Почему нельзя отключать ноль
Можно ли рвать ноль автоматом? Этот вопрос начинают задавать себе многие, когда начинают выбирать вводной автоматический выключатель. Нулевой проводник нужно заводить на автоматический выключатель или сразу на нулевую шину? Ответ на этот вопрос мы будем искать в ПУЭ. Вам листать эту толстую книгу совсем не нужно, так как ответ вы можете узнать в данной статье. Также здесь приведены ссылки на соответствующие пункты нормативных документов.
Для возможности отключения нулевого проводника вместе с фазным применяют 2-х полюсные (в однофазной сети) и 4-х полюсные (в трехфазной сети) автоматические выключатели.
Для того чтобы определиться можно ли в вашей ситуации рвать ноль автоматом, нужно посмотреть какая система заземления применена в доме.
Сначала познакомимся с пунктом 1.7.145. ПУЭ:
Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников с помощью штепсельных соединителей.
Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на PE- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.
PEN-проводник совмещает в себе нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники на всем протяжении от источника питания. Это система заземления TN-C.
Как определить ее дома? Загляните в распределительный щиток и если ввод 2-х жильный, то у вас TN-C. Тут нет третьего отдельного заземляющего провода. Она использовалась раньше, и встречается в домах советской постройки.
В данной ситуации ПУЭ запрещается рвать ноль автоматом.
Хотя при такой системе заземления вы все таки можете ноль пропустить через автомат, если у вас объект недвижимости (частный дом, дача и т.д.) питается однофазным ответвлением от линии электропередач, при условии, что сделано разделение проводника PEN до автомата. Тут уже получается 3-х проводная сеть.
Если в вашем доме система заземления TN-S. Это когда проводники N и PE разделены на самостоятельные проводники на всем протяжении от источника питания.
Как ее определить дома? Загляните в щиток и если ввод 3-х жильный (в однофазной сети) или 5-и жильный (в трехфазной сети), то у вас TN-S.
В данной ситуации пункт 1.7.145. ПУЭ запрещает рвать автоматом только заземляющий проводник PE. Поэтому нулевой проводник можно заводить на автоматический выключатель.
Если защита осуществляется не автоматическими выключателями, а с помощью предохранителей, то смотрим в ПУЭ пункт 3.1.17.
При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается.
Учтите только то, что заводить «L» и «N» на разные автоматические выключатели запрещено. Их нужно подключать только к одному аппарату, который обеспечивает одновременное отключение обоих проводников. Это прописано в пункте 3.1.18. ПУЭ.
Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.
Как видите «допускается» не означает «нужно». Поэтому решайте сами нужно ли рвать ноль автоматом в системе заземления TN-S.
Еще хочу отметить рекомендации ПУЭ изложенные в пункте 7.1.21.
При питании однофазных потребителей от многофазной питающей сети ответвлениями от воздушных линий, когда PEN-проводник воздушной линии является общим для групп однофазных потребителей, питающихся от разных фаз, рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого, возникающего из-за не симметрии нагрузки при обрыве PEN-проводника. Отключение должно производиться на вводе в здание, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.
Например, от одной воздушной линии с совмещенным нулевым рабочим и нулевым защитным проводником PEN питается улица из нескольких частных домов. Несколько домов подключены к одной фазе, несколько домов к другой фазе и т.д. При обрыве общего для всех проводника PEN возможно превышение напряжении, так как нагрузка на фазах не равномерная. Вот в такой ситуации в ПУЭ рекомендуется защищаться от скачков напряжения с помощью реле напряжения, при этом одновременно должны отключаться L и N.
Почему запрещена установка автомата для нуля?
Защитная автоматика сегодня – неотъемлемый атрибут каждого вводного устройства, коим для любого жилища считается электрический щиток. Автоматическому выключателю доверяется безопасность электрической сети при перегрузках или коротких замыканиях. Иногда ему ошибочно приписывают функции защиты человека от поражения электрическим током, но для этих целей устанавливают УЗО.
Как правило, для подключения вводного кабеля в электрическом щитке используют двухполюсный вводной автомат (автоматический выключатель). Такой выключатель в случае перегрузки сети или КЗ разрывает одновременно цепи нулевых и фазных проводов. Альтернативным подключением считается установка однополюсных вводных автоматических выключателей по фазному проводу. Применение автоматов в цепях нулевых защитных проводников либо двух однополюсных размыкателей по нулю и фазе категорически запрещено!
Принцип защитного действия автоматического выключателя заключается в следующем. При длительном превышении нагрузки или при КЗ между фазой и нулем он разрывает цепь, в которой установлен, оберегая нагрузочную цепь защитным отключением. При продолжительных утечках электрического тока на землю человека защищает установка выключателя дифференциального или как его еще называют УЗО.
Происходит короткое замыкание обычно в случае пробоя изоляции фазного провода на металлический корпус бытового электроприбора. В качестве таковых могут выступать холодильник, посудомоечная или стиральная машина, микроволновка. Словом возникают непредвиденные обстоятельства, когда человек может пострадать от поражающего действия электрического тока.
Казалось бы, установка двух однополюсных выключателей (по нулю и фазе) лишь повысят надежность защищенности электросети в целом. По принципу – защиты много не бывает, однако это далеко не так. Предположим, возникла аварийная ситуация и один из выключателей (ведь кто-то обязательно сработает первым) ее отработает. Для второго выключателя состояние сети меняется, и он остается включенным.
На практике срабатывают автоматические выключатели в течение определенного промежутка времени и для каждого экземпляра он разный. И хотя отличие это может исчисляться долями миллисекунд, где гарантия, что вводный автоматический выключатель, установленный в цепи защитных проводников (нуля) не сработает первым? Гарантии никакой, поэтому в случае разрыва нуля, фазное напряжение через подключенные нагрузки оказывается на каждом из нулевых проводников, ведущих к нагрузке. Для трехфазных нагрузок, когда на каждой из фаз «висят» разные потребители, обрыв нуля грозит перекосом фаз и как следствие выходом электроприборов из строя.
Таким образом вместо защиты ситуация оказывается более угрожающей – это главная причина того, что однополюсный вводный выключатель не может устанавливаться на нулевом проводе.
В жилье россиян используются различные схемы защитного заземления. Современная и наиболее безопасная TN-S имеет раздельные защитные (PE) и нейтральные (N) проводники, приходящие с подстанции. Устаревшая, но, к сожалению широко используемая в домах старой постройки TN-C с объединенным нулевым и защитным проводником PEN более опасна. Компромиссным вариантом считается TN-C-S, позволяющая разделить PEN проводник на шины N и PE до вводного выключателя.
Правила Устройства Электроустановок запрещают устанавливать коммутационные аппараты на совмещенный PEN проводник. В этой системе устанавливают однополюсные автоматы по фазе (для трехфазной сети трехполюсные), ввод нулевых проводов коммутации не допускает. Правда, на практике допускается монтаж двухполюсных входных автоматов, при условии разделения PEN до его установки.
В системах с раздельными защитным и нулевым рабочим проводниками (TN-S и TN-C-S) ПУЭ допускает коммутацию рабочего нуля, правда проводиться это должно единым выключателем. В однофазных сетях должен ставиться двухполюсный автомат, при вводе трехфазного напряжения – четырехполюсный соответственно. Коммутация защитного PE проводника недопустима.
Смотрите также другие статьи :
Предположим такой отрезок кабеля понадобится для питания нагрузки током в 10 А, соответственно падение напряжения на кабеле составит почти 12 В. Для сети 220 В такая разница мало критична и в худшем случае может грозить незначительная потеря мощности.
Предположим что к каждой из фаз трехфазного кабеля подключено по квартире, внутренняя сеть которых запитывается фазным напряжением от фазы и нуля, равным 220 В. Представим каждую из квартир в виде нагрузочного сопротивления. Схематически они получаются связанными друг с другом через нулевой провод, поскольку тот является общим для всех трех.
Обрыв нуля в трехфазной и однофазной сети
Лампочка при обрыве нуля может гореть ярко, но недолго!
Иногда обывателям приходится слышать эти страшные слова – “Обрыв нуля”. Для простого человека понятного мало, но связано это всегда с очень неприятными последствиями – поражение электрическим током, сгоревшая техника, и даже пожар в квартире.
В этой статье я подробно рассмотрю, что такое обрыв нуля, как он происходит, какие последствия от него могут быть. И конечно, будет рассмотрена защита от обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети.
Для тех, кто не очень понимает, чем трехфазная сеть отличается от однофазной, очень рекомендую ознакомиться с этой статьёй.
Также, при изучении этой статьи важно знать о том, как формируются системы заземления.
Где бывает обрыв нуля
Принципиально важно, что обрыв нуля может быть в трехфазной, а может быть в однофазной сетях.
Там происходят совершенно разные процессы, подробно расскажу ниже. Если коротко, что при этом происходит:
При обрыве нуля в трехфазной сети появляется перекос фаз, что может привести к тому, что напряжение в квартирной розетке возрастёт до 380 В! Для человека, если правильно выполнено заземление, такая авария не опасна. А вот для наших электроприборов – последствия могут быть очень печальными! А также и для нашего жилища, поскольку может произойти пожар.
Местом обрыва нуля может быть этажный щиток, тогда в зоне риска находятся только квартиры на одной лестничной площадке. А может – вводное распределительное устройство (РУ) многоэтажного дома. Например, такое:
Вводное распределительное устройство (РУ) в подвале многоэтажного дома – в плохом состоянии
При обрыве нуля в однофазной сети последствия не такие печальные – напряжение в розетке будет нулевым, и электроприборы просто не будут работать. Однако вся электросеть (а при неправильно выполненном заземлении, и корпуса электроприборов!) будет находиться под потенциалом 220 В!
Последствия обрыва нуля в трехфазной сети
Расскажу случаи из жизни.
Болт нуля. Ржавый, периодически не контачит. Если его менять без отключения, 100% в подъезде погорит техника!
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.
Формирование однофазной и трехфазной сетей и обрыв нуля
Как известно, мощные потребители (в данном случае – многоквартирные дома) питаются от трехфазной сети, в которой есть три фазы и ноль. Про эту систему я уже писал подробно в статье про отличия трехфазного питания от однофазного, вот картинка оттуда:
Напряжения в трёхфазной системе
Рассмотрим этот вопрос ещё раз, только с другой стороны.
Вот как выглядит упрощенно схема подвода питания в этажный щиток:
Система питания, без обрыва нуля. Резисторами обозначены условно три квартиры.
Фазные провода L1, L2, L3, на которых присутствует напряжение 220В по отношению к нейтральному проводу N, обозначены красным цветом, поскольку они представляют опасность. Заземление РЕ показано внизу, его провод соединяется в распределительном устройстве на вводе в здание с нейтралью.
Подробнее – ещё раз призываю ознакомиться с моей статьёй про системы заземления, ссылка в начале.
К чему приводит отгорание нуля в трехфазной сети
Что изменится, если произойдёт обрыв нулевого провода N ДО места соединения нулевых проводов в одной точке? Будет обрыв нуля в трехфазной сети:
Обрыв нуля в трехфазной сети
Если смотреть по схеме, правее места обрыва напряжение теперь будет не нулевым, а “гулять” в произвольных пределах.
Что будет, если ноль отсоединить (случайно или намеренно)? Какие напряжения будут подаваться потребителям вместо 220В? Это как повезёт.
Картинка в другом виде, возможно, так будет легче понять:
Перекос фаз в результате обрыва нуля.
Потребители условно показаны в виде сопротивлений R1, R2, R3. Напряжения, указанные в предыдущем рисунке, как
220B, обозначены как
0…380B. Объясняю, почему.
Итак, что будет, если ноль пропадёт (крест в нижнем правом углу)? В идеальном случае, когда электрическое сопротивление всех потребителей одинаково, ничего вообще не изменится. То есть, перекоса фаз не будет. Так происходит в случае включения трехфазных потребителей, например, электродвигателей или мощных калориферов.
Начинается перекос фаз. А насколько он зверский, зависит от реальной ситуации.
У соседей, которые дома, чайник перестанет греть, стиралка и сплит потухнут, напряжение уменьшится до 50…100В. Поскольку “сопротивление” этих соседей гораздо ниже, чем тех у тех, которых нет дома. И вот, эти люди спокойно работают на работе, а в это время в пустой квартире у них дымятся телевизор и китайская зарядка. Потому, что напряжение в розетках подскочило до 300…350В.
Это реальные факты и цифры, такое иногда бывает, состояние электрических щитков на лестничных площадках часто бывает аварийным. Даже, когда в доме проводится капитальный ремонт, щитки не трогают, поскольку менять электрику гораздо сложнее, чем покрасить дом и вставить новые окна.
Расследовать такое возгорание надо не с вызова экстрасенсов (мало ли, полтергейст со спичками играется;) ), а с вызова электрика.
Обрыв нуля в однофазной сети
Тут картина будет следующей:
Обрыв нуля в однофазной сети
Для нагрузки, которая работает на других фазах, вообще ничего не изменится. Это всё равно, как если в своей квартире выключить вводные автоматы – соседям будет по барабану.
Но если обрыв произошел, например, в щитке, то вся квартира, в том числе и оборванный конец нулевого провода, окажется под напряжением 220В!
Обрыв (отгорание) бывает вот из-за таких ржавых болтов, как вверху этого фото:
Плохой ноль. Пропадание нуля в квартире
Повторюсь – если заземление сделано правильно, либо его вообще нет – эта авария ничем не опасна. Ну и, конечно, не нужно трогать провода, не дожидаясь электрика – все они под смертельным потенциалом!
Хорошо, кто виноват – мы поняли. Что делать?
Как защититься от обрыва нуля?
Самая лучшая защита от обрыва нуля в трехфазной сети – это реле напряжения, о котором я писал на блоге не раз. Вот две мои основные статьи – Про реле напряжения Барьер и реле напряжения ЕвроАвтоматика ФиФ.
Из-за своей основной функции это реле называют также Реле обрыва нуля.
Другой вариант – применение стабилизатора напряжения. В нем обязательно должна быть защита от пониженного и повышенного (до 380В) входного напряжения. А при невозможности стабилизировать напряжение он должен отключать квартиру, но оставаться исправным.
Лучший вариант для защиты от обрыва нуля и вообще при нестабильном напряжении – использовать реле напряжения, а вслед за ним – стабилизатор.
Как вариант дополнительной защиты при обрыве нуля может помочь УЗО (или диф.автомат). Только не так всё просто, подробности – в видео:
На сегодня всё, подключайтесь к обсуждению, задавайте вопросы в комментариях!
Чем опасен обрыв нулевого провода в электрической сети?
Даже те, кто не имеет электротехнического образования, наверняка слышали о такой аварийной ситуации, как перекос фаз. В некоторых предыдущих публикациях мы уже упоминали, чем грозит обрыв нуля, и кратко упоминали о способах защиты от несимметрии фазных напряжений. Сегодня мы более подробно рассмотрим данную тему.
Что такое обрыв нуля?
Для полноценного ответа на этот вопрос необходимо привести примеры штатной работы трехфазной схемы ввода электроснабжения. В качестве примера приведем упрощенный вариант с вводом для этажного распределительного щита.
Схема 1. Штатная работа системы
Как видно из рисунка, каждая из квартир на этаже запитана от отдельной фазы (L1 – L3) и общего нуля. Что формирует в бытовой сети каждой квартиры фазное напряжение 220 вольт (L1N=L2N=L3=220 В.). В данном случае используется схема питания TN-C-S, где задействована шина заземления PE, соединяемая в РУ здания с нулем. Приведенная система сбалансированная, поскольку ток нагрузки в фазных проводах суммируется через нулевую линию, что снижает вероятность перекоса фазных напряжений.
Заметим, что полностью исключить данное явление довольно сложно, поскольку сопротивление нагрузок на каждой фазе может различаться. К примеру, в квартире_1 включен кондиционер и стиральная машина, в квартире_2 хозяин запустил бойлер и электропечку, а в квартире_3 жильцы отсутствуют и все бытовые приборы отключены от сети. По итогу, в трехфазной системе питания возникнет несимметрия напряжений.
Теперь рассмотрим работу сети в нештатном режиме, когда происходит отгорание нуля.
Что происходит в электросети при обрыве нуля?
Рассмотрим отдельно, изменение режима работы трехфазной сети при обрыве магистрального нуля и как поведет себя однофазная электрическая проводка, если отгорание нулевого проводника произойдет на вводе.
Отгорание нуля в трехфазной сети
Оборвался нулевой магистральный проводник
В данном случае обрыв общего нулевого провода приведет к тому, что движение электрического тока по нему прекратиться. В результате все квартиры R1-R3 будут запитаны по типу подключения «звезда без нулевой магистрали». Другими словами, при обрыве нуля на каждую квартиру будет поступать не фазное, а линейное напряжение.
Контур из квартир 1 и 2
Для примера предлагаем рассмотреть, как сложится ситуация в квартирах 1 и 2. Нагрузка электрических приборов суммируется в данном контуре при прохождении через него тока I12. Соответственно, уровень напряжения для квартир установится в зависимости от нагрузки подключенных к сети приборов. То есть: U1 = I12*R1, а U2 = I12* R2. Из этого следует, что суммарная величина силы тока составит I12 = U12 / (R1+R2) :
Обратим внимание, что суммарное напряжение контура будет равно линейному в данной электросети, то есть U12 = 380 вольт. Но при этом показатели U1 и U2 могут варьироваться в диапазоне 0-380 вольт и, естественно, существенно отличаться друг от друга. На данные значения может влиять как нагрузка подключенных приборов в каждой из квартир, так и ее активная и пассивная составляющая.
В результате если произойдут проблемы с нейтралью трансформатора (нулем источника), велика вероятность выхода из строя подключенных к сети приборов. Причина – повышение уровня напряжения в сети.
Обрыв нуля в однофазной сети
В данной ситуации последствия будут не такими печальными, как в описанном выше случае, но, тем не менее, если отгорает вводный ноль в системе TN-C, это может представлять серьезную опасность для жизни человека.
Отгорание нуля в схеме однофазного потребителя
Для однофазных нагрузок обрыв нуля будет аналогичен отключению напряжения, за исключением того фактора, что на фазном проводе останется потенциал, представляющий опасность для жизни. Причем, он также проявится там, где был ранее защитный ноль в контактах розеток. Если корпуса электроприборов заземлялись рабочим нулем, то весьма велика вероятность негативных последствий. В системах TN-C-S фактор риска существенно сокращается, за счет использования PEN проводника.
Как защититься?
Узнав об опасности, представляемой потерей нуля, предлагаем рассмотреть варианты защиты от данного явления:
В приведенных выше вариантах мы рассматривали защиту от перекосов в глобальных масштабах, конечный потребитель может обеспечить должный уровень защиты значительно проще. Для этого достаточно установить реле контроля напряжения, в котором указать допустимый минимальный и максимальный уровень. Как правило, это ±10% от нормы.
Подведем итоги
Безусловно, что вероятности аварий носят случайный характер, максимум, что можно сделать в таких ситуациях, — принять необходимые меры для обеспечения защиты. Но помимо этого не будет лишним вовремя определить аварийную ситуацию по характерным признакам. В первую очередь отгорание нулевого магистрального провода приводит к перенапряжению сети. Обнаружив первые признаки этого явления, следует отключить все электроприборы.
Сделать это оперативно и самостоятельно практически нереально. Временной промежуток для этого слишком коротким, поэтому следует установить на электрическом щитке специальные приборы, реагирующие на обрыв нуля. Как только напряжение выйдет за установленные пределы, реле контроля напряжения произведет защитное отключение.
Полностью доверять системе защиты не стоит. Может случиться так, что при наличии характерных признаков перепадов напряжения, отключение питания не произойдет. Поэтому имеет смысл перечислить наиболее вероятные проявления для данного явления:
Собственно, только многоуровневая защита может обеспечить максимальную безопасность.
