2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как найти обрыв нуля

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

Внесем изменения в рисунок 1, вызванные аварией, а именно отключением нуля .

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:

  • Начать необходимо с грамотного монтажа электропроводки. Если для питания объекта планируется задействовать трехфазную схему электроснабжения, то ее расчет должен быть произведен таким образом, чтобы минимизировать вероятность перекоса фаз. То есть, необходимо планомерно распределить нагрузку на каждую линию.
  • Следует задействовать в управлении сетью приборы, выравнивающие нагрузку на каждую из фаз. Причем, в идеале, эта работа должна осуществляться без привлечения операторов, то есть, выполняться автоматически при обрыве нуля.
  • Должна иметься возможность оперативного изменения схемы подключения потребителей. Это позволяет внести корректировки, если на этапе проектирования не была должным образом учтена нагрузка на каждый участок или увеличилась мощность потребления в связи с вводом новых объектов. То есть, при возникновении критической ситуации должна иметься возможность изменения мощности. В качестве примера можно привести вариант, когда многоквартирный дом переводится на линию с большей нагрузкой для «разбавления» перекоса фаз, возникающего при обрыве нуля.

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:

  • Мерцание ламп накаливания. Они наиболее чувствительны к перепаду уровня напряжения, возникающего при обрыве нуля. Энергосберегающие осветительные приборы и светодиодные лампы не настолько реагируют на изменения.
  • Электронные приборы, имеющие встроенную защиту, как правило, отключаются от сети питания. Или не запускаются. Такие действия предусмотрены реакцией защиты импульсных БП на броски напряжения. Характерно, что такая реакция может сработать раньше, чем реле напряжения. Но это, во многом зависит от производителя и схемы реализации защиты электросетей, а также надежности электрического соединения.
  • Еще один характерный признак – повышение температуры выключателя. Даже если Вы не обратили внимания на мерцание ламп, то данное проявление должно вызвать опасения.
  • Искрение, при попытке подключения электроприбора, может говорить об обрыве нуля на вводе однофазного потребителя. Даже, если оно вызвано другим фактором, а не обрывом нуля, это очень нехороший признак.
  • Самопроизвольные срабатывания вводных автоматов, также могут указывать на перенапряжение. Такая реакция на обрыв нуля характерна при включении электронагревательных приборов, например электропечи, бойлера, чайника и т.д.
  • Характерные звуки во вводном электрическом щите также могут указывать на перепады напряжения. В такой ситуации рекомендуется отключить ввод питания и дождаться приезда аварийной бригады. Велика вероятность, что авария обрыва нуля имела место в электросети поставщика.
  • Обязательно установите на вводе электрической сети реле напряжения. В идеале желательно продублировать данную систему стабилизатором напряжения для дома или квартиры. Такое устройство, работая в паре с реле, позволит поддерживать заданный уровень напряжения, не отключая питание.

Собственно, только многоуровневая защита может обеспечить максимальную безопасность.

Чем опасен обрыв нулевого провода?

Обрыв нулевого провода (или «отгорание нуля») – очень распространенное явление, знакомое большинству специалистов по обслуживанию электросетей. Это повреждение может случиться не только в трехфазной линии, но и на вводе в стояк или в квартире.

В последних двух случаях оно проявляется как обрыв PEN проводника для совмещенной системы заземления или N жилы – для ее раздельного варианта. Для понимания самой сути отгорания нуля сначала попытаемся разобраться с причинами возникновения этого явления.

Причины появления обрыва

При формировании нагрузочной части действующих электросетей 380 Вольт к каждой фазе подключается отдельная группа потребителей (жилых домов или квартир). Последние подобно обмоткам станционного трансформатора подсоединяются по схеме «звезда» и распределяются по фазам по возможности равномерно. В этом случае вектора токовых составляющих компенсируются, а их суммарная величина в нейтральной жиле близка к нулевому значению.

Любое отклонение от нормального распределения вызывает перекос фаз и появление в нулевой жиле паразитной результирующей токов.

Важно! Так как число бытовых потребителей, подключенных к каждой их фаз, постоянно меняется – без фазной асимметрии по питанию обойтись невозможно.

В результате этого в нулевом проводе всегда протекает ток, смещающий нейтраль в сторону одной из фаз (смотрите фото ниже).

При появлении значительного по величине фазного перекоса сечения нейтрального провода может не хватить для того, чтобы выдерживать возросшую результирующую тока. При этом проводник нагревается, что постепенно приводит к его обгоранию и последующему выходу из строя.

Причинами обрыва нуля в однофазных сетях могут стать:

  • Плохой контакт, а также повреждение совмещенной жилы PEN на отводе от трансформаторной подстанции (фото ниже).
  • То же самое, но случившееся на линейном ответвлении в жилое строение.
  • Пропадание надежного соединения в месте ввода кабеля в распределительное устройство.
  • Нарушение контакта в электропроводке жилого помещения (квартиры).

Сначала эти неисправности проявляются как кратковременное пропадание света или отключение прибора, но постепенно все потребители перестают работать совсем.

Возможные последствия

При обрыве нуля в трехфазной сети последствия могут быть очень опасными для подключенного оборудования и особенно – для человека. Из-за значительного перекоса фаз на отдельных линиях электропроводки начнут действовать напряжения, близкие к 380 Вольтам.

На других фазных ответвлениях, наоборот, они снижаются почти до нуля. Такая картина распределения напряжений в первую очередь опасна для подключенных к электросети бытовых приборов, которые с большой вероятностью просто «сгорят».

Важно! Одновременно с этим возникает угроза перегрева алюминиевой электропроводки, что чревато самими серьезными последствиями (вплоть до пожара).

Кроме того, если объект подключен по системе TN-C (с объединенными PE и N шинами) – обрыв общей жилы приведет к утрате ей защитной функции. В этом случае при отсутствии повторного заземления потребитель окажется совершенно незащищенным.

Ему не поможет и установленное в квартире специальное оборудование (УЗО), поскольку без «нуля» этот прибор работать не может.

Кроме того, в ситуации с оборванной нейтралью опасное напряжение в виде потенциала 220 Вольт через постоянно подключенные нагрузки попадает на вторую клемму.

Вследствие этого на рабочих розетках появляется еще одна фаза, что крайне опасно в отсутствии полноценного заземления. При случайном повреждении изоляции в моечной машине, например, току будет некуда стекать, так как «нуль» оборван (смотрите фото).

Для пользователя, стоящего на бетонном полу и прикоснувшегося к корпусу агрегата с попавшей на него фазой, такая ситуация чрезвычайно опасна, поскольку весь аварийный ток потечет через его тело.

Бытовой ремонт №1

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

  1. Заполните заявку
  2. Получите предложения с ценами от мастеров
  3. Выберите исполнителей по цене и отзывам

Разместите задание и узнайте цены

В случае прокладки скрытой проводки обнаружить обрыв достаточно проблематично. Но, имея в своём распоряжении надёжные приборы, можно найти место в стене, где произошла неисправность.

Основные причины, по которым чаще всего случаются обрывы в электропроводке квартиры

При соблюдении условий правильной эксплуатации проводка может исправно служить десятки лет. Но если имеет место повышенная токовая нагрузка или при включении электроприборов защитная система не срабатывает, проводка не сможет функционировать должным образом. И чтобы осуществить поиск обрыва, потребуется провести тест через распределительный короб. Участок, на котором обнаруживается неисправность, подлежит замене.

При использовании розеток для штепселей зачастую имеет место нагар, оплавление контакта и нагрев соединений. Это происходит в результате ослабления пружины.

Сбои в скрытой электропроводке провоцирует сильно нагретый тройник, когда от него работает несколько единиц бытовой техники высокой мощности. Категорически запрещается допускать такое, так как находящиеся возле розетки кабели перегреваются и подвергаются перегрузке. И это отражается на изоляции.

Иногда при нажатии на выключатель заедает реле или клавиша. Это происходит из-за трещин в корпусе и поломанных контактов или оплавившихся пластин. В данном случае понадобится заменить выключатель.

Если замена перегоревшей лампы накаливания не разрешила проблему, то сущность неисправности кроется в патроне. Если нет контакта с цоколем лампы, его слегка отгибают. Наиболее распространённые виды повреждений в проводке следующие:

  • обрыв и излом жил в шнуре. Для исправления неполадки провод разрезают и зачищают соединения
  • возникают нарушения в оболочке изоляции. Чтобы не допускать подобных явлений, провода от электрооборудования нельзя перекручивать, завязывать в узлы и сгибать. Место оголённых жил следует заклеить липкой лентой

Воспользовавшись транзисторным приёмником, вы сможете легко найти линию скрытой электропроводки. Для этого достаточно к розетке подключить источник помех. Приёмник настраивается на диапазон со средними волнами и проводится по стене. Когда динамик сильно затрещит, значит, место срыва найдено. Определение обрыва обычно производится при помощи специального оборудования – бесконтактными индикаторами. Такое название они получили потому, что они не соприкасаются с проводами, по которым течет ток.

Как найти неисправность скрытой электрики?

Обнаружить разрыв проводки можно, применив такую методику: вам понадобится индикаторная отвёртка, тестер и бесконтактный индикатор для поиска скрытого электрического провода. А также подсобные инструменты – пассатижи, изолента.

Первоначально потребуется узнать, какой проводник сорван – по нулю или фазный. Чтобы его найти, отвёрткой прощупываем контакты вышедшей из строя розетки. Если имеет место фаза – соответственно, сорван ноль. Если нет сопротивления в процессе прощупывания прибором – значит, здесь неисправность. Поиск точки обрыва в стене из бетона производится посредством индикатора скрытой электропроводки таким путём:

  • провода от распределительной коробки укладываются по горизонтали или вертикали, изгибы при этом располагаются под прямым углом, поэтому прибор, перемещаемый вдоль стенки, подаст сигнал
  • если индикатору удалось найти срыв в проводе – звук пропадает

Можно воспользоваться трассоискателем для поиска неисправности скрытой проводки. Данное устройство – быстродейственное и высокоточное. Он может зондировать электрическую сеть под напряжением и обесточенную. Если в проводах нет тока, используйте дополнительно генератор. Его подключают к точке нахождения кабеля, и тот подаёт сигнал, который постепенно затихает, как только завершится поиск места обрыва проводки в стене.

Находим неполадку за несколько минут

Поскольку предстоящая задача достаточно трудоёмкая и специфическая, на помощь приходят современные технические средства, позволяющие найти неполадку за несколько минут. Ассортимент приборов для проведения данной операции весьма многообразен. На рынке представлены и обычные тестеры и профессиональные трассоискатели с большим функционалом. Для домашнего пользования рекомендуется применять недорогие аппараты, такие как детектор марки Mastech. Он позволит найти точку неисправности максимально быстро. Если вам требуется агрегат с расширенными функциями, то приобретайте прибор ЛИС-М. Он способен в короткие сроки осуществить поиск неполадки в скрытой проводке.

Кабель имеет свойство разрушаться при небрежном проведении строительных работ, например, сверлении. Из-за этого розетки могут не работать даже при наличии напряжения в сети. В результате обрыва проводки, находящейся в стене, может возникнуть возгорание. Если вы не имеете соответствующего опыта, чтобы найти зону, в которой провод оборвался, обращайтесь к специалистам. Помните, что самостоятельный поиск разрывов элекропровода может привести к поражению током!

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

Внесем изменения в рисунок 1, вызванные аварией, а именно отключением нуля .

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:

  • Начать необходимо с грамотного монтажа электропроводки. Если для питания объекта планируется задействовать трехфазную схему электроснабжения, то ее расчет должен быть произведен таким образом, чтобы минимизировать вероятность перекоса фаз. То есть, необходимо планомерно распределить нагрузку на каждую линию.
  • Следует задействовать в управлении сетью приборы, выравнивающие нагрузку на каждую из фаз. Причем, в идеале, эта работа должна осуществляться без привлечения операторов, то есть, выполняться автоматически при обрыве нуля.
  • Должна иметься возможность оперативного изменения схемы подключения потребителей. Это позволяет внести корректировки, если на этапе проектирования не была должным образом учтена нагрузка на каждый участок или увеличилась мощность потребления в связи с вводом новых объектов. То есть, при возникновении критической ситуации должна иметься возможность изменения мощности. В качестве примера можно привести вариант, когда многоквартирный дом переводится на линию с большей нагрузкой для «разбавления» перекоса фаз, возникающего при обрыве нуля.

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:

  • Мерцание ламп накаливания. Они наиболее чувствительны к перепаду уровня напряжения, возникающего при обрыве нуля. Энергосберегающие осветительные приборы и светодиодные лампы не настолько реагируют на изменения.
  • Электронные приборы, имеющие встроенную защиту, как правило, отключаются от сети питания. Или не запускаются. Такие действия предусмотрены реакцией защиты импульсных БП на броски напряжения. Характерно, что такая реакция может сработать раньше, чем реле напряжения. Но это, во многом зависит от производителя и схемы реализации защиты электросетей, а также надежности электрического соединения.
  • Еще один характерный признак – повышение температуры выключателя. Даже если Вы не обратили внимания на мерцание ламп, то данное проявление должно вызвать опасения.
  • Искрение, при попытке подключения электроприбора, может говорить об обрыве нуля на вводе однофазного потребителя. Даже, если оно вызвано другим фактором, а не обрывом нуля, это очень нехороший признак.
  • Самопроизвольные срабатывания вводных автоматов, также могут указывать на перенапряжение. Такая реакция на обрыв нуля характерна при включении электронагревательных приборов, например электропечи, бойлера, чайника и т.д.
  • Характерные звуки во вводном электрическом щите также могут указывать на перепады напряжения. В такой ситуации рекомендуется отключить ввод питания и дождаться приезда аварийной бригады. Велика вероятность, что авария обрыва нуля имела место в электросети поставщика.
  • Обязательно установите на вводе электрической сети реле напряжения. В идеале желательно продублировать данную систему стабилизатором напряжения для дома или квартиры. Такое устройство, работая в паре с реле, позволит поддерживать заданный уровень напряжения, не отключая питание.

Собственно, только многоуровневая защита может обеспечить максимальную безопасность.

0 0 vote
Article Rating
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
×
×
Adblock
detector