Для чего применяют нейтральный провод - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Для чего применяют нейтральный провод

Виды и режимы работы нулевого провода — что это такое

Для выравнивания напряжения по фазам электроустановок применяется нулевой провод. Он необходим для предотвращения воспламенений приборов и пожаров. Кабель является частью нейтрали – общей точки генераторной или трансформаторной обмотки, соединенной, как звезда. Существует два типа проводника – рабочий N и защитный PE.

Что такое нулевой провод

При работе с электричеством важно понять, что такое рабочий и защитный нулевой провод. В первом случае он выравнивает напряжение по фазе, во втором – защищает зануление. Пользователи ошибочно считают, что нейтральный проводник является исключительно заземлением. Его главная функция – соединение нейтралей установок в трехфазной цепи.

При подаче различной нагрузки на каждую из фаз происходит смещение нейтрали – симметрия напряжений нарушается. Одним потребителям подается повышенное напряжение, другие получают пониженное. При низком напряжении электроприборы функционируют со сбоями, при высоком – подвергаются перегрузке и загораются. Задача нуля – уравнять повышенные и пониженные показатели, обеспечив баланс электросети.

В ПУЭ установлена расцветка нулевого провода – голубая, которая соответствует европейским стандартам.

Принцип работы

В новостройках и домах старой застройки схема передачи энергии принципиально отличаются. Электросеть новостроек сконструирована по принципу TN-S:

  • электричество поступает от трансформаторов со вторичной обмоткой, соединенной по типу «звезда» (провода, сходящиеся в нулевой точке);
  • вторая часть концов кабелей отводится к клеммам А, В, С, также соединенных в нулевой точке, и подключается по заземляющему контуру к подстанции;
  • высоковольтный провод с нулевым сопротивлением разделяется на защитный РЕ (желто-зеленый) и рабочий N (голубой).

В общем распредщитке новостройки подводятся 3 фазы, защитный проводник и нейтральный провод.

Дома старой застройки не имеют защитной проводки. Там реализована устаревшая четырехпроводная система TN-C:

  • нулевой заземленный проводник находится в распределительной коробке;
  • фаза и ноль от трансформатора подкинута к зданию через подземные или надземные высоковольтные кабели;
  • провода соединяются в щитке ввода, образуя трехфазную систему с рабочим напряжением 220 или 380 В;
  • от щитка выполняется разводка проводки на квартиры и подъезды;
  • потребители получают электроэнергию от проводов одной из фаз через сеть с напряжением 220 В;
  • разница в нагрузке устраняется за счет подвода нулевого N-провода.

Схемы подключения старых домов к электросети являются устаревшими и небезопасными.

Режимы работы

Существуют следующие режимы нейтрали электрических сетей:

  • глухозаземленный (сети на 380 вольт– 110 киловольт) – потенциалы нейтрали и земли одинаковы;
  • изолированный (сети на 6, 10 и 35 киловольт) – между нейтралью и землей наблюдаются незначительные утечки тока;
  • часть электросети с небольшим импедансом сопротивления и сопротивлением земли.

Применяют нейтральный провод для предупреждения аварийных скачков напряжений по фазе, с целью релейной защиты от замыканий фазы на землю, а также для обеспечения надежности работы электроприборов.

Чем опасно повреждение нулевого провода

Ноль повреждается при механических воздействиях, коротких замыканиях, некачественном подключении или в результате старости проводки. Обрыв нейтрали:

  • PEN-проводник в кабеле питания – остается один заземляющий контур, который визуально не заметно;
  • сгорание проводника в распредщитке – фазные проводники перекашиваются, показатель напряжения увеличивается до 380 В;
  • обрыв в щитке квартиры – в розетках остается вторая фаза, бытовая техника от них не запитывается.

Повреждение нейтрали исключает равность потенциалов сетей с различной нагрузкой, в результате чего может сгореть бытовая техника. Изоляция в таких случаях пробивается. В старом жилом фонде со схемой подключения TN-C (нуль – защитный проводник) при поломках существуют риски поражения током. В новостройках повреждения нуля приводит к тому, что при касании к технике чувствуются легкие разряды тока.

Разряды тока от прикосновений к корпусу оборудования также свидетельствуют о его неисправности.

Реакция электроприборов на обрыв нуля

При обрыве нуля на фазу с большим количеством потребителей увеличивается нагрузка. Напряжение при этом снижается. На фазе с меньшим числом потребителей наблюдается резкое повышение напряжения. Электроприборы могут:

  • работать со сбоями;
  • ломаться или сгорать при подключении к сети;
  • биться током, если не выполнялось заземление.

Задачи и назначение нулевого провода

Монтажная роль жильного нейтрального провода – соединение зануленных элементов электрических установок с нейтралью глухого заземления. Фактически он уравнивает разницу потенциалов фаз, отводит токи от участков с замыканием проводки, предотвращает травматизм и равномерно распределяет нагрузку по всем квартирам.

Система подводки по типу «звезды» имеет векторные показатели, идентичные подстанции трансформатора. Соединение является надежным, но только при условии качества проводов и соблюдения правил их соединения.

Повторное заземление

Повторным заземлением нулевого проводника является защита, установленная на определенных правилами ПУЭ промежутках на всей протяженности нейтрали. В задачи повторного заземления включается снижение силы напряжения в нулевом проводе и электроприборах, которые были занулены относительно грунта. Это свойство целесообразно в качестве защиты от обрыва нулевого провода и при пробое электрического напряжения на корпус электрических приборов.

Чтобы сделать повторное подключение, необходимо провести непрерывную нейтраль от щитка до нулевых проводников. В условиях многоэтажек для повторного заземления применяют различные системы.

Трансформаторная нейтраль в электрике заземляется, а доступная часть присоединяются к ней через нулевые защитные проводники. В нормальном режиме электроприемник под напряжением не находится. Система TN бывает:

  • TN-S – защитный и нулевой проводник разделяются по протяженности всей магистрали;
  • TN-C-S – функции проводов РЕ и N совмещаются в одном части проводника, выведенного от трансформатора.

Если коммуникации подключаются в частном доме, используются естественные заземлители – металлические штыри в грунте. Нормативные документы не рекомендуют применять естественные проводники, поскольку невозможно рассчитать сопротивление, которое дает почва при растекании тока.

Заземление в домах, построенных до середины 90-х, для которой использовался четырехпроводной способ – 3 фазы и 1 нуль. Защитную и рабочую функции нейтрали выполняет общий проводник на протяжении всей магистрали. Запитка потребителей происходит от PEN-кабеля. Он же задействуется для заземления.

Применяется для подачи электроэнергии в загородных и сельских условиях. Ток поступает по линиям электропередач на опорах. Установки разрешены в случаях, когда TN сделать невозможно или очень дорого. При подаче повышенного тока на приборы цепь питания выключается полностью через УЗО.

Сеть с изолированной нейтралью трансформатора. Отводится от грунта или заземляется через приемник с большим сопротивлением. Линия земли проводится по отдельной шине, а на ней уже подключаются контакты розеток. Организация системы целесообразная для образовательных, медицинских учреждений.

Что такое заземление и нейтральный провод

Функция нейтрального проводника N – баланс потенциалов нескольких фаз и обеспечение потребителей током. Нулевой провод соединяется с глухозаземленной нейтралью трансформатора. В частных домах используется однофазный тип подключения с помощью нулевого и фазного кабеля. Для соединения нуля и земли используется заземляющий контур. Сама нейтраль маркируется изоляцией голубого цвета.

Проводник заземления обеспечивает безопасность электролинии при поломке. Его нормальный режим работы – проводной, при критических сбоях потенциал тока отводится в почву. Кабель РЕ маркируется при помощи сине-желтого цвета.

Нейтраль и защита в одном проводе обозначаются PEN, маркируются голубым цветом с желтыми и зелеными полосками на концах.

Схема подключения нейтрального провода и заземления

В МЭК-364, ГОСТе 30331.1-95 приводятся схемы подключения сети, нагрузка которой равняется 380 Вольт. По этой причине в квартире рекомендуется применять одну из систем.

Отдельная линия заземления TN-CS. Нейтральный щитки и защитные проводники домашнего коммутатора соединяются друг с другом. При наличии двух проводов PEN-кабель в определенной точке разделяется на нейтраль и защиту. Провода PE подкидываются к проводникам N. Защита схемы зависит от точки обрыва:

  • До места разделения. Фазный проводник и устройство зашиты отводят напряжение в нейтраль, а от нее – на провод защиты.
  • После места разделения. Опасное электричество не передается на корпус бытовой техники, а сразу передается на провод защиты.

В многоэтажках не всегда получается сделать подобную заземляющую линию.

Правила подключения нейтрали

Глава 1.7 ПУЭ подробно рассматривает электрическую безопасность при заземлении. В «Библии электрика» сказано:

  • для электрических установок напряжением более 1 кВ требуется глухозаземленная нейтраль, отводящая большие токи замыкания в грунт;
  • для оборудования до 1 В можно использовать изолированную или глухую нейтраль;
  • глухозаземленную нейтраль обязательно зануляют и присоединяют к линии заземления через трансформатор;
  • заземление и нейтраль выполняются при помощи медных (сечение 4 мм2), алюминиевых (сечение 6 мм2), изолированных (1,5 мм2 и 2,5 мм2) кабелей;
  • соединенные в одной скрутке кабели из меди должные иметь сечение 1 мм2, из алюминия – 2,5 мм2;
  • если от щитка квартиры или этажа протягивается 3 провода, используется защитная нейтраль;
  • если групповую сеть выполняют при помощи двух кабелей, нейтраль защиты протягивается от ближнего щита;
  • к нулю присоединяются все домашние приборы – чайник, кондиционер, компьютер, стиралка, кипятильник, холодильник.

При условии правильной схемы подключения защитный нулевой провод сможет предотвратить разрушение электросети и травмы в случаях короткого замыкания. Нейтраль равномерно распределяет нагрузку по всем линиям, этажам и квартирам многоэтажки. При ее первичном и повторном подключении стоит руководствоваться ПУЭ.

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 ŮA, ŮВ, ŮСуравнениями 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:

İa=a/Za = (A)/Za;

İb=b/Zb = (B)/Zb;

İa =c/Zc = (C)/Zc.

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.

Читайте также:  Можно ли на старую отмостку положить новую?

3.Вектора UbиUc(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 Uab= UAB, Ubc= UBC, Ucа= UCА. 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).

При обрыве фазы А и одинаковой нагрузке двух других фаз, нейтральная точка приемника nпереместится на середину линейного напряжения ŮBC .СопротивленияZbиZc окажутся соединенными последовательно и включенными на линейное напряжениеBC. Падение напряжения между точками А иnувеличится, а фазные напряженияbиcстанут равными половине линейногоBC.

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 Ůа становится равным нулю, ток İa увеличивается, а фазные напряженияbиcстановятся равными линейным.

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

Сопротивления, ZаZbZc, фазные напряжения приемникааbc, 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 нейтралиUnN(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 :

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.

Это интересно!

Новые камеры для имитации условий окружающей среды серии Сlimate 3000 производства фирмы Vötsch

Компания Vötsch Industrietechnik GmbH (Германия) является мировым лидером в производстве испытательного оборудования на основе имитации условий окружающей среды, максимально приближенных к условиям эксплуатации испытываемых изделий. В 2007 г. компания разработала и ввела в производство новую серию камер для климатических испытаний Climate 3000, которая основательно отличается от предыдущего поколения аналогичного оборудования серии VT и VC. Внедрение последних технологий позволило совместить высокое качество, простоту эксплуатации и сервисного обслуживания.

Фундаментальные основы обработки видеоизображений. Часть 2

В этой части статьи рассматриваются составные компоненты видеосистем и вопросы эффективного перемещения видеоданных между ними.

Разработка радиочастотных систем на операционных усилителях. Часть 1

В первой части статьи, посвященной построению высокочастотных схем на операционных усилителях, рассматриваются характеристики ОУ, важные с точки зрения высокочастотной техники.

20 мая

Факты и мифы о нейтральном проводе

Настоящая статья представляет собой сокращенный перевод статьи специалистов американской компании Power Conversion [1]. Ниже обсуждаются весьма распространенные заблуждения о значении нейтрального провода и его роли в электропитании. Длина линий связи между различным оборудованием может достигать десятков и сотен метров, и иногда низкое качество «земли» или неверное к ней подключение может привести к очень высокому уровню помех. Надеемся, что данная статья поможет рассеять некоторые недоразумения об использовании нейтрального провода. Мы умышленно сохранили оригинальную терминологию, хотя иной раз она и непривычна для нас.

большинстве офисов, где используется обычная однофазная трехпроводная система электропитания, нейтральный провод является одним из трех проводов настенных розеток. В некоторых околотехнических и рекламных статьях о продукции, предназначенной для защиты по питанию, этому проводу приписываются «особые» качества. Чаще всего ошибочные суждения высказываются в отношении его функции и того, как он используется электронным оборудованием. Иногда, приобретая устройство для защиты по питанию, покупатель узнает о том, что нейтральный провод требует специального с ним обращения.

Факты: характеристики трехпроводной системы

У обычной офисной настенной розетки имеются три провода — питающий, нейтральный и заземляющий. Всему офисному оборудованию для работы требуются только питающий и нейтральный провода. Третий, или заземляющий, провод подключен к открытым металлическим частям оборудования. Внутри здания заземляющие провода всех электрических розеток соединяются друг с другом и контактируют с водопроводной системой. В результате открытые металлические части всего электрооборудования соединены друг с другом и с открытыми металлическими конструкциями. Схема внутренней электропроводки представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Трехпроводная система

Трехпроводная система в том виде, в каком ее представляет пользователь, на самом деле происходит от трехфазной разводки пятипроводной системы, в которой используются три провода питания, один нейтральный провод и один — заземление. В обычной трехпроводной розетке используется только один из трех проводов под напряжением .
В Северной Америке миникомпьютеры часто используются для обеспечения питания номиналом в 208 В в трехпроводной системе, в которой имеются два провода питания и один заземляющий (нейтральный провод не используется). В этом случае два провода под напряжением являются силовыми. В Европе обычная трехпроводная розетка симметричная — контакты нейтрального провода и провода под напряжением можно поменять местами, повернув вилку.

«Заземляющий» и «заземленный»

В Северной Америке большая часть неразберихи относительно заземляющего провода вызвана его определением, данным в Национальном электротехническом кодексе США. В этом кодексе заземление розетки называется заземляющим проводником, тогда как нейтральный контакт — заземленным. Небольшая разница между этим определениями привела к ошибочному использованию одного термина вместо другого.
Главная ошибка заключается в том, что связанные с заземляющим проводником проблемы, например помехи на «земле», неверно приписываются заземленному проводнику. В результате потребители иногда приобретают оборудование для защиты по питанию, не предназначенное для решения этой задачи.
Наиболее типичный пример этой ошибки — покупка дополнительного развязывающего трансформатора, чтобы с его помощью устранить помехи на земляной шине. Развязывающие трансформаторы вовсе не способны справиться с этой задачей. Их зачастую представляют как устройства, обеспечивающие «изолированную землю». Они изолируют нейтральный или заземленный проводник, но не решают задачу с заземляющим проводником, которая является основной причиной проблем с питанием.

Что такое выделенная линия?

Это линия питания, которая начинается от панели прерывателя цепи и идет к критической нагрузке (critical load), причем другие нагрузки к ней не подключены. Обычно прерыватель цепи обеспечивает питание через несколько розеток. В выделенной линии единственный прерыватель цепи питает защищенную нагрузку только через одну розетку. У выделенной линии три следующих преимущества.
Во-первых, защищенная нагрузка не испытывает перепадов входного напряжения в проводке здания из-за соседних нагрузок, подключенных к этой же цепи. В выделенной линии перепады отсутствуют, поскольку соседние нагрузки не используют ту же проводку.
Во-вторых, защищенная нагрузка не подвержена перепадам напряжения заземляющего провода, вызванных межсистемными (inter-system) помехами из-за плохого заземления от соседних нагрузок.
В-третьих, защищенная нагрузка не подвержена потенциальной опасности сбоя работы прерывателя цепи из-за неисправной работы других нагрузок, поскольку они отсутствуют.
Если для питания критической нагрузки используется ИБП, не требуется управление напряжением и прерыватель цепи для защиты выделенной линии. Ее способность уменьшить межсистемные помехи из-за плохого заземления не в состоянии восполнить ИБП или любое другое устройство регулирования мощности. Только правильное соединение между компьютерным оборудованием может решить задачу снижения этих помех.

Мифы о нейтральном проводе

Существует следующий ряд мифов относительно нейтрального провода.

Миф: для работы компьютеров требуется соединение с помощью «чистого» нейтрального провода

Многие компьютеры не используют нейтрального провода! Большие серверы и маршрутизаторы не имеют нейтрального подключения, получая электропитание от двух проводов под напряжением.
В Европе в большинстве стран оборудование подключается к сети питания с помощью нейтрального провода, но вилка устроена таким образом, что после ее поворота меняется расположение провода под напряжением. Таким образом, при подключении компьютера к сети питания не имеет значения, какой из входных проводов подключается к нейтральному контакту розетки, а какой — к тому, который под напряжением.

Миф: нейтральный провод используется в некотором роде как опорный для логических цепей компьютера

Все организации, проводящие тесты на безопасность изделий, например UL и TUV, утверждают, что такое подключение не разрешено. Требуется соблюсти расстояние, по крайней мере, в 0,5 см между любой логической цепью и нейтральным проводом или проводом питания.

Миф: компьютеру не грозит опасность со стороны нейтрального провода, в отличие от провода под напряжением

Международные правила безопасности офисного оборудования (включая IEC 950 и UL 1950) запрещают по-разному относиться к этим проводам. Правила утверждают, что каждый из них несет потенциальную опасность, и потому запрещается подключать эти провода к логическим цепям. Следует располагать их на определенном безопасном расстоянии. Более того, проверка схемы коммутации любого компьютерного оборудования ясно показывает, что входной провод питания и нейтральный провод подключаются к одним и тем же цепям одинаковыми способами и являются взаимозаменяемыми.
Этот миф не получил распространения в Европе, поскольку каждый пользователь имеет возможность убедиться в том, что евровилку можно включить любым из двух способов.

Миф: проблемы с заземлением можно решить с помощью развязывающего трансформатора

Международные правила безопасности офисного оборудования (включая IEC 950 и UL 1950) разрешают использовать развязывающий трансформатор только для гальванической развязки от сети. Необходимо, чтобы все устройства были подключены к земляному проводу (заземлены). Поскольку цепи компьютера, включая цепи передачи данных, подключены к заземлению, а не к проводу под напряжением, развязывающий трансформатор, любой стабилизатор напряжения или ИБП с развязывающим трансформатором никоим образом не позволяют решить задачу заземления компьютера.

Миф: шум на нейтральном проводе проникает в компьютерные цепи

Международные правила безопасности офисного оборудования (включая IEC 950 и UL 1950) запрещают соединение между сетью и компьютерными цепями. Однако непреднамеренная связь может установиться в результате наводки, например радиопомех. В результате такой связи помехи от нейтрального провода ничем не отличаются от помех со стороны провода питания. Длины волн этих электромагнитных помех сравнимы или меньше физического размера компьютера или сети и соответствуют частотам в десятки мегагерц. Устранение таких помех достигается с помощью РЧ-фильтров для подавления синфазного шума.

Миф: назначение выделенной линии состоит в решении проблем, связанных с нейтральным проводом

Как уже было сказано, назначение выделенной линии не связано с нейтральным проводом.
Во-первых, выделенная линия обеспечивает возможность того, что другие нагрузки не используют те же самые два провода питания. Другие нагрузки могут вызвать перепады напряжения в проводке здания, с помощью которой обеспечивается питание критической нагрузки. Выделенная линия позволяет снизить перепады питающего напряжения, устраняя эффект, который в то же время влияет на другие параллельно подключенные устройства.
Во-вторых, при использовании выделенной линии другие нагрузки не подключаются к тому же заземлению. Они могут наводить помехи через общее заземление, приводя к тому, что напряжение на критической нагрузке отличается от напряжения на панели прерывателя цепи. Это явление, называемое межсистемными помехами из-за плохого заземления, может привести к прекращению передачи данных и даже к поломке оборудования. Выделенная линия позволяет снизить помехи на защищаемом оборудовании, устраняя эффект, в то же время воздействующий на другие параллельно подключенные устройства.

Миф: развязывающий трансформатор выполняет ту же функцию, что и выделенная линия

Развязывающий трансформатор не управляет входной цепью и потому не обеспечивает выполнение той главной функции, которую несет выделенная линия. Этот трансформатор в соответствии с правилами безопасности не должен прерывать цепь заземления. Таким образом, трансформатор не обеспечивает снижения межсистемных помех из-за плохого заземления, что выполняет выделенная линия.
Развязывающий трансформатор обеспечивает защиту от перепадов напряжения, что не делает выделенная линия. Он устраняет все помехи между нейтральным и заземляющим проводом. Большую часть этого шума выделенная линия НЕ устраняет, поскольку его причиной являются не другие нагрузки, а РЧ-наводки, которые не зависят от типа линии. Таким образом, функциональное назначение выделенной линии и развязывающего трансформатора разные.

Миф: синфазный шум вызван плохим заземлением

Синфазный шум — это шум между проводом питания и заземлением. Проблемы с заземлением возникают в вычислительных системах только тогда, когда два отдельных заземленных устройства соединяются друг с другом через линии передачи данных. Правильное название «проблем с заземлением» — «межсистемные помехи из-за плохого заземления». Синфазный шум и помехи из-за плохого заземления — разные явления, которые совершенно по-разному сказываются на работе оборудования и устраняются с помощью разных типов устройств защиты по питанию.

Происхождение трехпроводной системы

Принципиальное назначение системы питания в том, чтобы исключить поражение электрическим током пользователя, который одновременно прикасается к открытым металлическим поверхностям двух отдельных устройств.
Опасность поражения током возникает тогда, когда две отдельные металлические поверхности находятся под разным напряжением. Наиболее часто это происходит, когда провод или цепь под напряжением случайно контактируют с открытой металлической частью оборудования.
Причина, по которой один из силовых проводов называется нейтральным, заключается в том, что он подсоединяется непосредственно к заземлению здания на панели прерывателя цепи. Таким образом, он напрямую связан с заземлением (третьим проводом). По сути, два провода из трех имеющихся в настенной розетке в действительности являются заземленными проводами, причем один из них используется для передачи тока, а другой подключен только к открытым металлическим частям оборудования. Заземленный провод питания называется нейтральным потому, что он не представляет опасности, тогда как провод под напряжением — представляет.
Заземление нейтрального провода не связано с работой электрооборудования, но его необходимо установить для соблюдения правил безопасности. Чтобы уменьшить вероятность поражения электрическим током, следует обеспечить меры по автоматическому отключению электрической цепи при случайном контакте открытой металлической детали с проводом или с цепью под напряжением. Это осуществляется с помощью следующего остроумного метода.
Каждую электрическую цепь защищает автоматический выключатель. Его назначение в том, чтобы предотвратить перегрев проводки здания в результате чрезмерных нагрузок. Однако в трехпроводной системе прерыватель цепи обеспечивает другую важную функцию по обеспечению безопасности. Если провод или цепь под напряжением случайно контактирует с металлической частью оборудования, возникает опасность поражения пользователя током. Однако если открытые части заземлены, провод под напряжением заземляется. Ничего необычного в этом нет, кроме того факта, что второй питающий провод — нейтральный — тоже подключен к заземлению на панели прерывателя цепи. Следовательно, при такой угрозе безопасности заземленный провод становится нагрузкой. Из-за низкого сопротивления по нему при случайном контакте начинает протекать очень большой ток, что в свою очередь вынуждает прерыватель цепи отключить питание провода под напряжением. Следовательно, трехпроводная система при сигнале об угрозе безопасности начинает работать в режиме переизбытка тока, и это приводит к автоматическому устранению угрозы с помощью прерывателя. Таким образом, он используется не только как устройство, защищающее от переизбытка тока, но и в качестве защиты от поражения током.

Заключение

Существует множество мифов и неправильных представлений относительно роли нейтрального провода. На самом деле нейтральный провод и провод питания взаимозаменяемы на уровне защищенного оборудования. Верное понимание вопросов, связанных с нейтральным проводом, позволяет правильно эксплуатировать системы электропитания.

Нейтральный провод — рассматриваем тщательно

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.

Назначение

При соединении обмоток генератора и приёмника электроэнергии по схеме «звезда» фазное напряжение зависит от подключаемой к каждой фазе нагрузки. В случае подключения, например, трёхфазного двигателя, нагрузка будет симметричной, и напряжение между нейтральными точками генератора и двигателя будет равно нулю. Однако, в случае, если к каждой фазе подключается разная нагрузка, в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали, которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. На практике это может привести к тому, что часть потребителей будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Пониженное напряжение приводит к некорректной работе подключённых электроустановок, а повышенное может, кроме этого, привести к повреждению электрооборудования или возникновению пожара.
Соединение нейтральных точек генератора и приёмника электроэнергии нейтральным проводом позволяет снизить напряжение смещения нейтрали практически до нуля и выровнять фазные напряжения на приёмнике электроэнергии. Небольшое напряжение будет обусловлено только сопротивлением нулевого провода.

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.

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.

На фото представлена система ТТ

  • 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.

Обозначение

Шина для раздачи нулевых проводов.

Нулевой рабочий провод обозначается буквой N. Если нулевой рабочий провод одновременно выполняет функцию нулевого защитного провода (в системе заземления TN-C), то он обозначается как PEN. Согласно ПУЭ цвет нулевого рабочего провода должен быть голубым или бело-голубым. Такая же расцветка принята в Европе. В США цвет нулевого рабочего провода может быть серым или белым.

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.

Что такое нулевой провод?

  • 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.

Зачем нужно заземление?

  • 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.

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.

Классификация нейтралей линий электропередач

Назначение линий электропередач весьма разнообразно. А также разнообразна аппаратура для их защиты от утечек и коротких замыканий. В связи с этим нейтрали классифицируются на три вида:

  • глухозаземленная;
  • изолированная;
  • эффективно заземлённая.

Если линия электропередач напряжением от 0,38 кВ до 35 кВ имеет небольшую длину, а количество подключенных потребителей велико, то применяется глухозаземленная нейтраль. Потребители трехфазной нагрузки получают питание, благодаря трем фазам и нулю, а однофазной — одной из фаз и нулю.

При средней протяженности линий электропередач напряжением от 2 кВ до 35 кВ и небольшим количеством потребителей, подключенных к данной линии, находят применение изолированные нейтрали. Они широко используются для подключений трансформаторных подстанций в населённых пунктах, а также мощного электрооборудования в промышленности.

В сетях, с напряжением 110 кВ и выше, с большой протяженностью линий электропередач, применяется эффективно заземлённая нейтраль.

Реакция электроприборов на обрыв нуля

Если общий нейтральный провод в многоэтажном доме оборвется, то потребители ощутят это в результате скачка напряжения в их электроприборах.

Основные факторы, которые могут привести к обесточиванию общего нуля:

  • аварийная ситуация на подстанции;
  • устаревшая проводка;
  • монтаж проводки выполнялся не совсем качественно.

Та фаза, к которой подключено большее количество потребителей многоквартирного дома, будет перегружена. Напряжение в ней уменьшится. В той фазе, к которой потребителей подключено меньше всего, напряжение резко возрастет.

Это негативно скажется на приборах — снижение напряжения вызовет их неэффективную работу, а рост напряжения может повлечь за собой выход из строя тех, которые были подключены в данный момент. Чтобы обезопасить себя от такой ситуации, необходимо установить в щиток, питающий отдельную квартиру, индивидуальный ограничитель перенапряжения. Как только напряжение начнет превышать допустимые значения, ограничитель быстро отключит питание.

Если произойдет обрыв нуля непосредственно в квартире, то электричество пропадет полностью, но вместе с тем фаза не отключится. Опасность заключается в том, что она может перейти как раз на провод нулевой. И если какой-либо электроприбор был предварительно заземлён на него, корпус этого электроприбора будет под напряжением, а проще говоря, начнет «биться током».

Главными факторами, которые способствуют обрыву нуля непосредственно в квартире можно назвать:

  • ненадежность присоединения контактов;
  • неправильно выбранное сечение проводника;
  • устаревшая проводка.

Эти факторы приводят к чрезмерному нагреванию проводника. Из-за повышенной температуры окисляется место присоединения контактов, перегреваются жилы проводов. А это, в свою очередь, может привести к пожару.

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.

Источники

Эта страница в последний раз была отредактирована 5 февраля 2019 в 09:00.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector