Для чего применяют нейтральный провод?

Что такое нулевой провод

Нулевой провод — это провод, использующийся для выравнивания напряжения в фазах. В случае его отсутствия или повреждения могут сгореть подключенные к фазе приборы и даже может начаться пожар. Поэтому необходимо знать принципы работы с ним.

Что такое нулевой провод?

При работе с электричеством особого внимания требует нулевой провод. Что это такое, не всегда известно людям, не связанным профессионально с электросетями, и зачастую у них появляется ошибочное заблуждение, что нейтральный кабель – это только заземление. На самом деле, нейтральный проводник соединяет нейтрали установок в трехфазных цепях. Когда на каждую фазу из трех подается разная нагрузка, появляется смещение нейтрали, вызывающее нарушение симметрии напряжений, то есть, нарушение симметрий нагрузки приводит к тому, что у одних потребители будут получать пониженное напряжение, а другие же повышенное.

При пониженном подключенная электроаппаратура начинает работать неправильно, а при сильно возросшем, любая электроника ломается от перегрузки и может возникнуть пожар. Уравнивание обеспечивает баланс между повышенным и пониженным напряжением. В этом и заключается роль нулевого провода в электрической цепи.

Принцип работы нулевого провода

Данный проводник, соединяя нейтрали электроустановок с разной нагрузкой, балансирует линии с повышенным напряжением и линии с пониженным. Повышенность и пониженность является следствием того, что на каждой из них работают потребители с разной мощностью потребления.

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Во-первых, о последствиях обрыва нуля должны знать все, кто работает с высоковольтными электросетями, так как обрыв может привести не только к уничтожению дорогостоящего оборудования, пожарам, но и к смертям пользователей этим оборудованием. Он обеспечивает равность разниц потенциалов в линиях с разной нагрузкой. Теперь представьте, что равности нет. На одной, например, будет 340 Вольт, а на другой всего 100 Вольт. А значит, на линии с большей разницей потенциалов сгорит аппаратура, к ней подключённая. А еще не забывайте, что изоляция тоже может быть пробита.

Причинами повреждения нейтрального соединения могут быть:

1. механическое повреждение человеком или природными условиями,
2. короткое замыкание, которое привело к отгоранию,
3. плохое подключение,
4. старость проводки.

Задачи и назначение нулевого провода

Главная задача – уравнивание напряжений в фазах. Разница потенциалов в каждой из фаз должна быть одинаковой. Конечно, это не значит, что благодаря ему будет абсолютное равное напряжение во всех трех фазах. Нет, разница потенциалов будет незначительно отличаться из-за сопротивления самой нейтралки, но останется в пределах нормы.

Повторное заземление нулевого провода

Повторное заземление – заземление, повторяющееся по всей длине нейтрального кабеля. Если вы повторно заземлили нулевой защитный проводник цепи, то понижается вероятность удара разрядом тока, появившуюся вследствие отрыва нейтрального кабеля и соединения фазы с корпусом после того места, где произошел обрыв, однако не исключит полностью опасность, т. е. не приведет к тем же безопасным условиям, которые были до разрыва.

Что такое заземление и нейтральный провод

Нейтральный проводник также балансирует потенциалы в нескольких фазах. Согласно ПУЭ, задача нейтрали — обеспечивать током потребителей. Ее необходимо соединять с глухо заземленной нейтралкой трансформатора. В частных домах и квартирах, где используются однофазные электросети, для работы оборудования должно быть два кабеля: фазовый и нулевой. «Ноль» соединяется с «землей», и на нем потенциал должен равняться 0. Подключается к «земле» с помощью контура заземления. Соответственно должно отсутствовать напряжение. При нарушении связи с ней во время работы оборудования оно будет под таким же напряжением, как и на фазе, соответственно – 220. На современных схемах он обозначается буквой N, а в советских документах, уже устаревших, использовалась цифра 0. Согласно ПУЭ, кабель необходимо покрыть изоляцией синего цвета.

Заземляющий проводник, согласно ПУЭ, нужен с целью безопасности. В нормальных условиях на нем отсутствует напряженность, и работает он как проводник, только если повреждена изоляция проводящего фазу или ноль. Соответственно, заземление нужно, чтобы при поломке не возникло дополнительных проблем. К примеру, когда у вас пробита защита холодильника, а сам холодильник не заземлен, прикосновение к нему будет равносильно прикосновению к фазе 220 В. А если холодильник заземлен, то током не ударит, так как потенциал уйдет в землю.

Защитный проводник обозначается буквами «PE». Согласно правилу, его изоляция должна быть окрашена в желтые и зеленые полосы. Если на схеме есть обозначение «PEN», значит, нейтральный и защитный провода совмещаются в один. Подобный кабель должен быть окрашен в голубой цвет с желтыми и зелеными полосами на концах.

Чтобы уравнять разные напряжения, все концы фазных обмоток соединяются в узел, который и называется нейтральной точкой, для чего применяют нейтральный провод при соединении в «звезду». Схема «звезда» с нейтралью применяется на практике, т.к. в ней при произвольной нагрузке отсутствует перекос фаз по напряжению, т.е. все фазные напряжения равны.

Если учесть все изложенное выше, то наверняка вы поняли критическую важность нейтрального кабель, уравнивающего напряжения в нескольких фазах, ведь его отсутствие грозит серьезными проблемами – от повреждения и потери оборудования до пожаров и даже риска смертельного поражения током человека.

Заземление и нулевой провод: как отличить

В процессе монтажа электрической сети в квартире или в доме вы неизбежно столкнётесь с вопросом что такое нулевой провод и заземление и в чем их отличие? Ведь без четкого понимания данного вопроса смонтировать электрическую сеть, полностью отвечающую нормам ПУЭ (Правила устройства электроустановок) достаточно сложно. Поэтому в нашей статье мы постараемся разобраться с данным вопросом и приведем основные правила монтажа этих цепей.

Что такое заземление и нейтральный провод

Прежде всего давайте разберемся, что такое нулевой и что такое защитный провод, в чем их отличия и в чем предназначение? Исходя из этого нам проще будет понимать правила их подключения и те требования которые к ним предъявляет ПУЭ.

Что такое нулевой провод

Прежде всего остановимся на нулевом или как его еще называют нейтральном проводе. Согласно п. 1.7.35 ПУЭ он предназначен для питания электроприемников и соединен с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

• Если же говорить простым языком и отбросить некоторые не столь важные для нас нюансы, то нулевой провод — это проводник, соединенный с заземленной частью трансформатора или генератора от которого вы получаете питание.
• В однофазной сети, которая используется у нас практически во всех частных домовладениях и квартирах, для работы электроустановок обязательно необходим фазный и нулевой провод. Нулевой провод по сути непосредственно соединен с землей и в идеале имеет нулевой потенциал. То есть напряжения на нем нет.

Обратите внимание! Напряжения на нулевом проводе нет если он соединен с землей. Если эта связь по какой-либо причине нарушена, то во время работы электроустановки он оказывается под напряжением равном фазному. То есть для однофазной сети равном 220В.

• На схемах нулевой провод обозначается символом «N». Старая советская инструкция рекомендовала применять обозначение «0» и его еще можно встретить на некоторых схемах. А сам провод согласно п.1.1.30 ПУЭ должен быть выполнен проводом синего цвета.

Что такое заземление?

Заземление или защитный проводник согласно п. 1.7.34 ПУЭ предназначен исключительно для целей электробезопасности. В нормальных условиях он не находится под напряжением и выполняет роль проводника только в случаях нарушения изоляции фазного или нулевого проводника. При этом на самой электроустановке он снижает потенциал до безлопастного.

• Если говорить простым языком, то заземление необходимо только на случай поломки. Например, у вас произошел пробой изоляции стиральной машинки. Если она не будет заземлена, то прикосновение к ней равноценно прикосновению к фазному проводу. Если же она будет заземлена, то нечего не произойдет, так как избыточный потенциал через заземление уйдет в землю.
• Заземление может выполняться по разным схемам в зависимости от ваших возможностей и схемы питающей сети. Данный вопрос мы рассмотрим ниже.
• Защитный проводник на схемах принято обозначать символами «PE». Сам же проводник должен быть выполнен из провода желто-зеленого цвета.
• На некоторых схемах вы можете встретить обозначение «PEN». Это обозначает совмещение нулевого и защитного проводов. О нем мы поговорим чуть ниже. Цвет такого провода согласно п.1.1.29 ПУЭ должен быть голубым с желто-зелеными полосами на концах.

Схемы подключения нейтрального провода и заземления

Теперь вы знаете как отличить нулевой провод от заземления и понимаете, что и то, и другое является соединением с землей. Теперь можно рассмотреть возможные схемы подключения нейтрального провода и заземления. Все они четко оговорены в п.1.7.3 ПУЭ. Мы рассмотрим только схемы с глухозаземленной нейтралью которые применяются в наших электрических сетях.

• Прежде всего рассмотрим систему ТТ в которой нейтральный провод подключен к заземлению трансформатора, а заземление к независимому источнику. Этот метод применяется очень редко, да и цена монтажа такой системы является наиболее высокой.
• Значительно чаще используются системы типа ТN в которых используются PEN проводники. То есть на всем протяжении или на отдельных участках нулевой и защитный проводники проложены одним проводом, либо подключаются к одной точке заземления.

• Наиболее оптимальной в данном случае в вопросах электробезопасности является система TN-S. В ней нулевой и защитный проводники подключены к единой точке заземления, но на всей протяженности выполнены отдельными проводниками.

• Значительно чаще можно встретить систему TN-C, которую достаточно просто реализовать своими руками. В ней нейтральный провод и заземление выполнены одним проводом по всей длине. Но это наименее безопасный вариант с точки зрения электробезопасности.

• И последним возможным вариантом является система TN-C-S. Как понятно из названия она совмещает в себе две предыдущие системы. То есть на одном участке выполнена совместная прокладка нейтрали и заземления, а на втором участке они разделены.

Правила подключения нейтрального провода и заземления

Зная возможные схемы подключения заземления и нулевого провода можно говорить о правилах и требованиях к их подключению. Ведь они хоть и не значительно, но разняться. Кроме того, мы надеемся, что объясним часто встречающийся вопрос зачем заземлять нулевой провод.

• Прежде всего поговорим о системе ТТ. Согласно п.1.7.59 ПУЭ данная система может применяться только в исключительных случаях, когда не одна из систем TN не может обеспечить должный уровень защиты.

Обратите внимание! При использовании системы ТТ обязательно применение автоматов УЗО. Причём нормы ПУЭ предъявляют к ним отдельные требования по току срабатывания.

• Но и для системы TN все не так просто. Согласно п.1.7.61 ПУЭ на вводе в здание или в электроустановку они должны иметь повторное заземление. Давайте разберемся зачем это необходимо.
• В системе TN как мы уже знаем, нулевой и защитный проводники монтируются одним проводом. В случае обрыва этого совместного провода получается, что нулевой и защитный провод образуют единое целое. Ведь они не соединены с землей.
• Если у нас нет соединения с землей, то как мы уже знаем при включении любого электроприбора или даже лампочки нулевой провод оказывается под фазным напряжением.
• Но для системы TN нулевой и фазный провод частично или полностью объединены. То есть провод заземления тоже оказывается под фазным напряжением. А фазный провод у нас подключен к корпусу нашей стиральной машины, фена, холодильника и другого электрооборудования. Выходит, и на их корпусе появится фазное напряжение. И при прикосновении к ним вы получите удар электрическим током.

• Именно исходя из этих соображений повторное заземление нулевого провода по ПУЭ для систем TN обязательно. Ведь такое повторное заземление снижает риск подобных случаев. А если оно выполнено у всех электропотребителей, то вероятность подобных случаев становится еще ниже.
• Кроме того, нормы ПУЭ в многоэтажных зданиях требуют присоединения PEN шины к шине уравнивания потенциалов, которая согласно п.1.7.82 ПУЭ должна соединяться со всеми заземленными проводниками в доме.
• Отдельные требования ПУЭ предъявляет к потребителям, которые подключены к электрической сети при помощи воздушной линии. Контур повторного заземления нулевого провода и заземления для таких потребителей должен быть оборудован согласно п.17.101 и 1.7.102 ПУЭ.
• Для таких потребителей нормируется не только сопротивление искусственного заземлителя, но и предъявляются требования к его материалу, а также сечению и толщине. Ведь на воздушных линиях обрыв одного провода значительно более вероятно.

Вывод

Как видите вопрос правильного выполнения заземления и монтажа нулевого провода достаточно многогранен. Мы уделили внимание лишь основным аспектам и попытались разъяснить назначение данных проводников. Более детальную информацию по поводу монтажу заземления, зануления и контуров заземления вы можете получить в следующих статьях на нашем сайте, а также на видео.

Что такое нейтральный проводник (N), его обозначение, назначение, требования

Нейтральный проводник (neutral conductor) согласно ГОСТ 30331.1-2013 — это проводник, электрически присоединенный к нейтрали и используемый для передачи электрической энергии. Другими словами это проводник, который присоединен к общей части многофазной системы переменного тока, соединённой звездой, находящейся под напряжением, или средней части однофазной системы переменного тока, находящейся под напряжением. Данный термин имеет жаргонизм — «ноль», «нуль», «нулевой проводник», «N-проводник», «нулевой рабочий проводник» среди некоторых людей.

В книге [2] под авторством Харечко Ю.В. еще более предметно детализируются назначение нейтрального проводника и его особенности:

Нейтральные проводники совместно с фазными проводниками используют в электрических цепях переменного тока низковольтных электроустановок для обеспечения электрической энергией применяемого в них электрооборудования. Нейтральный проводник имеет электрическое соединение с общей токоведущей частью многофазного источника питания переменного тока, обмотки которого соединены звездой, или со средней токоведущей частью однофазного источника питания переменного тока. Не относится к линейным проводникам.

Нейтральный проводник относят к токоведущим частям. Однако в нормальных условиях он, в отличие от фазных проводников, обычно находится под незначительным напряжением относительно земли. Нейтральный проводник является токопроводящим проводником, который учитывают в общем числе проводников, применяемых в электрической цепи, сети или системе.

Нейтральные проводники, прежде всего, применяют в трехфазных четырехпроводных электрических системах переменного тока, которые имеют источники питания с нейтралями. На рисунке 1 показан пример системы TN‑S, на рисунке 2 и 3 системы – TN‑C‑S, на рисунке 4 – системы TT, в которых имеются нейтральные проводники.

Рис. 1. Система TN-S трехфазная четырехпроводная с разделенными нейтральным проводником и защитным проводником по всей системе (на основе рисунка 31А1 из ГОСТ 30331.1-2013)

В некоторых случаях и при определенных условиях функции нейтрального проводника и защитного проводника могут быть объединены в одном PEN-проводнике.

Приведу пример системы распределения электроэнергии, имеющей тип заземления системы TN-C-S и которая рекомендована для широкого применения:

Рис 2. Система распределения электроэнергии (тип заземления системы TN-C-S). Здесь 1 — заземляющее устройство источника питания; 2 — заземляющее устройство электроустановки здания; ПС — трансформаторная подстанция; ВЛ — воздушная линия электропередачи; КЛ — кабельная линия электропередачи

Из этой системы мы видим, что PEN-проводник на вводе электроустановки повторно заземляется и делится на защитный проводник PE и нейтральный проводник N. Этот рисунок демонстрирует один из примеров, показывающий откуда берется нейтральный проводник N в электроустановках зданий.

Рис. 3. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник PE и нейтральный проводник N где-то в электроустановке (на основе рисунка 31B1 из ГОСТ 30331.1-2013) Рис. 4. Система TT трехфазная четырехпроводная с заземленным защитным проводником и нейтральным проводником во всей системе (на основе рисунка 31F1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Нейтральные проводники могут также применяться в однофазных электрических системах переменного тока, которые имеют источники питания со средними точками (нейтралями). На рисунке 5 показан один из вариантов выполнения системы TN-C‑S.

Рис. 5. Система TN-C-S однофазная двухпроводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник PE и нейтральный проводник N на вводе электроустановки (на основе рисунка 31B1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Важно: в электроустановках, в которых нагрузки включены между фазами, может отсутствовать необходимость в нейтральном проводнике.

Требования по сечению

В ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 [3] изложены требования к нейтральным проводникам. В национальном стандарте указано, что сечение нейтрального проводника должно быть равным сечению фазных проводников:

• в однофазных двухпроводных электрических цепях для всех сечений;
• в многофазных и однофазных трехпроводных электрических цепях, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм 2 по меди и 25 мм 2 по алюминию включительно.

В многофазных электрических цепях, имеющих фазные проводники сечением большим чем 16 мм 2 по меди или 25 мм 2 по алюминию, сечение нейтрального проводника может быть меньше сечения фазных проводников (обычно не ниже 50%), при одновременном выполнении следующих условий:

• ожидаемый максимальный ток, включая гармоники, который может протекать в нейтральном проводнике при нормальном оперировании электроустановки здания, не превышает его допустимый длительный ток;
• нейтральный проводник защищен от сверхтока;
• нейтральный проводник имеет сечение не менее 16 мм 2 по меди и 25 мм 2 по алюминию.

В ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (на основании таблицы 52.2) установлены минимальные сечения нейтрального проводника [3]:

• в кабелях и изолированных проводах стационарных электропроводок – 1,5 мм 2 по меди и 10 мм 2 по алюминию;
• в неизолированных проводах стационарных электропроводок – 10 мм 2 по меди и 16 мм 2 по алюминию;
• в соединительных гибких кабелях – 0,75 мм 2 по меди.

Харечко Ю.В. в книге [2] дополняет:

В действующем стандарте ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 вышеуказанные требования дополнены требованиями, которые предписывают увеличивать площадь нейтральных проводников при протекании в электрических цепях токов третьей гармоники и кратных ей гармоник. Приложение E «Учет влияния токов высших гармоник для симметричных трехфазных систем» содержит требования к использованию поправочных коэффициентов, учитывающих протекание токов гармоник в четырех- и пятижильных кабелях с четырьмя токопроводящими жилами, а также примеры применения этих коэффициентов.

Требования по защите от сверхтока

ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (п. 431.2) [4] содержит требования по защите нейтральных проводников от сверхтока.

В электроустановках зданий, соответствующих типам заземления систем TN и TT, не требуется предусматривать обнаружение сверхтоков в нейтральных проводниках и выполнять их отключение, если сечения нейтральных проводников равны сечениям фазных проводников. Если в какой-то электрической цепи сечение нейтрального проводника меньше сечения фазных проводников, то следует предусмотреть обнаружение в нем сверхтока с последующим отключением фазных проводников.

Нейтральный проводник при этом можно не отключать. Однако не требуется обнаружение сверхтока в нейтральном проводнике при выполнении двух условий:

• нейтральный проводник защищен от короткого замыкания посредством защитного устройства фазных проводников той же самой электрической цепи;
• максимальный ожидаемый ток, который может протекать в нейтральном проводнике при нормальном оперировании электроустановки здания, меньше значения допустимого длительного тока этого проводника.

В электроустановках зданий, соответствующих типу заземления системы IT и имеющих нейтральные проводники, требуется обнаружение сверхтока в нейтральном проводнике каждой электрической цепи. При его выявлении следует отключить все проводники, находящиеся под напряжением, включая нейтральный проводник. Однако не требуется выполнять указанные меры защиты от сверхтока, если:

• нейтральный проводник надежно защищен от сверхтока посредством защитного устройства, установленного со стороны источника питания, например – на вводе в электроустановку здания;
• рассматриваемая электрическая цепь защищена посредством защитного устройства дифференциального тока, имеющего номинальный отключающий дифференциальный ток не более 0,15 максимально допустимого тока нейтрального проводника. Это защитное устройство должно отключать все находящиеся под напряжением проводники электрической цепи, включая нейтральный проводник.

Важно! При необходимости коммутации нейтрального проводника его следует отключать после отключения фазных проводников, а включать одновременно с фазными проводниками или ранее их.

Далее обратимся к книге [2] автора Харечко Ю.В. который дополняет вышеуказанные требования следующим образом:

В действующем стандарте ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (пункт 431.2.3) вышеуказанные требования дополнены требованиями, которые предписывают осуществлять обнаружение перегрузки в нейтральном проводнике многофазной электрической цепи, в которой гармоническая составляющая токов фазных проводников такова, что электрический ток, протекающий в нейтральном проводнике, может превысить его допустимый длительный ток. При обнаружении перегрузки следует отключать фазные проводники. Нейтральный проводник при этом можно не отключать.

В системе TN-S не требуется разъединять или отключать нейтральные проводники. В цепи нейтральных проводников запрещено включать однополюсные коммутационные устройства. Коммутационные устройства, посредством которых выполняют переключение с одного источника питания на другой, должны воздействовать на все проводники, находящиеся под напряжением. Поскольку нейтральные проводники наряду с фазными проводниками являются токоведущими проводниками, их следует коммутировать при переключении источников питания.

Требования п. 444.4.7 стандарта ГОСТ Р 50571.4.44-2019 (МЭК 60364-4-44:2007) также предписывают выполнять в системах TN переключение с одного источника питания на другой посредством коммутационного устройства, переключающего одновременно линейные проводники и нейтральный проводник, если он имеется в низковольтной электроустановке. Такое переключение, показанное на рисунке 6, предотвращает возникновение электромагнитных полей, создаваемых блуждающими токами в главной системе питания низковольтной электроустановки. Поскольку сумма токов в одном кабеле должна быть равна нулю, переключение гарантирует протекание нейтральных токов только в нейтральном проводнике той цепи, которая подключена. Токи третьей гармоники (150 Гц) линейных проводников добавляются к току нейтрального проводника с тем же самым фазовым углом.

ВНИМАНИЕ! На рисунке 6 PEN-проводники обоих источников питания присоединены к нейтральному проводнику. Однако согласно требованиям стандарта ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011 PEN-проводник следует подключать к шине или зажиму, который используют для присоединения защитных проводников.

Цветовая идентификация и буквенно-цифровая маркировка

Нейтральный проводник, согласно ГОСТ 33542-2015 [6], обозначается буквой N и идентифицируется синим цветом как в однофазных, так и в трехфазных цепях.

Если применяют идентификацию посредством цвета, неизолированные проводники, используемые в качестве нейтрального проводника, должны быть или окрашены посредством синей полосы шириной от 15 до 100 мм в каждом блоке или оболочке и в каждом доступном месте, или окрашены синим цветом по всей их длине.

Ноль и фаза в электрике — назначение фазного и нулевого провода

Хозяин квартиры или частного дома, решивший проделать любую процедуру, связанную с электричеством, будь то установка розетки или выключателя, подвешивание люстры или настенного светильника, неизменно сталкивается с необходимостью определить, где в месте производства работ находятся фазный и нулевой провод, а также кабель заземления. Это нужно для того, чтобы правильно подсоединить монтируемый элемент, а также избежать случайного удара током. Если вы имеете определенный опыт работы с электричеством, то такой вопрос не поставит вас в тупик, но для новичка он может оказаться серьезной проблемой. В этой статье мы разберемся, что такое фаза и ноль в электрике, и расскажем, как найти эти кабели в цепи, отличив их друг от друга.

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение фазного кабеля – подача электрической энергии к нужному месту. Если говорить о трехфазной электросети, то в ней на единственный нулевой провод (нейтральный) приходится три токоподающих. Это обусловлено тем, что поток электронов в цепи такого типа имеет фазовый сдвиг, равный 120 градусам, и наличия в ней одного нейтрального кабеля вполне достаточно. Разность потенциалов на фазном проводе составляет 220В, в то время как нулевой, как и заземляющий, не находится под напряжением. На паре фазных проводников значение напряжения составляет 380 В.

Линейные кабели предназначены для соединения нагрузочной фазы с генераторной. Назначение нейтрального провода (рабочего нуля) заключается в соединении нулей нагрузки и генератора. От генератора поток электронов перемещается к нагрузке по линейным проводникам, а его обратное движение происходит по нулевым кабелям.

Нулевой провод, как было сказано выше, не находится под напряжением. Этот проводник выполняет защитную функцию.

Назначение нулевого провода заключается в создании цепочки с низким показателем сопротивления, чтобы в случае короткого замыкания величины тока хватило для немедленного срабатывания устройства аварийного отключения.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В современной проводке оболочка нейтрального проводника бывает синей или голубой. В старых схемах рабочий нулевой провод (нейтраль) совмещен с защитным. Такой кабель имеет покрытие желто-зеленого цвета.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

• Глухозаземленный нейтральный кабель.
• Изолированный нулевой провод.
• Эффективно-заземленный ноль.

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Чтобы такая сеть функционировала правильно, энергия для нее вырабатывается трехфазными генераторами и доставляется также по трем фазным проводникам, находящимся под высоким напряжением. Рабочий ноль, являющийся по счету четвертым проводом, подается от этой же генераторной установки.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Для чего нужен заземляющий кабель?

Заземление предусмотрено во всех современных электрических бытовых устройствах. Оно помогает снизить величину тока до уровня, который безопасен для здоровья, перенаправляя большую часть потока электронов в землю и защищая человека, коснувшегося прибора, от электрического поражения. Также заземляющие устройства являются неотъемлемой частью громоотводов на зданиях – через них мощный электрический заряд из внешней среды уходит в землю, не причиняя вреда людям и животным, не становясь причиной пожара.

На вопрос – как определить провод заземления – можно было бы ответить: по желто-зеленой оболочке, но цветовая маркировка, к сожалению, довольно часто не соблюдается. Бывает и такое, что электромонтер, не обладающий достаточным опытом, путает фазный кабель с нулевым, а то и подключает сразу две фазы.

Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно уметь различать проводники не только по цвету оболочки, но и другими способами, гарантирующими правильный результат.

Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу

Установить в домашних условиях, где какой провод находится, можно разными способами. Мы разберем только самые распространенные и доступные практически любому человеку: с использованием обычной электрической лампочки, индикаторной отвертки и тестера (мультиметра).

Про цветовую маркировку фазных, нулевых и заземляющих проводов на видео:

Проверка с помощью электролампы

Перед тем, как приступить к такой проверке, нужно собрать с использованием лампочки устройство для проверки. Для этого ее следует вкрутить в подходящий по диаметру патрон, после чего закрепить на клемме провода, сняв изоляцию с их концов стриппером или обычным ножом. Затем проводники лампы нужно поочередно прикладывать к тестируемым жилам. Когда лампа загорится, это будет означать, что вы нашли фазный провод. Если проверяется кабель на две жилы, уже понятно, что вторая будет нулевой.

Проверка индикаторной отверткой

Хорошим помощником в работе, связанной с электрическим монтажом, является индикаторная отвертка. В основе работы этого недорогого инструмента лежит принцип протекания сквозь корпус индикатора емкостного тока. В ее состав входят следующие основные элементы:

• Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который прикладывается к проводам для проверки.
• Неоновая лампочка, загорающаяся при прохождении сквозь нее тока и сигнализирующая таким образом о фазовом потенциале.
• Резистор для ограничения величины электрического тока, который защищает устройство от сгорания под воздействием мощного потока электронов.
• Контактная площадка, позволяющая при прикосновении к ней создать цепь.

Профессиональные электромонтеры используют в своей работе более дорогие светодиодные индикаторы с двумя встроенными элементами питания, но простенькое устройство китайского производства вполне доступно любому человеку и должно иметься у каждого хозяина дома.

Если вы проверяете наличие напряжения на проводе с помощью этого прибора при дневном свете, то придется приглядываться в ходе работы более внимательно, так как свечение сигнальной лампы будет плохо заметно.

При касании жалом отвертки фазного контакта сигнализатор загорается. При этом ни на защитном нуле, ни на заземлении светиться он не должен, в противном случае можно сделать вывод, что в схеме подключения имеются неполадки.

Пользуясь этим индикатором, будьте внимательны, чтобы нечаянно не коснуться рукой провода под напряжением.

Про определение фазы наглядно на видео:

Проверка мультиметром

Для определения фазы с помощью домашнего тестера прибор нужно поставить в режим вольтметра и измерить попарно величину напряжения между контактами. Между фазой и любым другим проводом этот показатель должен составлять 220 В, а прикладывание щупов к заземлению и защитному нулю должно показывать отсутствие напряжения.

Заключение

В этом материале мы подробно ответили на вопрос, что собой представляют фаза и ноль в современной электрике, для чего они нужны, а также разобрались, какими способами можно определить, где в проводке находится фазная жила. Какой из этих способов предпочтительнее, решать вам, но помните, что вопрос определения фазы, ноля и заземления очень важен. Неправильные результаты проверки могут стать причиной сгорания приборов при подключении, или, что еще хуже – причиной поражения электрическим током.

Вопрос6.Для чего используется нейтральный провод?

Ответ6. Нейтральный провод используется для выравнивания фазных напряжений на клеммах нагрузки._A=_а ;_В=_b;_C=_c. В этом случае, падения напряжения на нагрузке остаются равными фазным напряжениям генератора. В случае, если внутреннее сопротивление генератора пренебрежимо мало (равно нулю), то напряжения на нагрузке остаются равными фазным напряжениям генератора, постоянными и не зависят от величины нагрузки. (Ток будет изменяться, а напряжение на нагрузке не изменится).

Вопрос7.Какими уравнениями описывается электрическое состояние цепи при несимметричной нагрузке?

Ответ7. При несимметричной нагрузке фаз и отсутствии нейтрального провода фазные комплексы напряжения на нагрузке,,связаны с соответствующими комплексными напряжениями источника Ů_A, Ů_В, Ů_Суравнениями Кирхгофа :

; ;;

где — комплексное напряжение между нейтральными точками нагрузки и источника (сети).

называют напряжением смещения нейтрали.

Напряжение смещения нейтрали рассчитывается методом 2-х узлов:

где: Ė –комплексные ЭДС, – комплексы проводимости фаз нагрузки.

Токи фаз нагрузки находят по закону Ома:

İ_a=_a/Z_a = (_A —)/Z_a;

İ_b=_b/Z_b = (_B —)/Z_b;

İ_a =_c/Z_c = (_C —)/Z_c.

Вопрос8.Как построить совмещенные векторные диаграммы напряжений и токов для исследованных режимов трехфазной цепи?

Построение векторных диаграмм начинаем с векторов линейных напряжений, задаваемых сетью и от условий опыта не зависящих. Это равносторонний треугольник образованный векторами линейных напряжений. Длина вектора соответствует линейному напряжению, а углы между векторами соответствуют сдвигу фаз между векторами напряжений.

Построение векторной диаграммы для случая равномерной нагрузки.( симметричный режим).

1.Выбираем комплексную плоскость (+1,j). Реальную ось +1 направляем вертикально вверх, мнимую- вдоль оси -Х. ( поворот на угол +90°).

2. Выбираем масштаб напряжений, например 1см→20В. Вектор Ua(в масштабе) откладываем вдоль реальной оси +1.Конец вектора обозначаем малой буквойа.

3.Вектора U_bиU_c(в масштабе) рисуем под углами +120° и –120° соответственно. Концы векторов обозначаем малыми буквамиbиc соответственно.

4. Точку, соответствующую началу координат, обозначим малой буквой n. Это точка нейтрали приемника.

5.Строим вектора линейных напряжений. Для этого соединяем концы фазных векторов. Получим вектора U_ab= U_AB, U_bc= U_BC, U_cа= U_CА. Отметим, что линейные напряжения приемника равны линейным напряжениям генератора.

очкаN на векторной диаграмме, соответствующая нейтральной точке генератора, находится в центре треугольника линейных напряжений. В данном случае нейтраль генератора N совпадает с нетралью приемника n. В общем случае точку n, соответствующую нейтральной точке нагрузки, находят методом засечек. Векторы токов откладывают по отношению к соответствующим векторам фазных напряжений с учетом сдвига фаз между ними.

Ниже приведены векторные диаграммы для различных режимов работы.

Режим 1. Равномерная нагрузка без нейтрального провода(рис. 8).

Режим 2. Обрыв фазы А ( рис. 9):

При обрыве фазы А и одинаковой нагрузке двух других фаз, нейтральная точка приемника nпереместится на середину линейного напряжения Ů_BC .СопротивленияZ_bиZ_c окажутся соединенными последовательно и включенными на линейное напряжение_BC. Падение напряжения между точками А иnувеличится, а фазные напряжения_bи_cстанут равными половине линейного_BC.

Режим 3. Короткое замыкание фазы А (рис. 9).

При замыкании фазы А и одинаковой нагрузке двух других фаз (то есть при соединении начала нагрузки фазы А с нулевой точкой нагрузки) точка nперемещается в точку А. Фазное напряжение Ů_а становится равным нулю, ток İ_a увеличивается, а фазные напряжения_bи_cстановятся равными линейным.

Режим 4. Неравномерная нагрузка без нейтрального провода (рис. 10).

Сопротивления, Z_а≠Z_b≠Z_c, фазные напряжения приемника_а≠_b≠_c, между точкамиNиnпоявляется напряжение смещения нейтрали.

4.1 Вначале строим треугольник линейных напряжений.

4.2. Методом засечек (циркулем или линейкой) из каждой вершины откладываем соответствующие вектора фазных напряжений приемника. Точка пересечения дуг даст точку нейтрали приемника n. Точку нейтрали генератораNоставляем на прежнем месте.

4.3 Соединяем точку n иN . Это вектор напряжения смещения нейтралиU_nN(в масштабе).

4.4 Строим вектора фазных токов нагрузки. В случае, если нагрузкой являются лампочки, которые можно представить как активные сопротивления, то сдвига фаз между фазным напряжением и фазным током нагрузки не будет. Поэтому вектора токов откладываем ( в масштабе) вдольсоответствующих векторов фазных напряжений.

***) В общем случае надо определить сдвиги фаз между током и соответствующим фазным напряжением по закону Ома в комплексной форме и строить вектор тока с помощью транспортира.

Режим 5. Неравномерная нагрузка с нейтральным проводом (рис.11).

При наличии нейтрального провода фазные напряжения приемника становятся равными фазным напряжениям источника _A= _а ;_В=_b;_C=_c :