные системы, X 0C практически равен X 1C = X 2C и эквивалентен зарядной емкости трансформаторов, кабелей, двигателей, устройства подавления перенапряжения. конденсаторы, локальные генераторы и т. д. в зоне незаземленной цепи.

Различные справочные источники предоставляют таблицы и кривые для типичных зарядных емкостей на фазу компонентов энергосистемы. В существующей системе общая емкость может быть определена путем деления измеренного фазного зарядного тока на линейное напряжение.

Обратите внимание на то, что при возникновении неисправностей в разных частях незаземленной системы X 0C не изменяется значительно . Поскольку последовательные импедансы довольно малы по сравнению, токи короткого замыкания практически одинаковы и не зависят от места замыкания.Это делает непрактичным выборочное обнаружение неисправностей в этих системах с помощью реле защиты.

Когда происходит замыкание фазы на землю, неповрежденные напряжения между фазой и землей увеличиваются, в частности, на √3 (см. Рисунок 1b). Таким образом, эти системы требуют изоляции между фазами напряжения.

В нормально-сбалансированной системе (см. Рисунок 1a) V an = V ag , V bn = V bg и V cn = V cg . Когда происходит замыкание на землю, напряжения между фазой и нейтралью сильно различаются.

Нейтраль n или N определяется как точка , имеющая такой же потенциал, как и точка соединения группы (три для трехфазных систем) равных нереактивных сопротивлений, если их свободные концы подключены к соответствующие главные клеммы (фазы энергосистемы) » (IEEE 100). Это n, показанное на рисунке 1b.

Из этого рисунка падение напряжения вокруг правого треугольника составляет:
V bg — V bn — V ng = 0 (уравнение 3)

и вокруг левого треугольника: V cg — V cn — V ng = 0 (уравнение 4)

Дополнительно: V ng + V an = 0 (уравнение 5)

Из основного уравнения,

V ag + V bg + V cg = 3V 0 (уравнение 6)
V an + V bn + V cn = 0 (уравнение 7 )

Вычитая уравнение 7 из уравнения 6, подставляя уравнение 3 в уравнение 5 и используя V ag = 0:

V ag — V an + V bg — V bn + V cg — V cn = 3V 0 ,
V ng + V ng 9 0092 + V нг = 3V0,
В нг = V 0 (уравнение 8)

Таким образом, смещение нейтрали представляет собой напряжение нулевой последовательности.В сбалансированной системе, показанной на Рисунке 1a, n = g, V 0 равно нулю, и нейтральное смещение отсутствует.

Вернуться к содержанию ↑


2. Переходные перенапряжения как следствие

Повторное зажигание дуги после прерывания тока в выключателе или в результате повреждения может привести к большим деструктивным перенапряжениям в незаземленных системах . Это явление проиллюстрировано на Рисунке 4 ниже.

В емкостной системе ток опережает напряжение почти на 90 °.Когда ток прерывается или дуга гаснет до нулевого или близкого к нему значения, напряжение будет на максимальном или близком к нему значении. Когда выключатель разомкнут, это напряжение остается на конденсаторе, чтобы спадать с постоянной времени емкостной системы. В исходной системе это продолжается, как показано для V S .

Таким образом, за полупериод напряжение на открытом контакте почти вдвое превышает нормальное пиковое значение.

Если произойдет повторный пробой (переключатель замкнут на Рисунке 4), базовое напряжение +1 о.е. емкостной системы сместится до системного напряжения -1 о.е., но из-за индуктивности и инерции системы оно перескочит до максимума. возможность −3 о.е.

Рисунок 4 — Переходное перенапряжение в незаземленной системе

Если дуга снова гаснет около нулевого тока (переключатель разомкнут), но снова зажигается (переключатель замкнут), напряжение системы будет пытаться сместиться до +1 о.е. , но еще раз перерегулирование, на этот раз до потенциального максимума +5 о.е. .

Это могло продолжаться до –7 о.е. , но, тем временем, изоляция системы, несомненно, выйдет из строя, что приведет к серьезной неисправности. Таким образом, незаземленные системы следует использовать с осторожностью и применять при более низких напряжениях (<13.8 кВ), где уровень изоляции системы выше.

Если используется эта система, важно незамедлительно найти и устранить замыкание на землю . Поскольку ток короткого замыкания очень низкий, его легко игнорировать и продолжать работу.

Однако в случае неисправности другие фазы работают при основном в 1,73 раза превышающем нормальное напряжение между фазой и землей. Если повреждение изоляции вызвало первое замыкание на землю, более высокие напряжения могут ускорить пробой неповрежденных фаз, что приведет к двойному замыканию на землю или трехфазному замыканию.

Тогда возникнут высокие токи короткого замыкания, что потребует быстрого останова и мгновенной остановки производства.

На практике полностью незаземленных систем не существует. Как только детектор неисправности применяется с использованием одного или трех трансформаторов напряжения, система заземляется благодаря высокому сопротивлению этих устройств . Сопротивление реле и соответствующих балластных резисторов помогает ограничить переходные перенапряжения, так что существует очень мало случаев перенапряжения.

Вернуться к содержанию ↑


3. Методы обнаружения заземления для незаземленных систем

Напряжение обеспечивает наилучшую индикацию замыкания на землю, поскольку ток очень низкий и, в основном, не изменяется в зависимости от места повреждения . Два используемых метода показаны на Рисунке 5 и Рисунке 6.

Они указывают на то, что замыкание на землю существует, но не там, где оно есть в первичной системе.

Вернуться к содержанию ↑


3.1 Трехкратные трансформаторы напряжения

Предпочтительно использовать трансформатор напряжения с заземлением звезды и разомкнутым треугольником (см. Рисунок 5).

Балластные резисторы используются для уменьшения смещения нейтрали либо из-за несбалансированных цепей возбуждения трансформаторов напряжения, либо из-за феррорезонанса между индуктивным реактивным сопротивлением трансформаторов и реле напряжения и емкостной системой.

Рисунок 5 — Обнаружение замыкания на землю по напряжению с использованием трех трансформаторов напряжения, соединенных звездой-заземлением – разомкнутым треугольником

Напряжение для реле на Рисунке 5 из Рисунка 1b составляет:

  • В pq = 3V0 = V ag + V bg + V cg
  • V pq = (√3V LN cos30 °) × 2 = 3V LN (уравнение 9)

Таким образом, напряжение, доступное для реле для замыкания фазы на землю в незаземленной системе в три раза превышает нормальное напряжение между фазой и нейтралью.

Обычно используется коэффициент ТН первичной обмотки V LN : 69,3 В, так что максимальное напряжение реле твердого заземления будет 3 × 69,3 = 208 В . Поскольку реле будет использоваться для отправки аварийного сигнала, его постоянное номинальное напряжение должно быть больше или равно этому значению. В противном случае необходимо использовать вспомогательный понижающий трансформатор .

Рисунок 5 упрощен. Обычно используется трансформатор напряжения , заземленный звездой-звездой , и вспомогательный трансформатор , заземленный звездой-разомкнутым треугольником, .

Иногда главный трансформатор напряжения имеет двойную вторичную обмотку, одна из которых может быть подключена к разомкнутому треугольнику. Лампы могут быть подключены к каждой вторичной обмотке с разомкнутым треугольником для визуальной индикации.

Типичные значения сопротивления вторичной обмотки, полученные опытным путем, показаны в таблице 1.

Таблица 1 — Типичные значения сопротивления вторичной обмотки

Резистор R
Ом Ватт при 208 В
2.4 2,400: 120 250 175
4,16 4,200: 120 125 350
7,2 7,200: 120 907 907 5907 907 959 14,400: 120 85 510

Вернуться к содержанию ↑


3.2 Трансформаторы одиночного напряжения

Трансформатор одиночного напряжения на Рисунке 6 особенно подвержен возможному феррорезонансу без соответствующего сопротивления в вторичный.

Рисунок 6 — Обнаружение заземления по напряжению с помощью трансформатора одиночного напряжения

Без этого сопротивления V bg вычисляется (уравнение 10) :

Если емкость распределенной системы X C делится на реактивное сопротивление возбуждения трансформатора X e равно 3, тогда теоретически V bg бесконечно. Насыщение трансформатора напряжения предотвратит это, но вполне возможно, что точка заземления треугольника напряжения abc будет далеко за пределами этого треугольника.

Это называется «инверсией нейтрали» , как показано на рисунке 7.

Рисунок 7 — Векторная диаграмма, иллюстрирующая инверсию нейтрали с ненагруженным трансформатором напряжения, подключенным к фазе b, как показано на рисунке 6. Пример с Xc = — j3
и Xe = j2. Все значения указаны на единицу.

В этом случае отношение X C / X e составляет 1,5, следовательно, в уравнении 10 выше, V bg = 2,0 о.е., как показано на рисунке 7. Для простоты, сопротивление ни в системе, ни поперек предполагается вторичная обмотка трансформатора напряжения.

Постоянные напряжения между фазой и землей были почти в четыре раза выше. Кроме того, взаимодействие переменного возбуждающего трансформатора импеданса с емкостью системы может вызвать феррорезонанс с очень сильными и искаженными формами сигналов. Это применение одиночного ТН не рекомендуется, но если используется вторичная система, она должна быть нагружена сопротивлением.

Эту схему обнаружения заземления следует использовать с осторожностью , чтобы избежать «нейтральной» инверсии и феррорезонанса , как указано выше.Реле напряжения настроено так, чтобы его контакты оставались разомкнутыми для нормального вторичного напряжения между фазой и землей.

При замыкании на землю в фазе b напряжение падает, и реле напряжения сбрасывается, замыкая контакты минимального напряжения. Если происходит замыкание на землю фазы a или c, напряжение реле увеличивается примерно на 1,73 В, что приводит к срабатыванию реле при повышенном напряжении.

Работа при пониженном или повышенном напряжении обычно включает аварийный сигнал, чтобы предупредить операторов о замыкании на землю , чтобы они могли организовать упорядоченное или удобное отключение.

Вернуться к содержанию ↑


4. Незаземленная система — легко объяснимо (ВИДЕО)

Эта серия видео состоит из трех роликов: один объясняет преимущества IT-системы, второй описывает, что происходит в IT -система в случае нарушения изоляции, и последняя объясняет, как определить место повреждения изоляции.

Часть 1 — Преимущества незаземленной системы


Часть 2 — Что происходит в случае нарушения изоляции?


Часть 3 — Как вы обнаруживаете замыкания на землю в незаземленных системах?

Вернуться к содержанию ↑

Источник // Принципы и применения защитных реле Дж.Льюис Блэкберн и Томас Дж. Домин (покупка в твердом переплете на Amazon)

Безопасность с нулевым доверием | Duo Security

Возникает потребность в доверии

В начале 2000-х был создан Иерихонский форум для борьбы с «де-периметризацией», которая становилась все более и более распространенной на рабочих местах. Гибридная инфраструктура означала, что традиционный подход к обеспечению безопасности «замок и ров» устарел, а поверхность угроз расширилась.

Рождение Zero Trust

В 2009 году Джон Киндерваг, в то время вице-президент и главный аналитик группы безопасности и рисков Forrester Research, представил концепцию «модели нулевого доверия» в ответ на эти проблемы безопасности.Он определил подход как подход, предполагающий, что трафик в корпоративной сети по умолчанию не более надежен, чем трафик, исходящий извне.

Google реализует BeyondCorp

Эта модель послужила строительными блоками для Google BeyondCorp, представленного в 2014 году. BeyondCorp — это конкретная реализация Google архитектуры нулевого доверия. Он включает в себя безопасную идентификацию пользователей и устройств, отделение доверия от сети, экстернализацию приложений и рабочего процесса и реализацию управления доступом на основе инвентаризации.

Gartner создает непрерывную адаптивную оценку рисков и доверия

Модель Gartner CARTA — непрерывная адаптивная оценка рисков и доверия — призывает к переходу от одноразовых решений о двоичном доступе к решениям, основанным на контексте, риске и доверии. Эта модель предполагает предоставление пользователям достаточного доверия, даже после аутентификации, для выполнения запрошенного действия.

Forrester Extends Zero Trust

Forrester перешел на расширенную платформу с нулевым доверием и представил семь основ для реализации модели.Исследовательский гигант начал публикацию отчета Wave с оценкой ведущих поставщиков, предлагающих решения с нулевым доверием.

Zero Trust становится мейнстримом

В 2019 году нулевое доверие стало мейнстримом благодаря руководству NIST SP-800-207 о нулевом доверии и руководству NCSC Великобритании. Эти рекомендации согласовывают важные основные принципы безопасности, на которые каждая организация должна обращать внимание при разработке собственного пути нулевого доверия

Каков принцип нулевой линии и линии земли? Многие люди ошибочно воспринимают нулевую линию.

Многие люди неправильно понимают нулевую линию. Каков принцип нулевой линии и линии земли? И послушайте учителя Чжан Байфаня.

Давайте сначала посмотрим на рисунок 1:

Фактически, пока три фазы не сбалансированы, напряжение нейтральной линии будет расти, даже если нейтральная линия не разорвана.

Давайте посмотрим на рисунки 2 и 3:

Видно, что если

с

Другой, трехфазное напряжение несимметрично, нулевое линейное напряжение

Конечно, он не равен нулю.

Точно так же мы можем видеть, что ток позади точки останова нулевой линии также связан с трехфазным дисбалансом.

Глядя на рисунок 3, мы обнаруживаем, что в PEN нулевой линии используется метод многоточечного заземления, чтобы избежать повышения напряжения позади точки разрыва нулевой линии.

Обратите внимание, что система заземления, соответствующая рисунку 2, называется TN-C, а система заземления, соответствующая рисунку 3, называется TN-C-S.

Давайте посмотрим на Рисунок 4:

Глядя на нижнюю диаграмму рисунка 4, мы обнаруживаем, что, когда L3 замкнут накоротко на корпус потребителя, ток течет через нейтраль, а ток течет через землю.

Обратите внимание, что сопротивление нулевой линии и сопротивление заземляющей сетки фактически параллельны. По электрофизическим знаниям средней школы мы знаем, что ток параллельной цепи обратно пропорционален сопротивлению резистора, а именно:

Отсюда:

Из приведенной выше формулы видно, что ток земли связан с соотношением сопротивления нейтрали и сопротивления земли. Берём сопротивление заземления 4 Ом и подставляем конкретные параметры, чтобы получить ток заземления:

Даже если следовать инженерной практике, сопротивление заземления равно 0.8 Ом, а ток заземления:

Другими словами, ток заземления составляет всего 3% ~ 15% тока нулевой линии! Берем промежуточное значение, тогда ток земли всего 6% от нулевого линейного тока.

Теперь позвольте мне задать вопрос:

Первое изображение: система заземления TN-C и система TN-S

Поскольку система заземлена в цепи, но корпус нагрузки не заземлен напрямую, а косвенно заземлен через нейтральный PEN, система заземления называется TN-C.

Левый верхний угол рисунка — обмотка низковольтной стороны трансформатора. Мы видим, что это приводит к трем фазовым линиям L1 / L2 / L3 и одной нулевой линии PEN. Обратите внимание, что есть два основания слева от нейтральной линии. Первый раз — в нейтральной точке трансформатора. Это называется заземлением системы. Второй раз находится где-то посередине и называется повторным заземлением. Смысл повторного заземления состоит в том, чтобы предотвратить повышение напряжения задней нейтральной линии после разрыва нулевой линии.

Стоит отметить нагрузку. Мы видим, что промежуточная нагрузка PEN сначала выводится на корпус, а затем на нейтральный вывод. Это показывает, что нулевая линия PEN является приоритетом защиты. Следовательно, точное название нулевой линии — защита нейтральной линии.

На рисунке ниже изображена система TN-S:

Второй рисунок: система заземления TN-C-S

Разница между TN-C-S и TN-C заключается в том, что PEN разделяется на нейтральную линию N и защитную линию PE после повторного заземления.

Обратите внимание, что в случае со стороны -S нагрузка TN-CS подключена к линии PE, а сторона -C TN-CS подключена к линии PEN, поэтому первое является защитным заземлением, а второе. защита нулевая. По сравнению с двумя, нулевая линия не может быть прервана, а линия PE не может быть прервана.

TN-C-S очень распространен в домашних распределительных системах и системах распределения в школах и на предприятиях.

Третье изображение: система заземления ТТ

Судя по символьному коду, система заземления TT ​​имеет системное заземление, но ее защитное заземление достигается прямым заземлением.

Нейтральная точка трансформатора системы заземления TT ​​заземлена напрямую, а внешний кожух электрической нагрузки также напрямую и напрямую заземлен. Создайте защитное заземление.

Стоит отметить, что мы уже описали выше. Когда происходит однофазное замыкание на землю, ток, протекающий через сеть заземления, фактически составляет только около 6% от тока N-линии. Следовательно, ток однофазного замыкания на землю, возникающий в системе TT, намного меньше, чем TN.

Давайте посмотрим на Рисунок 5:

На рисунке 5 мы видим, что нейтральная точка трансформатора напрямую заземлена, затем разделена на N и PE, а PE проходит до стороны нагрузки и до корпуса потребителя. Поэтому данный способ заземления относится к системе заземления TN-S.

Когда электрическое оборудование попадает в аварию со снарядом, сопротивление линии PE, конечно, меньше, чем сопротивление заземления, и передний конец PE также подключается к линии N, и ток заземления усиливается до короткого замыкания. ток в цепи близок к N, наиболее близкому к электрооборудованию.Выключатель на входе выполняет защиту от перегрузки по току.

На рис. 5 мы также видим, что три фазных провода и N проводов подведены к стороне нагрузки от четырехжильного кабеля для вторичного распределения энергии, провод PE отрезан, а внешний кожух электрооборудования непосредственно заземлен. Следовательно, когда электрическое оборудование попадает в аварию со снарядом, ток заземления может быть возвращен в источник питания только через сеть заземления. Этот способ заземления относится к системе заземления ТТ под TN-S.

Поскольку ток заземления через заземляющую сеть под TT невелик, как IEC, так и национальные стандарты требуют установки устройства защиты от утечки RCD.

Принцип УЗО следующий:

Когда однофазное замыкание на землю не происходит, сумма векторов после объединения трехфазного тока с током N-линии равна нулю. Когда происходит утечка, фазный ток увеличивается, и ток утечки возвращается к источнику питания через сеть заземления, а ток N-линии остается таким же, как и раньше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.