Как сделать обрыв фазы

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

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 эту статью на Дзене .

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:

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 фазным потенциалом 220 В!

Для начала, чтобы нагнать страха –

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!

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

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 на Дзене об этом случае .

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 (ссылка вначале статьи) , вот картинка оттуда:

Рассмотрим этот вопрос ещё раз, только с другой стороны.

Вот как выглядит упрощенно схема подвода питания в этажный щиток:

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.

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:

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:

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 (симметричная нагрузка), ничего вообще не изменится. То есть, перекоса фаз не будет. Так происходит в случае включения трехфазных потребителей, например, электродвигателей или мощных калориферов . Более того, такие потребители и не заметят обрыва нуля.

В промышленном оборудовании часто нейтраль даже не подключают, поскольку нагрузка симметричная (двигатели, ТЭНы), а цепи управления питаются через трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, включенной в "Треугольник".

Но в реале, когда большинство нагрузок - однофазные, так никогда не бывает. В одной квартире никого нет, и включен только телевизор в дежурном режиме и зарядка телефона. А соседи по площадке устроили стирку, включили сплит-систему и электрический чайник. И вот -БАХ!- отгорает ноль.

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.

Хорошо показан перекос фаз в анимации:

Изменение напряжений на однофазных нагрузках при обрыве нейтрали. Если gif не воспроизводится, нажмите на треугольник в центре.

Изменение напряжений происходит пропорционально изменению сопротивлений нагрузок по фазам.

Говоря техническим языком, важно, какие соотношения сопротивлений нагрузок будут по фазам. Где сопротивление больше - там напряжение будет гораздо выше фазного. Где сопротивление меньше - напряжение будет как температура ранней весной - немного выше нуля.

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:

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:

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.

Хорошее видео в тему от Алексея Бартоша (ELSTUDY).
Просто, красиво и понятно рассказано, как образуется перекос фаз при обрыве нуля. Рекомендую!

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!

Статьи на Дзене

Мои статьи на Дзене про реле напряжения:

Лампочка при обрыве нуля может гореть ярко, но недолго!

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:

Вводное распределительное устройство (РУ) в подвале многоэтажного дома – в плохом состоянии

Последствия обрыва нуля в трехфазной сети

Расскажу случаи из жизни.

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.
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!

Отгорание нуля от нулевой шины

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

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

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

Формирование однофазной и трехфазной сетей и обрыв нуля

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.

Подробнее – ещё раз призываю ознакомиться с моей статьёй про системы заземления, ссылка в начале.

К чему приводит отгорание нуля в трехфазной сети

Обрыв нуля в трехфазной сети

Картинка в другом виде, возможно, так будет легче понять:

Перекос фаз в результате обрыва нуля.

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.

Но в реале так никогда не бывает. В одной квартире никого нет, и включен только телевизор в дежурном режиме и зарядка телефона. А соседи по площадке устроили стирку, включили сплит-систему и электрический чайник. И вот -БАХ!- отгорает ноль.

Начинается перекос фаз. А насколько он зверский, зависит от реальной ситуации.

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

Обрыв (отгорание) бывает вот из-за таких ржавых болтов, как вверху этого фото:

Плохой ноль. Пропадание нуля в квартире

Хорошо, кто виноват – мы поняли. Что делать?

Как защититься от обрыва нуля?

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.

Видео

Подробно и наглядно про обрыв нуля, перекос фаз, и чем это опасно – в видео:

На сегодня всё, подключайтесь к обсуждению, задавайте вопросы в комментариях!

Напряжение в розетках при прикосновении к токоведущим частям или нарушении изоляции между этими элементами и корпусом является опасным для здоровья, а иногда и для жизни. Для защиты людей ПУЭ предусматривает установку устройств защитного отключения.

Эти приборы подключаются к фазному и нулевому выводам вводного автомата, но во многих зданиях электропроводка служит много лет и в ней возможен обрыв одного из проводов и при нарушении контакта в цепи нулевого проводника сохраняется опасность от поражения электрическим током. Поэтому возникает вопрос — возможна ли работа УЗО при обрыве нуля?

Для надёжной работы необходимо выбрать не только номинальный ток устройства, который должен соответствовать току автоматического выключателя линии и ток утечки, при котором происходит срабатывание защиты. Не менее важно установит такой прибор, который будет работать при обрыве нуля.

Электромеханическое УЗО

Внутри этого аппарата находится трансформатор тока с тремя обмотками — двумя первичными, включёнными встречно и подключёнными к нулевому и фазному проводникам, и вторичной, к которой подключается катушка электромагнитного расцепителя. В нормальной ситуации ток в обоих первичных обмотках одинаковый, а во вторичной катушке отсутствует.

При прикосновении человека к элементам, находящимся под напряжением, появляется ток утечки, равенство нарушается и появляется ток во вторичной обмотке. Это приводит к срабатыванию защиты. Такая конструкция не нуждается в дополнительном источнике питания и УЗО сработает при обрыве нуля.

Обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке

Обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме с нулевым проводом

При обрыве провода, например, в фазе А ток этой фазы становится равным нулю, напряжения и токи в фазах В и С не изменяются, а в нулевом проводе появляется ток

IN =IB + IC.Он равен току, который до обрыва протекал в фазе А (рис. 8.4.2).

Обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме без нулевого провода

При обрыве, например, фазы А сопротивления RA и RB оказываются соединёнными последовательно и к ним приложено линейное напряжение UBC. Напряжение на каждом из сопротивлений составляет от фазного напряжения в нормальном режиме. Нулевая точка нагрузки на векторной диаграмме напряжений смещается на линию ВС и при RB = RC находится точно в середине отрезка ВС (рис.8.4.3

Короткие замыкания

Короткие замыкания между линейными проводами и в той и в другой схеме приводят к аварийному отключению нагрузки.

Экспериментальная часть

Задание

Экспериментально исследовать аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в звезду.

Порядок выполнения работы

· Соберите цепь цепь согласно схеме (рис.8.4.5) с сопротивлениями фаз RA=RB=RC=1кОм. Измерения токов можно производить одним – двумя амперметрами, переключая их из одной фазы в другую, либо виртуальными приборами

· Убедитесь, что обрыв (отключение) нейтрали не приводит к изменению фазных токов.

· Убедитесь, что в схеме с нулевым проводом происходит отключение источника защитой при коротких замыканиях как в фазах нагрузки, так и между линейными проводами.

· Убедитесь, что в схеме без нулевого провода короткое замыкание в фазе нагрузки не приводит к отключению, а при коротком замыкании между линейными проводами установка отключается.

· Проделайте измерения токов и напряжений всех величин, указанных в табл. 8.4.1 в различных режимах и по экспериментальным данным постройте векторные диаграммы для каждого случая в выбранном масштабе.

· Ответьте на контрольные вопросы.

Режим	UAO, B	UBO, B	UCO, B	UON, B	IA, мА	IB, мА	IC, мА	IN, мА
RA=1 кОм RB=680 Ом RC=330 Ом Обрыв нейтрали
RA=RB=RC=1 кОм Схема с нейтралью Обрыв фазы А
RA=RB=RC=1 кОм Схема без нейтрали Обрыв фазы А
RA=RB=RC=1 кОм Схема без нейтрали К. З. фазы А

Векторные диаграммы

RA=1 кОм, RB=680 Ом, RC=330 Ом. Обрыв нейтрали

2. RA= RB= RC =1 кОм, Схема с нейтралью, обрыв фазы А

3. RA= RB= RC =1 кОм, Схема без нейтрали, обрыв фазы А

4. RA= RB= RC =1 кОм, Схема без нейтрали, короткое замыкание фазы А

Вопрос:Как изменяется мощность трёхфазной нагрузки при обрыве фазы в схеме с нулевым проводом и без него? Как изменяется мощность при коротком замыкании одной фазы?

Ответ: …………

Электронное УЗО

Устройство такого типа имеет более сложную конструкцию. Внутри аппарата находится электронная плата с усилителем, для работы которого необходимо постоянное наличие напряжения на клеммах прибора.

Это не является проблемой при отсутствии напряжения в сети или обрыве фазного питающего провода. В этих случаях прикосновение к токоведущим частям не является опасным.

Хуже ситуация при обрыве нейтрали. Напряжение между нулевой и фазной клеммами отсутствует и питание на плату не поступает, поэтому работа УЗО при обрыве нуля невозможна.

Кроме того, электронная начинка, в отличие от механической, чувствительна к перепадам напряжения и высоковольтным разрядам, появляющимся в сети во время грозы. Выход из строя электроники делает невозможным срабатывание защиты.

Информация! На передней крышке электронного УЗО в схеме устройства есть треугольник, являющийся символом усилителя.

Как найти обрыв нуля?

Для того чтобы найти обрыв нейтрали в квартире нужно осмотреть все подключения в щитке. Увидеть и устранить такую проблему не сложно. Другое дело если провод перегорел где-то в стене. Для поиска поврежденного участка под отделкой необходимо использовать специальные тестеры.

Если же нулевой провод перегорел на стояке в подъезде, то эту проблему должны решать электрики со специальной службы. Задача владельца квартиры – обеспечить электробезопасность собственного жилья.

Отгорание нулевого провода в трёхфазной сети

Большинство многоквартирных домов подключается к трёхфазной сети при помощи четырёх проводов (три фазных и нейтраль). Если к дому подходят только два провода (ноль и фаза), то они являются ответвлением от трёхфазной линии.

Для защиты жильцов дома обычно устанавливается однофазное УЗО, но в некоторых случаях используются трёхфазные устройства. Работа УЗО при обрыве нуля у обоих видов аппаратов одинаковая, различие заключается в количестве обмоток в трансформаторе тока.

Информация! В данной статье описана работа УЗО при обрыве ноля в однофазной сети. Не нужно путать эту ситуацию с отгоранием нуля в трехфазной сети – это разные последствия. УЗО не защитит вашу технику от перенапряжения. Для защиты электроприборов при обрыве нуля в трехфазной сети необходима установка реле напряжения.

Причины отсутствия фазы

Сразу стоит сказать, что фаза пропадает по одной единственной причине — нет контакта. При этом неважно — оборван кабель или разомкнут разъединитель на трансформаторной подстанции. При этом все сказано и для трёхфазной и для однофазной сети.

Также не все знают, что однофазная сеть 220В является одной из фаз трёхфазной сети с линейным напряжением 380В, а между фазой и нулем в этом случае получается 220В. Давайте рассмотрим, что делать если пропала фаза на примере разных ситуаций.

Не работает освещение

Если нет света, но работают розетки, первым делом проверьте наличие напряжения в патроне на люстре. При этом проверить наличие фазы можно индикаторной отверткой, но будьте внимательны — велика вероятность сделать КЗ. О том, как пользоваться индикаторной отверткой, мы рассказали в отдельной статье.

Если там ничего нет, возможно проблема в подключении проводов к патрону, если и с этим всё в порядке — тогда, скорее всего, пропала фаза в выключателе или распределительной коробке.

Такое часто происходит, когда контакты выключателя вроде бы замыкаются, но соединения между ними нет, а также если провода были плохо зажаты в клеммнике выключателя. Для проверки выключателя нужно снять его со стены и прозвонить, замыкаются ли контакты при замыкании выключателя, заодно проверить приходит ли на него напряжение.

Если напряжения на выключателе нет — проблема в распределительной коробке или в проводке между ней и выключателем. Если пропадает фаза при включении света — у вас короткое замыкание в патроне, светильнике, либо на линии от выключателя до светильника.

Не работает розетка

В розетках также может пропасть фаза. Это легко проверить, если снять нерабочую розетку и осмотреть качество соединений с проводами. Если соединения хорошие, то нужно знать, как запитаны розетки. Всего различают две схемы соединений:

Шлейф — это когда каждая следующая розетка подсоединяется к предыдущей параллельно, а звезда — когда от каждой розетки идет отдельная линия к электрощиту или распределительной коробке.

Тогда в первом случае нужно проверить состояние клеммников и контактов в предыдущей по цепи рабочей розетке, а во втором случае — осмотреть распределительную коробку.

В одной комнате

Если нет фазы в одной из комнат – обратите внимание на электрощит. Если каждая комната включается отдельным автоматом – возможно выбило автомат на эту комнату, либо же он вышел из строя. В первом случае – искать проблемы в проводке комнаты, а во втором – заменить автомат.

Если все комнаты запитаны от одного автоматического выключателя, значит проблема в распределительной коробке, от которой запитана эта комната.

Нет света в многоквартирном доме

Если вы обнаружили, что проблемы с подачей электричества не только у вас, но и у всех соседей по стояку — значит произошел, обрыв одной из трёх фаз либо во вводном электрощите дома, либо в каком-то из подъездных щитов. Такое происходит при отгорании нуля и перекосе фаз, когда из-за перенапряжений нагрузка и её токи неравномерно распределяются между потребителями. В результате контакты какого-то из соединений не выдерживают и отгорают.

В этом случае нельзя самому устранять неисправность, нужно обратиться в управляющую компанию или снабжающую организацию, чтобы они прислали дежурную бригаду электриков.

Реже бывают случаи, когда пропадает две фазы. В этом случае, как и в предыдущих нужно проверить состояние клемм автоматических выключателей на вашем квартирном щите и, если в нем все контакты и клеммы автоматов внешне исправны — вызвать бригаду электриков.

Самостоятельное устранение неисправностей в подъездных электрощитах опасно тем, что вы не можете в полной мере привести отключение всех линий и вывесить запрещающие плакаты.

В частном доме

Если вы обнаружили что пропало напряжение в сети, посмотрите на вводной автомат, если он выбит – включите его. Если после включения автомата напряжение не появилось – проблема во вводе в дом. Также возможна потеря контактов на автомате. А если при включении автомата его сразу же выбивает – однозначно есть короткое замыкание либо в проводке, либо в каком-то из подключенных приборов.

Как работают разные типы УЗО при обрыве нуля

Как видно из статьи, устройства защитного отключения разных типов похожи по принципу действия, но отличаются по конструкции и поэтому работа УЗО при обрыве нуля зависит от типа аппарата.

При исправной электропроводке и работе электрооборудования в штатном режиме токи в нулевой и фазной обмотках трансформатора тока одинаковы по величине и направлены встречно друг другу. В результате ток во вторичной обмотке отсутствует. Это равенство может нарушиться в следующих ситуациях:

Пробой изоляции на заземлённый корпус оборудования. При коротком замыкании должен отключиться автоматический выключатель, но если ток утечки незначителен, то оборудование остаётся подключённым к сети. При этом ток, протекающий через нулевой проводник, уменьшится на величину тока утечки, равновесие в обмотках нарушится и во вторичной обмотке появится ток. Это приведёт к срабатыванию защиты.
Прикосновение человека к токоведущим частям. Если корпус оборудования не заземлён, то при нарушении изоляции он оказывается под напряжением.

Ток утечки, протекающий при этом через тело человека, слишком мал для того, чтобы отключился автомат, но его достаточно для срабатывания УЗО.

Такая ситуация является опасной для здоровья и жизни людей и требует немедленного отключения линии. В штатном режиме УЗО обоих типов сработают одинаково и отключат питание от неисправного электроприбора.

При обрыве нуля электроприборы работать не будут и ток через прибор не идёт, но при нарушении изоляции или прикосновении к фазным проводникам через фазную катушку трансформатора появляются ток утечки, отсутствующий при этом в нулевой катушке, и ток во вторичной обмотке.

Защитные устройства будут при этом работать по-разному:

Электромеханическое УЗО. В этом приборе расцепитель подключается непосредственно к трансформатору и срабатывание защиты не зависит от целостности нулевого проводника.
Электронное УЗО. В таких устройствах сигнал из трансформатора подаётся не на расцепитель, а на усилитель, которому для питания необходимо подключение к обоим проводам — нулевому и фазному. При обрыве нуля питание в электронной схеме отсутствует и, несмотря на наличие тока во вторичной катушке, срабатывание защиты не произойдёт. Таким образом, комбинация из нарушенной изоляции, электронного УЗО и обрыва нуля является опасной для жизни людей.

Краткий экскурс в теорию

При подаче напряжения на бытовой потребитель по нему течет электрический ток в замкнутой цепи. Если схема разомкнута, например, выключателем люстры, врезанным в фазный провод, то свечения не будет.

При этой ситуации потенциал фазы доходит до выключателя, а нуля — до ближнего контакта цоколя на каждой лампочке.

Их провода кратко называют фазой и нулем. После включения выключателя потенциал фазы доходит до удаленного контакта лампочки и через сопротивление нити накала образуется ток, который протекает по проводам замкнутой цепочки от источника питающей трансформаторной подстанции.

Если проверить индикатором напряжение на удаленном контакте патрона лампочки, то он своим свечением укажет фазу, а на ближнем — свечения не будет. Делаем вывод, что здесь потенциал нуля. Теперь рассмотрим другой вариант.

Рассмотрим электрическую схему рис.3.12, в которой , , , .

Рис.3.12. Электрическая схема трёхфазной системы, соединённой звездой, без нулевого провода с выключенной фазой

По первому закону Кирхгофа:

; . (3.7)

Преобразуем рис.3.12 в рис.3.13, откуда следует, что если , тогда

= = . (3.8)

Рис.3.13. Схема, поясняющая построение векторной диаграммы

По второму закону Кирхгофа:

;;. (3.9)

Используя формулы (3.7), (3.8), (3.9) построим векторную диаграмму (рис.3.14).

Рис.3.14. Векторная диаграмма напряжений и токов трёхфазной системы, соединённой звездой, без нулевого провода с выключенной фазой

Пусть фазные генераторные напряжения равны 220B, тогда линейные напряжения равны 380B. Из векторной диаграммы следует, что

= = 110B и = = = 220 ∙ = 190B,

3.3.2. Короткое замыкание фазы a

Рассмотрим электрическую схему рис.3.15, в которой , ,

= , = 0.

, так как ,

, (3.10)

где - вектор отрицательного линейного напряжения;

, (3.11)

где - вектор линейного напряжения.

Рис.3.15. Электрическая схема трёхфазной системы, соединённой звездой, без нулевого провода с коротким замыканием фазы

По первому закону Кирхгофа:

; . (3.12)

Используя формулы (3.10), (3.11), (3.12) построим векторную диаграмму, приведённую на рис.3.16.

Рис.3.16. Векторная диаграмма напряжений и токов трёхфазной системы, соединённой звездой, без нулевого провода с коротким замыканием фазы A

Пусть Ом, , 10А, 10А. Из векторной диаграммы следует: ∙ 10 ∙ ; = 10 ∙ =17,3A.

3.4. Соединение источников и приёмников электроэнергии треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках

Рассмотрим схему рис.3.17, в которой трёхфазный генератор , , и три активных приемника , , соединены треугольником.

Из схемы видно, что линейные напряжения , , являются одновременно фазными напряжениями

, (3.13) токи , , являются линейными и токи , , являются фазными.

По первому закону Кирхгофа:

. (3.14)

При симметричной нагрузке . Из выражений (3.14) следует, что геометрическая сумма линейных токов .

Рис.3.17. Электрическая схема трёхфазной системы, представленной в виде трёхфазного генератора и активной трёхфазной нагрузки, соединённых треугольником

На рис.3.18 приведена векторная диаграмма напряжений и токов для симметричной нагрузки, соединённой треугольником.

Из диаграммы видно: , где ; .

Рис.3.18. Векторная диаграмма напряжений и токов для симметричной нагрузки, соединённой треугольником

Таким образом, при соединении треугольником соотношение между линейными и фазными токами выражается формулой:

. (3.15)

Если нагрузка несимметрична, то . Тогда, используя выражения (3.14), можно построить векторную диаграмму напряжений и токов следующего вида:

Рис.3.19. Векторная диаграмма напряжений и токов для несимметричной нагрузки, соединённой треугольником

Читайте также: