Почему в розетке 380 Вольт вместо 220
Одна из распространённых причин выхода из строя большинства электроприборов в квартире одновременно — высокое напряжение в розетках. Такая ситуация возникает из-за обрыва нулевого проводника.
Как связаны между собой эти два явления понятно всем грамотным электромонтёрам, но и обычным людям нужно знать, откуда в розетке 380 Вольт и как защитить бытовую технику от перенапряжения.
Как выполнена система электроснабжения
Элементы электрической цепи могут соединяться двумя способами.
Схема параллельного включения
Как правило, напряжение в квартиру приходит по двум проводам — нулевому и фазному, заземляющий провод в работе электроприборов не участвует.
В свою очередь, питание ко всем однофазным электроприборам подаётся по двум проводам, при этом фаза подключается к одной из клемм всех устройств, а нейтраль присоединяется к оставшимся клеммам. Такое соединение называется параллельным и при этом напряжение на всех приборах одинаковое, независимо от их мощности и сопротивления.
Таким образом, к сети подключаются не только отдельные электроприборы, но и разные квартиры, присоединённые к одной фазе трёхфазной электропроводки. Квартиры и частные дома, подключённые к другой фазе, в данной схеме не учитываются. Они соединяются с остальными аппаратами не двумя проводниками, а одним — нейтралью.
Последовательное подключение электроприборов
При последовательном соединении устройств фаза подключается к первому электроприбору, от него идёт ко второму, дальше к следующему и только последний аппарат соединяется с нейтралью.
В этой схеме ток во всех электроприборах одинаковый, а напряжение согласно закону Ома обратно пропорционально сопротивлению и мощности аппаратов.
Для примера можно привести вопрос, который преподаватели физики любят задавать ученикам. Если включить последовательно две лампы накаливания — на 100Вт и 25Вт, какая будет светить ярче?
Большинство школьников отвечают, что более мощная, но на самом деле она обладает меньшим сопротивлением, из-за чего на ней будет меньшее напряжение и ярче горит менее мощный светильник.
| Информация! Лампочки в ёлочных гирляндах соединяются последовательно, поэтому перегорание одной из них приводит к выходу из строя всего устройства. |
Работа 3-х фазной системы
Питание жилых домов осуществляется по трёхфазной четырёхпроводной схеме. При этом отдельные квартиры и частные дома подключаются к разным линейным и общему нейтральному проводам.
В нормальном режиме
Первоначально трёхфазное электроснабжение осуществлялось по шести проводам — трём фазным и трём нейтральным и аппараты в разных фазах никак не соединялись между собой.
В 1891г. по предложению Доливо-Добровольского шестипроводная схема была заменена на четырёхпроводную. Нейтраль в данной системе служит для протекания уравнительного тока и обеспечения стабильного напряжения в сети, не зависящего от тока в остальных фазных проводах.
Для уменьшения тока в каждой из фаз нагрузка по ним должна быть распределена максимально равномерно. При этом сила тока в нейтрали минимальна.
Электроприборы к трёхфазной сети могут быть подключены двумя способами. В обычном режиме они соединены параллельно в каждой фазе и независимо от аппаратов, присоединённым к другим линейным проводникам. При отгорании ноля устройства в разных фазах соединяются последовательно.
При обрыве нейтрали
Причина того, почему в розетке 380 вольт, заключается в последовательном соединении электроприборов, подключённых к разным фазам и находящихся в разных квартирах или частных домах.
Если в обычном режиме работы они соединены по схеме » фаза А — электроприбор 1- нейтраль — электроприбор 2 — фаза В » и не зависят друг от друга, то при обрыве нейтрали эта схема преобразуется в последовательную » фаза А — электроприбор 1 — электроприбор 2 — фазаВ «.
При этом напряжение питания цепи с фазного 220 В сменится линейным 380 В.
Если мощность этих устройств одинаковая, то напряжение на них распределиться поровну, по 190 В на каждом, но так бывает далеко не всегда.
Гораздо чаще мощность и сопротивление отличаются, например, в одной квартире включён конвектор с параметрами 1000 Вт и 48 Ом, а к другой фазе подключена светодиодная лампа 10 Вт и 4,8 кОм.
Напряжение в данной ситуации распределится в соответствии с пропорцией Rконв/Rламп=Uламп/Uконв или 48Ом/4,8 кОм=34В/345В. Таким образом, конвектор греться не будет, а лампа сразу сгорит из-за перенапряжения.
Что такое отгорание нуля?
Причина появления 380 вольт в розетке, за исключением ошибок монтажа и короткого замыкания в питающем кабеле, чаще всего заключается в отгорании ноля. Это выражение используется в разговорах электромонтёров и обозначает обрыв нейтрали из-за выгорания клемм или соединений, находящихся в цепи нулевого провода.
В официальных документах используется другой термин — обрыв нейтрали. Он является более правильным, так как включает в себя разрыв нулевого провода по другим причинам — выгорание контактов или неисправность четырёхполюсного автоматического выключателя или разъединителя, а так же плохой контакт в цепи, который устраняется поджатием соответствующей клеммы.
Откуда в розетке может появиться 380 Вольт
Такое высокое напряжение в однофазной сети появляется при обрыве нуля в трёхфазной линии до разделения её на три однофазных.
При этом по нейтрали перестаёт протекать уравнительный ток и напряжение в розетках начинает меняться в зависимости от соотношения мощности электроприборов, подключенных к разным фазам:
- Мощности приблизительно одинаковые. Во всех квартирах будет около 220В.
- К фазе А подключено устройство малой мощности, а фазам В и С присоединены одинаковые мощные приборы. При этом в розетках А будет около 270В, а в розетках В и С по 190В.
- К фазам А и В присоединены маломощные устройства, а к фазе С подключён аппарат большой мощности. В этом случае в розетках А и В напряжение составит около 380 Вольт, а в сети С оно будет около ноля.
На самом деле такое колебание напряжений происходит достаточно редко, но принцип распределения именно такой.
Возможен так же вариант появления в сети 380В из-за короткого замыкания между одним из фазных проводов и нейтралью с отгоранием последней. Это должно привести к срабатыванию защиты, но при большой длине кабелей аварийное отключение может не произойти.
Чем опасно напряжение 380 Вольт в розетке
Независимо от того, откуда в розетке 380 Вольт, такая ситуация опасно для подключенных к сети электроприборов. При этом резко возрастает потребляемый бытовой техникой ток, что вызывает перегрев электронных элементов и обмоток трансформаторов и электродвигателей.
Не менее опасным для двигателей является пониженное напряжение. При этом электромашина работает в режиме запуска, из-за чего перегревается и выходит из строя.
Большинство электронных приборов, постоянно включённых в розетку, при отключении при помощи пульта ДУ или кнопки на панели управления остаются работать в режиме ожидания. Поэтому, даже если устройство не было включено, перенапряжение может привести к выходу его из строя.
Как защитить технику?
Повышенное и пониженное напряжение может привести к поломкам электроприборов, поэтому для защиты необходимо использовать один из следующих способов.
Реле напряжения РН
Этот прибор постоянно контролирует напряжение в сети и отключает питание при выходе параметров сети за допустимые пределы. Такое устройство есть двух типов, отличающиеся способом установки:
- В розетку. Используется для защиты одного или нескольких рядом расположенных электроприборов и включается в розетку, а защищаемые устройства включаются в реле. Могут иметь вид небольшой коробочки или удлинителя с несколькими розетками.
- Модульные. Защищает всю бытовую технику в квартире, устанавливается в электрощитке после вводного автомата и крепится на DIN-рейку.
Стабилизатор
При постоянных колебаниях напряжения в сети даже если РН не отключает питание, электроприборы работают в опасных режимах. Поэтому вместо реле напряжения желательно использовать стабилизатор. Этот прибор поддерживает постоянное выходное напряжение при колебаниях входного.
Такой прибор может подключаться к отдельному электроприбору или для всей электропроводки. Такие устройства имеют значительные габариты и стоимость, поэтому может оказаться целесообразным установка стабилизатора небольшой мощности и прокладка отдельной линии для особо точных аппаратов.
Вывод
Бытовые электроприборы могут работать только при определённых параметрах сети, чаще всего это от 198 до 253 Вольт и для того, чтобы защитить их от повышенного или пониженного напряжения используются реле напряжения и стабилизаторы.
Они могут использоваться с заводскими параметрами, но для самостоятельной настройки приборов защиты важно знать, откуда в розетке 380 Вольт.
Откуда в розетке 380в при обрыве нуля — наглядно, доступно, без формул.
Наверняка у каждого из вас, хотя бы раз в жизни сгорали бытовые приборы от перенапряжения. При этом многие слышали, что подобное не редко случается из-за обрыва ноля.
Давайте наглядно без формул, векторных диаграмм, смещений нулевых точек и т.п., с точки зрения обывателя попытаемся разобраться, каким же образом напряжение 380в, вместо привычных 220в, может оказаться в ваших розетках.
Если вам нужен более научный подход, с выкладкой всей теории по данному вопросу, то вот по этой ссылке, можете ознакомиться с отличной статьей, проливающая свет на все электротехнические процессы. Мы же подойдем с несколько другой стороны.
Ведь действительно возникает логичный вопрос, как это так, оборвался или отгорел один из проводов, а напряжение ни то что не пропадает, а становится даже больше.
Понимание этого процесса будет полезно каждому потребителю, дабы потом не возникало вопросов, зачем электрики пытаются «всунуть» в электрощиток, непонятные реле, стоимостью несколько тысяч рублей.
Чтобы доступно разобраться в сути этого явления, давайте вспомним разницу между последовательной и параллельной схемой подключения электроприемников.
Схема параллельного включения
При параллельном подключении, фазный и нулевой проводники одновременно приходят ко всем потребителям в цепи. Нарисуем такую схемку, где этими потребителями будут обыкновенные лампочки накаливания.
На входе напряжение составляет 220в. При таком подключении, на каждой лампочке напряжение будет одинаковым, и при достаточном сечении проводников и малой нагрузке, не будет сильно отличаться от вводного.
При этом отключение или включение каждой лампочки по очередности, не сильно скажется на его значениях. Именно по такой схеме и подключены все розетки в ваших квартирах.
Однако если напряжение будет одинаковым, ток в цепи будет разным. Общее его значение складывается из суммы токов проходящих через лампочку №1 и №2.
Вы можете включать и более мощные приборы (лампы 200Вт, чайник), и все будет прекрасно работать.
Последовательное подключение токоприемников
Схема последовательного подключения несет в себе уже существенные изменения. Здесь питающий проводник (это может быть фаза или ноль), сначала приходит на первую лампочку, а далее от нее уходит на следующую.
Только после этого он возвращается на вводной автомат или в общую сеть.
Не важно количество токоприемников, их может быть 2,3,4 и более. Главное, чтобы они были строго подключены один после другого.
Что же изменится, если вы включите последовательно две лампы по 100Вт? А случится то, что напряжение на них упадет примерно в два раза.
При этом общее вводное напряжение будет складываться из суммы падений напряжений на лампе №1 и лампе №2. То есть, 110в на одной и 110в на другой. Кстати, такой казалось бы недостаток, можно очень хитро использовать несколькими способами.
Напомню, что в параллельной схеме, U везде было одинаковым, не важно в какой точке. Здесь же одинаковым будет ток, при том в любой части электрической цепи I=I1=I2.
Однако такая ситуация с равномерным падением напряжения, будет наблюдаться только в том случае, если все эл.приемники будут одинаковой мощности. Стоит вместо одной 100Вт лампы вкрутить 200 ваттную, и вы сразу же увидите разницу.
На лампочке 100Вт будет напряжение 146В и она будет гореть довольно ярко. В то же время более мощная 200 ваттная будет еле светиться.
Связано это с тем, что падение напряжения напрямую зависит от сопротивления потребителя. На более мощных приборах сопротивление маленькое.
Вот примерные данные по стандартным лампочкам, предназначенным для работы в сети 220В:
- 40Вт — 1210 Ом
- 60Вт — 806 Ом
- 100Вт — 485 Ом
- 200Вт — 242 Ом
В итоге и получается, что на маленьком сопротивлении выделяется маленькое напряжение.
Преподаватели физики очень часто задают вопрос: если две лампочки разной мощности включить последовательно в одну цепь, какая из них будет светить ярче?
Ответ здесь представлен выше. Менее мощная лампа в этом случае, будет всегда светиться ярче.
Если взять еще более мощный прибор, например 2-х киловаттный чайник или фен, то разница в напряжении будет еще существеннее. Почти все оно будет отдаваться менее мощной лампе, чайник же при этом даже не запустится.
Он будет восприниматься сетью как обычный провод, через который просто течет общий ток. Фактически сеть его замечать не будет, отдавая все напряжение на маломощный объект.
Для наглядности это можно сравнить с потоком воды, проходящего последовательно через трубы разного диаметра. Сначала у него на пути попадается труба малого диаметра (эл.приемник малой мощности), и чтобы прогнать через нее воду, придется приложить существенное усилие=напряжение.
Далее идет труба с гораздо большим диаметром (эл.приемник большей мощности). При прохождении через нее, никакого усилия=напряжения, вода практически не прикладывает.
Поток как бы и не замечает этого несущественного сужения. То же самое и с электричеством при последовательной схеме.
3-х фазная схема в нормальном режиме
Однако остается главный вопрос, как же это все взаимосвязано с обрывом нуля и перенапряжением в розетках? Дело в том, что напряжение изначально из трансформаторных будок ТП и КТП, выходит и приходит в щитовую дома по 3-х фазной схеме, а не по однофазной, как мы рисовали выше.
Что она из себя представляет? В общем случае это четыре проводника:
- и три фазы А-В-С
От каждой фазы подключается отдельный потребитель (квартира, дом) или группа потребителей (несколько квартир в подъезде). При этом ноль у всех общий.
Между фазой и нолем будут привычные нам 220V, а между двух фаз — те самые 380V. При нормальных условиях все лампочки и токоприемники работают исправно.
Можно подключать разную нагрузку, разного номинала, это никак не будет вызывать перенапряжение. Ток в данной схеме течет по каждой фазе, проходит через своего потребителя и уходит через ноль.
Обрыв нуля и его последствия
Что же произойдет, если случится обрыв нуля? Не важно где, в этажном стояке, в самой трансформаторной будке, либо вообще на воздушной линии, если это частный сектор с ВЛ или ВЛИ. Почувствуют это все, кто будет подключен после данного обрыва.
Так вот, в этом случае ток, начав свой путь от одной фазы, проходит через своего потребителя и уходит к источнику питания не через ноль, потому что там обрыв, а возвращается через другую фазу и сопротивление второго потребителя.
Фактически у нас мгновенно получается вместо параллельной схемы, последовательная схема, рассмотренная ранее. Со всеми ее недостатками и перераспределением напряжения в зависимости от мощности потребителя.
И здесь уже нужно отталкиваться не от 220 вольт, а считать начиная от 380 вольт. Ноля то в цепочке нет, и все электроприемники оказываются включенными между двух фаз.
Если их мощности будут примерно одинаковыми, то напряжение равномерно распределится между всеми розетками в квартирах, и вполне возможно, что никто ничего даже и не заметит.
Но стоит кому-то включить у себя что-то помощнее, вот тут то и произойдет моментальный скачок. У данного потребителя в квартире напряжение резко упадет (из-за его мощного токоприемника), а у всех других подскочет.
У кого было меньше всего включено бытовых приборов по фазе, как раз и появится близкое к 380в напряжение. Явление это мы рассматривали ранее при изучении последовательного подключения.
Чем меньше мощность в последовательной цепи, тем больше сюда приходится напряжения. Более мощные потребители получают меньший перекос, менее мощным — достается самое высокое напряжение.
Кстати обрыв нуля может случится не только из-за выгорания контакта, но и по причине того, что какой-то электрик додумался пустить его через отдельный автоматический выключатель. Делать этого категорически нельзя!
Если вы хотите разрывать ноль на вводе, то всегда используйте автоматы, которые это делают только с одновременным отключением всех фаз (двух полюсный или четырехполюсный автомат с общим «язычком»).
Как защититься от обрыва нуля
Как с этим бороться? Уберечь себя от повышенного напряжения при обрыве ноля, можно несколькими способами.
Первый способ — это выполнить надежное повторное заземление нулевого проводника. Забегая наперед скажу — способ этот плохой и вредный.
Данный метод можно использовать в частных домах. Не важно однофазный или трехфазный у вас ввод. Самое главное, сделать качественный заземляющий контур.
После этого, соединяете отдельным проводником шинку нулевой жилы с этим контуром. В случае обрыва нулевого провода, электроснабжение ваших бытовых приборов останется в равновесии и никакого большого перекоса не случится.
Ток будет течь от фазы через сопротивление потребителя и уходить через нулевую шинку и его проводник на землю. И так по всем остальным фазам.
Небольшой перекос здесь конечно же будет присутствовать, но его величина будет зависеть от качества вашего контура заземления. Однако этот способ защиты имеет один жирный минус, который перечеркивает все его преимущества.
Безусловно, контур заземления делать нужно, с этим никто не спорит. Вопрос в том, соединять ли его с нулевым проводником.
Ведь если он будет качественным (10 Ом или даже 4 Ом) только у вас одного по всей улице, а обрыв нулевого провода случится не возле вашего дома, а в самом начале ВЛ, то на этот контур тут же «сядут» все ваши соседи.
Фактически весь суммарный ток пойдет через ваш нулевой проводник. Если вы ноль завели через двухполюсный или четырех полюсный автомат, то он скорее всего выбьет от перегрузки. В противном случае ждите пожара и оплавленной проводки.
Поэтому правильно собранный щит (вводной автомат подобранный по нагрузке, заземляющий медный проводник сечением не менее 10мм2) — залог вашей безопасности.
Еще один недостаток такой «контурной защиты» — опасность самому попасть под напряжение. Допустим, несколько лет назад вы сделали отличный контур.
Но по причине наличия солей в почве, он постепенно сгнил, а вы об этом даже и не догадываетесь.
В итоге при очередном обрыве нейтрали, все заземленное электрооборудование у вас дома окажется под напряжением. Никакой земли то уже нет. А потенциал фазы начнет гулять по корпусам приборов.
Пошел открыть холодильник — удар током, зашел в душ — попал под напряжение.
Поэтому надежнее и безопаснее всего применять другой метод.
Защита при помощи реле напряжения
Данный способ подходит как для частных домов, так и для квартир в многоэтажках. Все что нужно, чтобы защититься от перепадов напряжения и 380в в розетках — это установить внутри вводного щитка модульное реле напряжения.
При этом оно будет защищать приборы и холодильник как от повышенных, так и от пониженных значений. Есть модели, которые дополнительно снабжены встроенной защитой от сверхтоков.
Подробнее ознакомиться с их разновидностями и выбрать для себя подходящую модель, поможет статья ниже.
Если же у вас щиток уже полностью укомплектован, и туда невозможно поместить дополнительные модульные устройства — в этом случае воспользуйтесь небольшими реле напряжения, которые просто втыкаются в розетку.
Хотя функциональность у модульных и розеточных вариантов могут отличаться, свою главную задачу — защиту электро-приборов, они выполняют одинаково хорошо.
На сегодняшний день именно реле напряжения являются наиболее экономичным и эффективным способом борьбы с перепадами напряжения. Стабилизаторы могут подойти далеко не каждому.
Более того, некоторые девайсы даже и не спасут от мгновенного скачка. Так или иначе вызвав пожар, и выход из строя дорогой техники.
Поэтому всегда устанавливайте в своих домах и квартирах именно реле напряжения. Эти устройства средней стоимостью 3000 рублей, помогут вам сэкономить впоследствии сотни тысяч.
Обрыв общего нуля: как возникает и чем опасен
Даже те, кто не имеет специального образования, прекрасно знают, что в бытовой розетке должно быть 220 В. При этом для проводки используется два или три провода: фазный, нулевой и, по ситуации, заземление. Точно так же большинству людей известен термин «перекос фаз», но что именно за ним кроется, обычно остаётся загадкой. Сегодня мы детально поговорим о том, к чему приводит асимметрия напряжений фаз при обрыве общего нулевого проводника в подъездном распределительном щитке.
Если спросить рядового человека, что случится при обрыве одного из проводов в домашней электросети, он ответит, что приборы просто перестанут работать. Однако на деле всё немного сложнее: прекращение работы бытовой техники без последствий для неё произойдёт только в случае обрыва фазной жилы и то, внутри домашней сети. Если же отключён будет ноль, к тому же, вне квартирного контура, последствия окажутся гораздо тяжелее. Давайте начнём разбираться, что именно случится в такой ситуации.
Нестабильность напряжения и обрыв нуля
Для отечественных электросетей скачок напряжения – вполне типичная ситуация. Ещё более распространённое явление – постоянные, но довольно плавные колебания в обе стороны от общепринятого номинала. В жилых многоэтажках магистральные электрические коммуникации проложены в виде трёхфазной сети с глухозаземлённой нейтралью: в подъездах обычно расположены стояки, благодаря которым на каждую лестничную клетку приходят 380 В, а оттуда по квартирам уже расходятся обычные 220 В. Когда все элементы сети работают исправно, даже в условиях некоторых колебаний вольтажа бытовым приборам и самой проводке ничего не угрожает.
В нормальных условиях внутри стояков проходит четыре или пять проводов – три фазных, один нулевой и, возможно, заземление. Рабочий ноль всегда принято соединять с нейтральной точкой общедомового питающего трансформатора, обмотки которого коммутированы по схеме «звезда», а сам корпус заземлён отдельно. В свою очередь, заземляющая жила, идущая в квартиры, на одном конце присоединена к рамке заземления здания, а на другом – при помощи шины разводится между корпусами приборов и металлических светильников, защищая человека от утечки тока.
Между каждым фазным проводником и нулём разность потенциалов составляет 220 В, что и обеспечивает стабильность работы сети. Данная система находится в постоянном балансе: сколько бы домохозяйств и с какими бы параметрами ни были подключены к каждой фазе, напряжение во всех розетках будет равно. Так складывается из-за того, что потенциал нулевой жилы непосредственно привязан к потенциалу грунта, который принято условно считать нулевым и не способным изменяться. Однако в том случае, если в общем подъездном шкафу произойдёт внезапный обрыв нуля (из-за отгорания контактной группы или просто некачественно притянутого соединения), путь тока изменится. Провода в квартирах, которые считались нулевыми, перестанут быть параллельно соединёнными с землёй, а вместо этого окажутся последовательно включёнными в контуры друг с другом.
Ток, который не имеет возможности уйти в землю через нейтральную точку трансформатора по нулевому проводу, начнёт искать пути попроще. И зачастую наилучшим вариантом для него станет фазный провод той квартиры, в которой в ту же минуту уже включено много электрических потребителей. Такой «выбор» обусловлен тем, что в нагруженной сети сопротивление жил в кабелях и проводах будет меньше, чем в охлаждённой и ненагруженной проводке других соседей. Разумеется, вся описанная здесь картина приведёт к дисбалансу: при отсутствии нуля, который выравнивал бы параметры сети, сила тока в рассматриваемой фазе немного увеличится, а вольтаж наоборот уменьшится, что приведёт к смещению нейтральной точки трёхфазной сети.
Как мы знаем, законы природы неумолимы: если в одном месте что-то убыло, в другом месте что-то прибудет. Применительно к рассматриваемой ситуации, снижение вольтажа в пределах одной фазы приведёт к его росту в другой – на этот раз, менее нагруженной потребителями. Результат подобного стечения обстоятельств предсказуем: в квартире с повышенным напряжением скорее всего серьёзно пострадает бытовая техника, возможен взрыв лампочек накаливания, поломка осветительных приборов и даже возгорание. Самое печальное, что предсказать обрыв общего подъездного нуля при обычной эксплуатации электропроводки практически невозможно. Конечно, есть шанс его упредить, если регулярно производить ревизию в шкафу на лестничной площадке, но в реальности это происходит только в двух случаях из сотни. Сотрудники ЖЭКов редко совестливо подходят к своим обязанностям, а сами жильцы либо не хотят инициировать проверку состояния щитков, чтобы не оплачивать услуги мастеров за собственный счёт, либо вообще никогда не задумываются о том, что подобная неприятная ситуация может приключиться и с ними. В лучшем случае собственники квартир добавляют в локальный внутренний щиток небольшой стабилизатор или ограничитель напряжения, который полностью отключает электросеть, если обнаруживает резкий скачок вольтажа или его изменение, выходящее за пределы допустимого диапазона. Однако даже перечисленные меры защиты могут оказаться неэффективными в случае обрыва нуля без скачкообразного изменения напряжения – к сожалению, очень многие модели стабилизаторов и ограничителей вольтажа не способны распознать такую поломку, а потому окажутся совершенно бесполезны в подобной ситуации.
Последствия обрыва нуля
Читатели, которые были внимательны при прочтении предыдущего блока, понимают, какая ситуация сложится в квартирной сети при отключении общего нуля в щитке на этаже. Самое опасное явление – это возникновение двух фаз в розетке. Когда нулевой проводник больше не отводит ток в землю через отдельный провод, начинается переток электричества из одной квартиры в другую. При условии включённого в розетку прибора или зажжённой люстры ток к ней приходит по фазной жиле, а уходит по нулевой. При этом доходя до подъездного щита и не имея возможности уйти вон, он направляется в другую квартиру по её нулевому проводу. В результате, если соседи захотят провести тест, они обнаружат, что в каждом гнезде розетки у них находится фаза. В обычных условиях техника исправно работать так сможет совсем недолго, считанные минуты, а затем произойдёт её внутренний перегрев и выход из строя, с возгоранием или без.
Возможна ситуация ещё радикальнее и хуже, когда в обычной розетке оказывается сразу 380 В. Попробуем объяснить, как это может произойти на гипотетическом примере. Представим, что мы имеем небольшую этажную сеть из трёх квартир: на каждую квартиру приходится своя фаза и общий ноль. В штатном режиме, когда все узлы этой электросети исправны, нагрузка будет распределяться по фазам равномерно. Как и принято, между каждой фазой и нулём будет 220 В, а между любыми двумя фазами – 380 В. Для упрощения объяснений предположим, что жильцы одной из квартир уехали в отпуск и полностью обесточили свою внутреннюю сеть. Тогда при обрыве нуля в системе из оставшихся проводников образуется замкнутый контур «вход фазы в кв. 1 – нулевая жила от кв. 1 – нулевая жила от кв. 2 – вход фазы в кв. 2». Не нужно обладать серьёзными знаниями, чтобы понять, что сформировалась замкнутая цепь между двумя фазами: напряжение в ней составит 380 В, а все приборы окажутся включёнными в неё последовательно.
Пускай в кв. 1 живёт одинокая бабушка, у которой в сеть включены только телевизор или радио и небольшой настенный светильник, а в кв. 2 – большая семья с детьми, где жильцы одновременно и стирают вещи в машинке, и работают за компьютером, и готовят еду в мультиварке, и сидят при ярком свете нескольких люстр. Ещё из школьного курса физики мы все знаем, что в случае последовательного подключения потребителей на самые маломощные из них выделяется большее напряжение, и наоборот. Если бы суммарная мощность подключённых в обеих квартирах приборов была равна, то на каждую локальную сеть пришлось бы по 190 В – пониженное и не опасное для техники напряжение. Тем не менее, ни в нашем примере, ни, уж тем более, на практике, ожидать равномерного распределения не стоит: совокупная мощность кв. 2 заметно выше, а это означает, что основной удар от перекоса по напряжению примет на себя кв. 1. За счёт доминирующей нагрузки в кв. 2 настолько упадёт вольтаж, что приборы, скорее всего, просто откажутся работать и почти всё напряжение «перетечёт» в кв. 1, приближаясь к значению в 360-370 В. Разумеется, техника не выдержит этого и её блоки питания начнут быстро гореть. По всё той же логике после выхода из строя каждого последующего потребителя мощность кв. 1 будет становиться всё меньше и меньше, а напряжение продолжит расти, пока не достигнет своего предела в 380 В при полностью выгоревшей технике. Когда последний прибор перегорит, цепь будет автоматически разомкнута. Если после аварии замерить вольтаж в розетках обеих квартир, то окажется, что в кв. 1 останутся всё те же 380 В, в сущности приходящие «с двух сторон», зато в кв. 2 напряжение будет равно нулю.
Причины обрыва нуля
Как и у любой другой аварии электрического характера, обрыв нуля может иметь немало причин и предпосылок. Мы упомянем только самые распространённые из них, с которыми постоянно приходится сталкиваться электрикам в отечественных многоэтажках. Важно отметить, что ранжировать данные причины по важности невозможно, поскольку каждая из них почти с одинаковой вероятностью может привести к обрыву общего подъездного нуля по прошествии некоторого времени после монтажа. Кроме того, не редкостью является и совпадение сразу нескольких предпосылок, что только приближает тот день, когда отводящий ноль будет отсоединён.
- Некачественный первоначальный монтаж. Вряд ли здесь нужно очень много пояснений: ещё на этапе сборки этажного щита или подъездного шкафа электрики пожалели материалов, обрезали провода настолько коротко, что концы жил едва дотягиваются до прижимных пластин в клеммниках, сделали плохую изоляцию проводов друг от друга, провоцирующую постоянный нагрев и т.д.
- Отсутствие текущего обслуживания. Данная причина часто является логичным продолжением предыдущей: однажды плохо смонтированные соединения никогда не проверялись, соединения не подтягивались, окислы и ржавчина не очищались с контактных площадок, в результате чего нулевой провод просто отгорел или отсоединился от своей клеммы.
- Асимметрия нагрузки на площадке. Здесь картина отчасти похожа на рассмотренный нами ранее пример: одна квартира потребляет больше энергии, другая – заметно меньше, третья – ещё меньше. В результате этого нулевой проводник вынужден проводить компенсаторный ток, который термически влияет на свойства металла жилы и однажды может привести к полному отгоранию нуля. Разумеется, наперёд предсказать, сколько энергии жильцы какой квартиры будут потреблять практически нереально, так что выходом из ситуации остаётся именно систематическая ревизия соединений в щитке.
- Возраст электропроводки. Думаем, данный фактор тоже понятен большинству без лишних объяснений. Если дом строился 35-40, 50, а то и более 60 лет назад, то вся проводка в нём просто не была предназначена для того, чтобы выдержать современный уровень нагрузок. Старый нулевой провод, который и так пострадал от времени, подвергается чрезмерным нагрузкам и неминуемо разрушается, особенно в месте присоединения.
Защититься от нежелательных последствий в наше время вполне реально – и сделать это можно несколькими способами. Для частного дома или многоквартирного здания небольшой этажности отлично подойдёт повторное заземление нуля. В сущности, такой способ дублирует обычное заземление и в случае аварии позволяет отвести ток не в магистральную нулевую линию, а напрямую в грунт. Второй вариант – установить реле напряжения. Оно возьмёт на себя все хлопоты по отключению питания в случае чрезмерного отклонения от номинального значения напряжения. Вместе с тем, в тех домах, где скачки вольтажа – это обыденное явление и наблюдаются постоянно, такая регулярно срабатывающая защитная автоматика станет только источником дополнительного раздражения.
История квартирного электрощитка
Обрыв нуля: что это, почему происходит и какие способы защиты есть
Электроэнергия подаётся к потребителю по линейным кабелям. Нулевой проводник (нейтраль) используется в электросети для возврата тока от потребителя обратно к генерирующей станции. Нейтраль в нормальном состоянии выступает в роли защиты и не имеет напряжения.
От генераторной станции электроэнергия передаётся потребителю по трёхфазной сети. Она состоит из трёх проводников с рабочим напряжением, а также нулевого и заземляющего проводников. Пара рабочих проводников имеют между собой напряжение 380 В, которое называют линейным. Рабочий проводник и ноль в паре имеют напряжение 220 В – фазное.
При помощи ноля также происходит саморегулирование нагрузки в трёхфазной сети. При неравномерной нагрузке на фазах излишек тока сбрасывается на нейтраль и система автоматически уравновешивается.
К чему приводит обрыв нулевого провода, какие виды обрыва бывают?
Если нулевой проводник выступает в роли защиты, почему же его обрыв опасен? Для ответа на этот вопрос рассмотрим ситуацию обрыва в трёхфазной и однофазной сетях.
Обрыв нуля в трехфазной сети
Трёхфазная сеть построена таким образом, что электрический ток идёт по рабочему проводнику к потребителю и уходит в нейтраль. Напряжение в нормальной ситуации между ними 220 В. В случае, когда ноль отключен, потребители будут подключены по схеме «звезда без нулевой магистрали». Это значит, что каждый потребитель получит не фазное стабильное напряжение в 220 В, а «гуляющее» от 0 до 380 В линейное. Это происходит из-за перекоса фаз, т.е. неравномерной нагрузки на разных фазах.
Как пример, возьмём три квартиры, которые подключены к разным фазам. Жильцы первой квартиры находятся дома и используют стиральную машину, электрическую печь и другие электроприборы. Во второй квартире никто не живёт, поэтому все приборы отключены от сети. В третьей же все ушли на работу, оставив в режиме ожидания некоторую технику. В случае обрыва нуля, в квартире № 1 техника прекратит работу или будет работать со сбоями, т.к. напряжение просядет до 50. 100 В, а в квартире № 3 подключенные приборы получат 300. 350 В и выйдут из строя, возможен пожар. Квартира № 2 не пострадает, т.к. вся техника отключена.
Это случается потому, что при обрыве нейтрали (в ситуации с большим суммарным сопротивлением) получается большее напряжение, которое и провоцирует выход из строя техники.
Обрыв нуля в однофазной сети
В однофазной сети обрыв нейтрали опасен для человека. Это можно объяснить тем, что в розетке появляется опасный потенциал там, где был ноль. Особенно опасна эта ситуация в системах с заземлением TN-C, т.к. используется совмещенный нулевой и заземляющий проводник PEN. Поэтому при обрыве провода, на открытых неизолированных частях корпуса электроприборов появляется потенциал опасный для жизни человека.
Причины обрыва нулевого провода
Основными причинами обрыва нейтрали является изношенность электросетей и непрофессионализм некоторых горе-электриков, которые допускают монтаж проводки, не придерживаясь необходимых правил. Не доверяйте непрофессионалам!
Как найти обрыв нуля?
Для того чтобы найти обрыв нейтрали в квартире нужно осмотреть все подключения в щитке. Увидеть и устранить такую проблему не сложно. Другое дело если провод перегорел где-то в стене. Для поиска поврежденного участка под отделкой необходимо использовать специальные тестеры.
Если же нулевой провод перегорел на стояке в подъезде, то эту проблему должны решать электрики со специальной службы. Задача владельца квартиры – обеспечить электробезопасность собственного жилья.
Какая есть защита от обрыва нуля?
Для защиты людей и техники от последствий обрыва нуля необходимо использовать на входном щите специальные защитные приборы: реле напряжения, УЗО или дифавтомат. Реле напряжения поможет уберечь технику от перепадов напряжения. УЗО и дифатомат сработают при утечке тока, что защитит человека от опасного удара электричеством.
Компания DC Electronics является производителем реле напряжения ZUBR, которые помогут защититься от последствий не только обрыва нуля, но и других аварийных ситуаций в электросетях.
Широкий ассортимент выпускаемых реле позволяет выбрать прибор с рабочим током от 16 до 63 А, мощностью до 13900 ВА. Для удобства установки устройства выполнены в разных формфакторах: под DIN-рейку или для установки непосредственно в розетку.
В любой модели есть функция задержки на включение после срабатывания, что позволяет уберечь технику от повторных скачков напряжения. Использование алгоритма True RMS обеспечивает большую точность измерения.
Также следует отметить высокую пожаробезопасность реле ZUBR. Все устройства изготовлены из поликарбоната, который не поддерживает горение. Большинство приборов имеют дополнительную термозащиту, которая отключит питание в случае нагрева реле свыше установленных показателей температуры. После остывания прибор включится снова. Это убережет жилье от возможного возгорания.
При производстве реле ZUBR используются комплектующие таких производителей как EPCOS, Samsung, HTC и пр. Это обеспечивает высокую надёжность и долговечность устройств. Компания DC Electronics предоставляет 5 лет гарантии на реле ZUBR.
Заключение
Обрыв нуля это серьёзная аварийная ситуация, которая может повлечь за собой ряд негативных последствий, как для техники, так и для самого человека. Установка реле напряжения в автоматическом режиме отключит питание в случае аварии, что поможет сохранить технику и избежать возгорания при перенапряжении. В комплекте с другими защитными устройствами этот прибор поможет обеспечить максимальную защиту вашего дома от различных нештатных ситуаций в электрической сети.