Меню

Включение нагрузки при нуле напряжения

Что делать, если на нуле напряжение и как такое возможно — рассказываю простыми словами

Напряжение может появиться там, где его совсем не ожидаешь — например на нулевом проводе : отчего такое случается и как с этим бороться — я расскажу простыми словами — это полезно, так что читайте дальше!

Ноль или нейтраль — что это такое

Ноль или, говоря более правильно, «нейтраль» это провод, соединённый с нейтральной точкой обмоток трансформатора на подстанции . У этого трансформатора три обмотки , соединённых одним концом в общей точке — это и есть нейтраль.

Что делать, если на нуле напряжение и как такое возможно - рассказываю простыми словами

По правилам, нейтраль заземляется , поэтому, если дотронуться до неё рукой находясь на подстанции, вы ничего не почувствуете — напряжение будет на противоположных концах обмоток трансформатора. Но увы — между заземлённой на подстанции нейтралью и нашими розетками находятся сотни метров и километры проводов , скруток и другого «непотребства», поэтому бывает так, что и ноль бьётся током .

Как понять, есть ли напряжение на нуле

Если вы хотите проверить , есть ли на вашем нулевом проводе, в квартире или доме, напряжение, можно просто взять индикаторную отвёртку и поочерёдно вставить её в оба отверстия розетки . При исправной электрике, отвёртка будет светиться в одном отверстии и не будет в другом — это другое и есть ноль.

Но если свечение возникает и там и там, значит проводка у вас или в подъезде дома, или на воздушной линии, если дом у вас частный — не в порядке . Как так получается?

Откуда напруга — от скруток, вестимо

Дело в том, что по нулевому проводу течёт ток — до того места, где этот ноль соединяется на шине с нулями от двух других фаз. Мы знаем, что ток, текущий по проводу вызывает падение напряжения , которое пропорционально сопротивлению провода: чем сопротивление выше, тем больше напряжение на «ноле» относительно земли. Давайте посчитаем .

Что делать, если на нуле напряжение и как такое возможно - рассказываю простыми словами

Медный провод на полтора квадрата имеет сопротивление 0,015 Ом на один метр . Если между вашей розеткой и шиной в этажном щитке 20 метров, то сопротивление будет составлять 0,015 х 20 = 0,3 Ома , а падение напряжения при максимальной нагрузке 16 Ампер — 0,3 х 16 = 4,8 Вольта , вполне терпимо. Получается, нужно сделать хорошую медную проводку и на нуле не будет напряжения? Увы , тут в игру вступает проводка в подъезде .

Что делать, если на нуле напряжение и как такое возможно - рассказываю простыми словами

Общий нулевой проводник в стояке в норме не содержит в себе ток — он уравнивается по фазам (это сложная тема, для отдельной статьи). Но если мощность на фазах неодинаковая , например одна квартира потребляет 5 кВт, а в двух других никого временно нет, то по нулю будет идти уравнивающий ток .

А теперь представьте, что нулевой провод в подвале присоединён к заземляющей шине ржавыми болтами, которых не касалась рука электрика уже лет 10. Сопротивление такого соединения может составлять, например 1-2 Ом . При токе на нуле в 50 Ампер (это общий уравнивающий ток со всех квартир), напряжение на нуле в этажном щитке получится 50-100 Вольт . Плюсуйте сюда падение напряжения в вашей проводке и получится цифра 70-150 Вольт, вполне способная огорошить вас электроударом.

Что делать с напряжением на нуле?

Что делать, если на нуле напряжение и как такое возможно - рассказываю простыми словами

Увы, сами вы вряд ли сможете довести ситуацию до идеала. Это задача ЖЭКа и управляющей компании — нужно перетряхивать стояк , чинить электрику в подвале , а для частного дома — менять провода воздушной линии . Это серьёзные затраты, и хитрым бизнесменам бывает проще игнорировать ваши жалобы и даже платить штрафы , чем вкладываться в серьёзный и дорогой ремонт.

Читайте также:  Номинальное напряжение тягового двигателя

Поэтому, помимо жалоб и заявок в Добродел, можно временно принять, что «ноль» на самом деле не ноль , а такой же опасный провод , как фаза. Не расслабляйтесь при замене лампочек в светильниках, а при ремонте отключайте оба провода — и фазу и ноль, и всё будет хорошо.

Спасибо , что дочитали — ставьте лайк , делитесь статьёй с друзьями и оставайтесь на канале «Электрика для всех»!

Источник

Особенности схем подключения нагрузок к тиристорному регулятору

Наиболее часто на практике используется четыре схемы подключения нагрузок к тиристорному регулятору: звезда, треугольник, звезда с рабочей нейтралью и разомкнутый треугольник.

Схемы подключения звезда и треугольник приведены на рисунке 1.

Тиристорный регулятор

Рисунок 1. Подключение нагрузки к трехфазному тиристорному регулятору по схемам звезда и треугольник

Основное достоинство этих двух схем — простота и минимальное количество силового провода, за счет чего они и получили наиболее широкое распространение. При соединении нагрузки звездой максимальное напряжение на нагрузочном сопротивлении равно фазному напряжению Uф, а при соединении треугольником — линейному Uл. Соответственно, звездой соединяют нагрузку, рассчитанную на напряжение 220 В, а треугольником — 380 В.

Кривая тока, протекающего по фазному проводу изображена на рисунке 2.

Тиристорный регулятор

Рисунок 2. Кривая тока в фазах при соединении звездой или треугольником, активная нагрузка

Однако у простоты схемы есть обратная сторона медали — напряжения на нагрузочных сопротивлениях распределяются поровну только при условии строго равенства фазных напряжения (Uа = Ub = Uс) и равенства сопротивлений нагрузок (Ra = Rb = Rc или Rab = Rbc = Rca). Как правило, на практике это условие почти никогда не выполняется и возникает небаланс напряжений: на разных сопротивления нагрузки при полностью включенных тиристорах устанавливаются неравные напряжения, например, на одном сопротивлении 210 В, на другом 215 В, на третьем 230 В.

В большинстве своем эти небалансы невелики: разброс по напряжению невелик и составляет не больше 4-8%, что вполне допустимо. Но иногда при неудачном соотношении параметров — сильном «перекосе» фаз с одновременно неравными сопротивлениями нагрузки — напряжения могут распределиться с большим разбросом, например 190, 220 и 250 В. Это ведет к неравномерному износу ТЭНов и преждевременному выгоранию одного из них.

Довольно часто бывает, что в одной из фаз постоянно выгорает ТЭН неизвестно от чего. Обычно это является следствием выше описанного явления.

В схемах подключения звезда с рабочей нейтралью и разомкнутый треугольник (рисунок 3) это явление проявляется гораздо меньшей степени.

Тиристорный регулятор

Рисунок 3. Подключение нагрузок по схемам звезда с рабочей нейтралью и разомкнутый треугольник

При подключении нагрузки по схеме звезда с нулем максимальное напряжение на нагрузочном сопротивлении равно фазному напряжению сети, при этом ток каждой фазы определяется лишь напряжением фазы и сопротивлением нагрузочного резистора, включенного в эту фазу, и не зависит напряжений других фаз и от сопротивлений остальных нагрузочных сопротивлений, то есть Ia = Ua / Ra, Ib = Ub / Rb, Ic = Uc / Rc.

Другое важное свойство схемы — возможность выравнивания токов, напряжений и мощностей на нагрузочных сопротивлениях в случае «перекоса» фаз питающей сети. Например, тиристорный регулятор тока ТРМ-С может автоматически корректировать напряжение на нагрузке таким образом, чтобы на каждом сопротивлении нагрузки выделялась равная мощность. Это способствует продлению срока службы ТЭНов, а также энергосбережению – за счет устранения перекосов по фазам достигается дополнительная экономия электроэнергии 1-3%.

Читайте также:  Определить действующее значение напряжения изменяющееся по закону

Еще один плюс этой схемы — это меньший уровень излучаемых электромагнитных помех.

Все выше сказанное также верно и для схемы разомкнутого треугольника, с той лишь разницей, что максимальное напряжение на нагрузочных сопротивлениях равно линейному, а ток нагрузки определяется линейным напряжением Iab = Uab / Rab, Ibc = Ubc / Rbc, Ica = Uca / Rca.

Недостатков у схемы звезда с нейтралью два. Первый — это необходимость подключения нулевого провода, что на практике иногда бывает затруднительно. Например, у нагревательного аппарата может быть сделано три вывода для подключения фазных проводов, а общая точка звезды — внутри аппарата и недоступна для подключения. В этом случае реализовать подключение по схемы звезды с нейтралью невозможно.

Второй недостаток — это протекание тока через нейтраль при фазо-импульсном управлении даже при полностью равных сопротивлениях нагрузки и фазных напряжениях, что проиллюстрировано на рисунке 4: в верхней его части изображены кривые токов, протекающие по фазам А, В и С, а внизу — ток в нулевом проводе.

Тиристорный регулятор

Рисунок 4. Протекание тока через нулевой проводник

При этом величина тока в нулевом проводе может быть в 1,5-2 раза больше чем ток в фазах. Это приводит к необходимости прокладки нулевого проводника увеличенным сечением, что, разумеется, увеличивает и стоимость кабельных линий. Незнание или недооценка же этого явления приводит к постепенному выходу из строя нейтрального провода.

Это иногда вызывает удивление: казалось бы, напряжения фаз равные, сопротивления фаз равные, откуда ток в нуле?! Но объясняется это явление просто. Дело в том, что при фазо-импульсном управлении тиристорами форма тока становится не синусоидальной и поэтому не происходит полной компенсации токов в нулевом проводе, как при питании трехфазной нагрузки синусоидальным током.

Отсюда вывод — чтобы ток в нулевом проводе был минимальный необходимо использовать управление пропуском периодов. В этом случае токи фаз будут синусоидальны, а значит ток в нейтрали будет определятся лишь небалансом напряжений фаз и сопротивлений. Практически, это приводит к тому, что ток в нуле становится не больше 10% от тока фазы.

Напоследок, рассмотрим схему соединения разомкнутый треугольник. У схемы есть замечательное свойство — тиристоры при таком соединении коммутируют не фазные токи, а линейные, которые меньше в 1,73 раза. Например, если ток фазы составляет 650 А, то токи в линейных проводах составляют Iл = 650 / 1,73 = 380 А. По сравнению со схемой соединения обычным треугольником, это дает возможность приобретать тиристорный регулятор на меньший номинальный ток, который соответственно дешевле и меньше в габаритах. Это показано на рисунке 5. В верхней части рисунка нагрузка соединена треугольником, при этом через тиристоры протекают токи 650 А, а значит необходимо приобретение тиристорного регулятора номинальным током не менее 700-800 А. А в нижней части нагрузка соединена разомкнутым треугольником, при этом по фазам протекает такой же ток 650 А, но поскольку тиристоры коммутируют ток 380 А, то достаточно иметь тиристорный регулятор с номинальным током 400-500 А, что в 1,5-2 раза дешевле.

Тиристорный регулятор

Рисунок 5. Сравнение схем треугольник и разомкнутый треугольник

Жаль, но несмотря на такое преимущество, эта схема не получила большого распространения. Почему? Первое, как и для звезды с нейтралью, для реализации такой схемы подключения должны быть доступны оба конца выводов нагрузок, что опять же не всегда возможно. Например, у трансформатора, первичная обмотка которого соединена треугольником чаще всего выведена только три конца, а вторые три спрятаны внутри. Второе – это увеличенная стоимость кабельного хозяйства — посмотрите внимательно на рисунок 5: при соединении разомкнутым треугольником требуется дополнительный силовой кабель («обратный» кабель от нагрузки). Учитывая высокую стоимость кабелей, можно сказать, что такая схема целессобразно лишь при небольшой длине кабельных линий до 20-30 метров при прокладке медным кабелем и до 50-70 метров при прокладке алюминиевым. При большой длине экономия, полученная от приобретения более дешевого регулятора обнуляется за счет более высокой стоимости кабельного хозяйства.

Читайте также:  Для чего нужен стабилизатор напряжения штиль

Источник



Ноль бьет током и горит индикатор: причины, что делать?

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Ноль бьет током

Иногда жильцы многоквартирных домов сталкиваются с неприятной проблемой, которая выявляется часто совершенно случайно. Например — при замене розетки рачительный хозяин получает ощутимый и неожиданный удар током от нулевого провода.

В этом случае определить наличие напряжения на нулевом проводе поможет простейшая индикаторная отвертка или тестер.

напряжение 380 ВКаким образом возникает опасное напряжение?

Происходит это по нескольким основным причинам:

  • обрыв или плохой электрический контакт нулевого проводника на питающих подстанциях, которые выступают как источники электрического тока, либо в общедомовых распределительных устройствах;
  • перекос фаз в сети;
  • повреждение изоляции.

Физика процесса в случае обрыва или плохого контакта рабочего ноля

Если оборвется ноль со стороны трансформаторной подстанции, то этажный щиток останется без рабочего ноля. При этом цепь протекания тока при разноименных фазах, питающих эти квартиры, замкнется от одной фазы на другую через нулевые проводники, общую нулевую шину в щите, через включенные домашние электроприборы, например холодильник.

При этом на контактах розетки возникает напряжение вплоть до 380 В. Что в свою очередь опасно не только для человека, но и для электроприборов, имеющих более низкий расчетный уровень изоляции, и неминуемо приводит к их выходу из строя.

Физика электричества

Физика электричества в случае с перекосом фаз, возможные варианты

Перекос фаз возникает в случае, если две из трех фаз эксплуатируются с чрезмерно большой загрузкой, а третья фаза недогружена. Неравномерное распределение нагрузки по фазам особенно усугубляется во время пиков потребления в определенное время в течение суток, например вечером.

Простыми словами возникает несимметрия токов и напряжений в 3-х фазной системе, что и приводит к появлению на нулевом проводнике потенциала.

Также отклонение возникает при перегрузке в сети и из-за увеличения сопротивления нулевого провода, обусловленного возникновением высоких переходных сопротивлений в соединениях (скрутках, спайках, болтовых зажимах и т.д.), в том числе его недостаточным для безаварийной работы сечением.

Повреждение изоляцииПовреждение изоляции

Индикация напряжения на рабочем ноле возможна в случае утечки электрического тока при повреждении изоляции домашней электропроводки или электроприборов. Особенно большой риск существует в сетях со старой электропроводкой, отслужившей свой нормативный срок, изоляция которой безвозвратно потеряла свои диэлектрические свойства.

Что делать?

Электрический ток очень опасен, поэтому самостоятельно экспериментировать с решением этой проблемы не стоит. Во всех описанных случаях лучше обратиться в электроснабжающую организацию, либо к профессиональному электрику. В подавляющем большинстве случаев требуется проведение значительных мероприятий по оценке состояния и схем как питающих, так и домашних сетей.

В качестве профилактических мер при нарушениях в работе сети стоит рассмотреть установку реле напряжения или инверторного стабилизатора. Реле напряжения отключит домашнюю сеть при обрыве ноля, а инверторный стабилизатор дополнительно к отключению имеет функционал по регулированию уровня напряжения.

Источник