Ток в нулевом проводе при несимметричной нагрузке

Соединение электроприемников звездой

Схема соединения фаз электроприемников «звезда» получила очень широкое распространение в электроэнергетике. Принципиальная схема соединения звездой показана ниже:

soedinenie-faz-elektropriemnikov-v-zvezdu

Из схемы видно, что фазные напряжения приемника Ua, Ub, Uc не равны линейным напряжениям Uab, Ubc, Uca. Если применить к контурам aNba, bNcb, cNac второй закон Кирхгофа получим соотношение для фазных и линейных напряжений:

sootnosheniya-mezhdu-faznymi-i-linejnymi-napryazheniyami

Если сопротивления нейтрального провода и линейных проводов не учитывать, то можно предположить, что напряжение на клеммах генератора и электроприемника равны. Вследствие указанного равенства векторные диаграммы для источника и приемника электрической энергии будут одинаковы.

vektornaya-diagramma-pri-soedinenii-elektropriemnikov-zvezdoj-i-simmetrichnoj-nagruzke

Фазные и линейные напряжения приемника, как и источника, будут образовывать две симметричные системы напряжений. Соответственно между фазными и линейными значениями напряжений будет существовать определенная зависимость:

sootnoshenie-mezhdu-faznymi-i-linejnymi-znacheniyami-napryazhenij-dlya-simmetrichnoj-zvezdy

Далее будет показано, что соотношение (2) будет справедливо лишь при определенных условиях, а также в случае отсутствия нулевого провода, то есть в трехпроводной сети.

Исходя из указанного выше соотношения (2) можно сделать вывод, что соединение звездой лучше применять в случае, когда каждая фаза трехфазного электроприемника или однофазные приемники рассчитаны на напряжение вkoren-s-trex раз меньше, чем номинальное линейное напряжение сети.

Также из схемы соединения звезда (смотри схему выше) видно, что при соединении приемников звездой фазные токи будут равны линейным:

sootnosheniya-mezhdu-faznymi-i-linejnymi-tokami

Применив первый закон Кирхгофа можно получить соотношение между токами при соединении электроприемников звездой:

sootnoshenie-mezhdu-tokami-pri-soedinenii-elektropriemnikov-zvezdoj

Зная фазные токи с помощью формулы (4) можно вычислить ток нейтрального провода IN. В случае отсутствия нейтрального провода справедливо будет выражение:

v-sluchae-otsutstviya-nejtralnogo-provoda-spravedlivo-budet-vyrazhenie

Перекос фаз в трехфазной сети — чем опасен и когда возникает?

Самая распространенная проблема, порождающая массу деструктивных последствий – перекос фаз в трехфазной сети (до 1,0 кВ) с глухозаземленной нейтралью. При определенных условиях такое явление может вывести из строя электрические приборы и создать угрозу для жизни. Учитывая актуальность проблемы, будет полезным узнать, что представляет собой несимметрия токов и напряжений, а также причины ее возникновения. Это позволит выбрать наиболее оптимальную стратегию защиты.

Профилактика нулевого подключения

Естественно, для того чтобы избежать всего вышеописанного желательно периодически осматривать места подключения проводников и при необходимости осуществлять их ревизию. Конечно работать с электрическими проводниками должен специалист – электрик.

Так, при выявлении места нагрева следует выполнить переподключение нулевого провода к шине. Для чего вначале следует обесточить место проведения работ и убедиться в отсутствии напряжения на выходе с автоматического выключателя и непосредственно на участке проведения работ.

Затем следует ослабить зажимные винты и отсоединить нулевой проводник от места подключения (обычно шина или винтовая клемма).

Далее нужно выполнить ревизию точек подключения, для чего в случае с алюминиевыми и моножильными проводниками нужно выполнить их зачистку от окислений, а при необходимости – произвести полную перезачистку провода.

В случае же с многожильными проводниками, их также желательно зачистить и качественно пролудить или же обжать специальной гильзой или кабельным наконечником.

В финале производится соединение проводника с точкой подключения в обратной последовательности.

Кстати, если возникает необходимость непосредственного соединения медных и алюминиевых участков, то этого допускать нельзя (высокое сопротивление переходного контакта), а как вариант применять алюмомедные наконечники или же делать соединение через хромированные шайбы (устанавливаются на шпильку между медью и алюминием).

Ну и конечно же следует защищать собственную электропроводку от подобных явлений при помощи специальных устройств типа УЗО, реле напряжения, автоматический выключатель с тепловым расцепителем. О чем мы уже неоднократно рассказывали на страницах нашего ресурса.

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.

[2]

Почему греется нулевой провод?

Отгорание нуля в однофазной сети, то есть в пределах одного дома или квартиры не принесет вреда бытовой технике. В этом случае пропадёт напряжение сети В, а фазный провод останется под потенциалом. В другом варианте, когда произойдёт отгорание нуля в трехфазной сети, может не выдержать бытовая техника повышенного напряжения. При отгорании нуля в трехфазной сети, напряжение в квартире может достигнуть В. Такого напряжения, не выдержит ни один бытовой прибор. Как известно к электрощиту на площадке вашего этажа подведен четырех жильный трехфазный кабель. Три фазы, которого распределяются по квартирам равномерно, а нулевой провод сечение его в 2 раза меньше фазного является общим для всех квартир.

Роль нулевого провода при неравномерной нагрузке

Если нагрузка на каждой фазе будет разной — то необходимо обязательно подключать нулевой провод.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Назначение нулевого провода 460 руб.
  • Реферат Назначение нулевого провода 220 руб.
  • Контрольная работа Назначение нулевого провода 220 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

В случае его обрыва или внезапного повышения сопротивления на нём, напряжение распределится согласно потребляемым мощностям на каждую из нагрузок трёхфазной цепи и, соответственно, чем меньше потребляемая мощность — тем большее фазное напряжение получит потребитель тока.

Это неприемлемо для многих электроприборов и может вызвать их неисправность и даже пожар, именно для избегания таких неприятностей к каждой розетке подведён нулевой провод.

Допустимые нормы значений перекоса

Поскольку в трехфазных сетях предотвратить и полностью устранить перекосы невозможно, существуют нормы несимметрии, в которых установлены допустимые отклонения. В первую очередь это ГОСТ 13109 97, ниже приведена вырезка из него (п. 5.5), чтобы избежать разночтения документа.

Нормы несимметрии напряжения ГОСТ 13109-97

Нормы несимметрии напряжения ГОСТ 13109-97

Поскольку, основная причина перекоса фаз напрямую связана с неправильным распределением нагрузок, существуют нормы их соотношения, прописанные в СП 31 110. Вырезку из этого свода правил также приведем в оригинале.

Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)

Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)

Здесь необходимы пояснения в терминологии. Для описания несимметрии используются три составляющих, это прямая, нулевая и обратная последовательность. Первая считается основной, она определяет номинальное напряжение. Две последние можно рассматривать в качестве помех, которые приводят к образованию в цепях нагрузки соответствующих ЭДС, которые не участвуют в полезной работе.

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.

[6]

Нулевой провод

Понятие электрического отгорания нуля

Помощь — Поиск — Пользователи — Календарь. Перейти к полной версии этой страницы на форумах сайта Электрик: Ток в нулевом проводе. От ТП отходят две воздушные линии, каждая на отдельную улицу, фазы разные, по 1 фазе на улицу. В месте пересечения улиц и до ТП эти линии имеют один общий нулевой проводник, равный сечению фазных проводников, мною електрику было предложено увеличить сечение этого нулевого провода в двое для уменьшения потерь напряжения и разгрузки этого участка, на что он ответил что это не даст эфекта поскольку ток от 2х фаз взаимно компенсирует друг друга и поэтому в точке обеденения нулевых проводников и далее к ТП сила тока минимальная или вобще отсутствует. Насколько я думал для такого случая необходимо 3 фазы, поэтому вопрос — если представить что в нулевой провод попадает одинаковый ток двух разноименных фаз компенсирует ли он друг друга в следствии чего тока почти нет или нет? Ток в нулевом проводе будет равным нулю, если работают все 3 фазы с одинаковой нагрузкой в каждой фазе.

Несимметрия в высоковольтных сетях

Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь. Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ. Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.

В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.

Последствия обрыва нуля в трехфазной сети

Расскажу случаи из жизни.

  1. Электрики ремонтировали ввод в подъезд. И во время ремонта на несколько секунд был отключен рабочий ноль. Произошло очень неприятное: вернувшись домой вечером, люди обнаружили, что у них погорели телевизоры, холодильники, зарядки, и т.п. – то, что у нас постоянно включено в розетки. Хорошо, что ещё не произошел пожар.
  2. Пришёл по вызову, жалоба – плавает напряжение. Меряю напряжение (всё выключено) – почти 300 вольт. Затем при включении лампы накаливания напряжение падает до 70В… Оказалось, в этажном щитке выгорел болт, на который приходит ноль. Произошел обрыв нуля, перекос фаз, напряжения пошли вразнос. Заменил болт, восстановил контакт, напряжение нормализовалось.

Болт нуля. Ржавый, периодически не контачит. Если его менять без отключения, 100% в подъезде погорит техника!

Статья, как я менял там электрощиток – тут.

    Меня вызывали в рекламно-издательскую фирму. По предварительным оценкам, ущерб более 100 тыс.руб., а всё из-за плохого контакта на нулевой шине:

Отгорание нуля от нулевой шины

Нулевой провод отгорел от второго болта. Видно, как он отвалился под натяжением. Прежде, чем отвалиться, он ПОЧТИ переплавил изоляцию фазных проводов (вертикальные, красный и белый).

Сервер ещё не включали, возможно, интеллектуальный ущерб будет больше…

На месте этой трагедии я установил трехфазное реле напряжения Барьер, читайте статью по ссылке.

Как видно, такие проблемы происходят из-за неправильных действий “электриков” либо из-за самопроизвольного обрыва (отгорания) нулевого провода в старом жилом фонде.

В этой статье подробно расскажу, почему такое бывает и как с этим бороться.

Опасность и последствия

Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т.д.

Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:

  1. Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:
  • Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
  • Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи. Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.
  1. Увеличивается потребление электричества оборудованием.
  2. Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
  3. Снижается ресурс техники.

Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.

Принцип работы нулевого проводника

Если рассматривать новостройки и квартирные строения старого типа, то передача электроэнергии и ее принципы будут существенно отличаться. Сети новых домов разрабатываются по типу TN-S:

  • электрический ток проходит от трансформатора или генератора со вторичной обмоткой, которая соединена типом звезда, когда все провода сходятся в одной нулевой точке;
  • другие концы проводов отведены к трем клеммам, которые также подключены к нулевой точке и соединяются по контуру заземления с подстанцией;
  • провод с высоковольтной характеристикой, если он обладает нулевым сопротивлением, разделяют на рабочий N (голубого цвета) и защитный PE (желто-зеленый).

Если говорить о старых домах, то в них используется система TN-C:

  • заземленный ноль располагают в специальной распределительной коробке;
  • фазу и ноль от генератора или трансформатора прокладывают к дому по подземным или надземным высоковольтным линиям;
  • кабеля соединяют в щитке ввода, что и образует три фазы с напряжением в 220 В или 380 В;
  • от щитка проводку разводят по квартирам и подъездам;
  • конечный потребитель получает электричество от проводника;
  • нагрузка устраняется с помощью подвода нуля (N).


Система заземления TN-S

Греться проводка в доме: разъясняем досконально

Греется нулевой провод в однофазной сети

Забыли пароль? Форум Неавтомобильные форумы Дом и дача Щиток, кабель ноль горячее чем фаза, вопрос. Страница 1 из 2 1 2 Последняя К странице: Показано с 1 по 20 из Опции темы Подписаться на эту тему….

Содержание: Где греется нулевой провод Выявление плохого контакта в автомате Нагрев нулевой пробки Другие причины нагрева Чем опасен нагрев нуля. Чаще всего ноль греется в щите на вводе в дом или другом распределительном щите.

Две фазы в розетке, причины и решение

К трехфазной сети подключены однофазные электроприемники. Нагрузка распределена равномерно по фазам. Чему будет равен ток в нулевом проводе, если он общий для всех трех фаз.

Это если схема подключения нагрузки звезда с нулевым проводом. Но лучше бы конечно взглянуть на схемку. Да, это схема звезда с нулевым проводом. А после точки соединения всех нулей ток равен сумме токов? Питающий кабель пятижильный, далее на каждую нагрузку идет фаза А и ноль, фаза В и ноль, фаза С и ноль.

Но из этого же не следует, что ток в нулевом проводе в три раза больше, чем в фазном? Напряжение в трехфазной сети сдвинуто по фазам на градусов. Здесь нужно не просто складывать значения токов, а брать векторную сумму. Возьми лист бумаги и ручку, поставь точку и отложи по окружности из этой точки три вектора радиуса через градусов.

Вектора суммируются путем параллельного переноса, то есть начало одного вектора совмещаем с окончанием другого. Если вектора образуют замкнутый контур, то их сумма равна нулю.

При симметричной нагрузке у тебя должен получиться треугольник. А от вида нагрузки зависит? Это линейная или нелинейная нагрузка? Цитата agness:. Цитата pvm:. Войти или зарегистрироваться на Proekt. Цитата agness: А от вида нагрузки зависит? Цитата pvm: если вопрос задавался с целью определения сечения нулевой рабочей жилы, то в соответствии с СП , п. Рассказать коллегам:. Электротехника в разделе тем : Подработки и вакансии всего 33 :. Смесь для нормализации заземления — наш и зарубежный опыт.

Отечественный и мировой опыт успешного строительства и ремонта заземляющего устройства без дополнительного расширения его площади и дополнительного использования металла! Видео: Розеточные блоки Unica System для удобного подключения гаджетов. В Беларуси подготовлены типовые проекты для электродомов.

Новый вид трубы для подземной прокладки кабеля. Задаем вопросы! Соблюдать или не соблюдать? Вот в чем вопрос Альбом типовых решений и конфигуратор для подбора электротехнических лотков. Молниезащита в нетиповых проектных решениях.

Защита в однофазной сети

В данном случае повлиять на внешние проявления системы электроснабжения не представляется возможным, например, если фазы перегружены, потребители электроэнергии не могут исправить ситуацию. Все, что можно сделать, это обезопасить электрооборудование путем установки реле напряжения и однофазного стабилизатора.

Имеет смысл установить общее стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом. В этом случае необходимо высчитать максимальную нагрузку, после этого добавить запас 15-20%.. Это запас на будущее, поскольку со временем количество электрооборудования может увеличиться.

Совсем не обязательно подключать к стабилизатору сети все оборудование, некоторые виды приборов (например, электропечи или бойлеры), могут быть подключены к реле напряжения (через АВ) напрямую. Это позволит сэкономить, поскольку устройства меньшей мощности стоят дешевле.

Почему «горят» нули?

Нагрев электрического кабеля очень опасен, так как влечет за собой последующее расплавление изоляции и воспламенение электропроводки. Если вы обнаружили, что греется кабель электропроводки либо от электроприборов в доме, нужно срочно переходить к поиску неисправности и устранять ее. Далее мы расскажем, что делать, если нагревается провод и почему это может происходить. Нагрев кабеля или проводов электрической проводки, самый серьезный сигнал, что с проводкой что-то неладно и велика вероятность скорой аварийной ситуации. Если у вас греется проводка нужно срочно выяснять причины и принимать меры к их устранению. Это интересно: Глубина прокладки кабеля в стене?

Нагрев нулевой пробки

Обычно на ноль устанавливают предохранительную пробку, но часто можно встретить и автоматическую пробку, в принципе это функциональный аналог автомата. На картинке ниже вы видите пробку и её патрон (держатель), в который она вкручивается. В этом случае есть два возможных места нагрева – резьба держателя пробки и клеммники, к которым подключаются токопроводящие жилы.

какой провод больше греется фаза или ноль

Обратите внимание на поверхность держателя: если она мутная и окисленная – это может быть причиной того что он греется, от этого может выбивать пробки, тогда нужно её зачистить надфилем или наждачкой. Их нужно просто очистить, как и винтовые клеммы.

Как правильно подключать нулевой проводник

Для подключения PE провода к домашней розетке следует с помощью проводника создавать ответвления от основной магистрали нуля защиты через установочную коробку. Чтобы подключиться к ней, рекомендуется пользоваться специальными видами соединителей от компаний Wago, Went или Scotchlok.

Способ предполагает соединение розеток и нуля с помощью ответвлений, а фазы и нуля с помощью шлейфов. Его схема изображена на картинке ниже. Разрыв нуля и фазы на нем не изображен для удобства восприятия.


Подключение по схеме

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий