Sieť 220 k nulovému vodiču. Nulový pracovný vodič. Čo každý potrebuje vedieť

Každý, kto sa aspoň do určitej miery orientuje v elektrotechnike, pozná veľa pojmov a definícií. A profesionálni elektrikári a ešte viac. Väčšina obyvateľov ale nevie, čo je nula a fáza. Čo tieto slová znamenajú? Ako určiť, kde a čo je? V tomto článku sa pokúsime objasniť.

Všeobecné informácie

V každodennom živote sa s elektrinou stretávame takmer na každom mieste, kde sa nachádzame. Či už ide o prácu alebo rôzne inštitúcie: kino, divadlo, obchody, športové komplexy - môžete zoznamovať veľmi dlho. Netreba dodávať, že denne používame množstvo elektrospotrebičov a pred 20 či 30 rokmi ich nebolo toľko ako teraz. Navyše ich počet rastie so závideniahodnou frekvenciou.

Ale všetky elektrické zariadenia nemôžu fungovať večne a skôr či neskôr sa začnú kaziť, čo je jednoducho nevyhnutné. Nikto ešte nevynašiel perpetum mobile, takže by ste nemali dúfať v zázrak. Niektorí ľudia sa chcú naučiť niečo nové, neznáme a elektrina nie je výnimkou. Prinajmenšom preto, že môžete nezávisle opraviť domáce spotrebiče. Samozrejme, je lepšie pozvať špecialistu, ale ľahkú prácu môžete urobiť sami. Len na to je potrebné študovať základné pojmy, aby sme pochopili, čo je nula a fáza.

čo je elektrina?

Opis prúdu by mal začať pojmom elektrický náboj, ktorý je v skutočnosti skalárnou veličinou. Ak vezmete ebonitovú tyčinku a otriete ju o vlnu, bude mať negatívny náboj. Je to spôsobené nadbytkom elektrónov v dôsledku kontaktu s vlnou. Toto sa nazýva statická elektrina a deje sa to na vlasoch. Iba v tomto prípade je náboj kladný, pretože elektróny sú stratené.

Pokiaľ ide o elektrický prúd, ide o usporiadaný pohyb nabitých častíc po nejakom druhu vodiča. Tento pohyb je spôsobený elektromagnetickým poľom. Prúd môže byť dvoch typov:

• Konštantná - jej hodnota a smer sa nemenia.
• Variabilné - už sa mení v čase.

Fáza

Samotné pojmy "fáza", "nula" a "zem" sú dobre známe profesionálnym elektrikárom. Ale napríklad fáza sa nachádza aj vo fyzike - podľa tejto definície možno pomenovať niekoľko stavov vody:

• kvapalina;
• tvrdý;
• plynný.

Okrem toho možno fázu chápať ako niekoľko fáz oscilácie, ktoré sa môžu vzťahovať na vlnový pohyb. V astronómii je tu trochu iný význam, ktorý sa dá pochopiť pozorovaním Mesiaca.

O niečo vyššie sa uvažovalo o tom, ako vzniká elektrina na staniciach. Napätie sa teda aplikuje práve na pracovnú fázu, ktorú elektrikári jednoducho nazývajú fázou. Aby sme si presnejšie predstavili, čo to znamená, mal by sa zverejniť nasledujúci koncept - nula.

nula

Ako viete, zásuvky majú dva otvory, respektíve zástrčky majú dva kolíky. Zvyčajne sa to nachádza v starých domoch, kde sú pre každého spotrebiteľa vhodné iba dva nulové fázové vodiče.

V európskych krajinách a nedávno aj v Rusku sa začala uplatňovať európska norma. Tu namiesto dvoch jadier alebo drôtov sú už tri, kvôli zahrnutiu dodatočného ochranného vodiča.

Čo je však nula a je to vôbec potrebné? Odpoveď je jasná: potrebujete to! Na to, aby vznikol elektrický prúd a začal napájať nejaký domáci spotrebič (sušič vlasov, rýchlovarnú kanvicu, žehličku atď.), je potrebný uzavretý okruh. To je zabezpečené nulou a fázou. To znamená, že cez fázový drôt vstupuje elektrina do našich domovov, prechádza cez spotrebiteľa (práca sa vykonáva) a vracia sa späť cez nulový vodič.

Zároveň je dôležité, aby pripojené zariadenie fungovalo - práčka prala, televízor ukazoval, žehlička, rýchlovarná kanvica sa zohrievala atď. Inak prúd nepotečie, ale napätie vo fáze nebude ísť kamkoľvek. Preto je dôležité zabezpečiť, aby deti nič nezapájali do zásuvky.

Zem

Je dôležité nielen vedieť určiť fázu a nulu, je tiež potrebné rozlišovať medzi uzemnením, ktoré sa začalo používať v nových budovách. Ako je teraz známe, neexistuje žiadna elektrina bez fázy a nuly, to znamená, že prúdi medzi týmito dvoma drôtmi. Stojí za to len objasniť, čo je striedavé napätie. V Rusku a mnohých krajinách je elektrická sieť charakterizovaná frekvenciou 50 Hz (hertz). To znamená, že prúd veľmi často mení svoj smer z fázy na nulu a naopak - 50-krát za sekundu!

Ak napätie prechádza fázou, nulový vodič ho nemá. Keďže väčšina domov na území Ruskej federácie bola postavená ešte v časoch ZSSR, v úvodnom elektrickom paneli je neutrálny vodič pripojený k „zeme“ a navyše k uzemňovacej elektróde, ktorá je vykopaná do zem. V tomto prípade je "uzemnenie" priamo spojené s telom štítu a nula je umiestnená v izolovanom bloku.

Metódy určovania fázy a nuly

Nestačí pochopiť, čo je nula a fáza, v žiadnom prípade by sa nemali zamieňať! Ak na tom nezáleží, keď ho zapnete, musíte to vziať do úvahy pri zapájaní, najmä pri samostatnom zapojení. V opačnom prípade môžete v obvode usporiadať skrat. Preto musíte jasne pochopiť, kde je fáza a kde je nula.

Ak je potrebné vymeniť zásuvku spínača alebo lustra, prvým krokom je presne určiť, kde sa nachádza nula s fázou. Pre trénovaného človeka to nespôsobí žiadne problémy, ale pre väčšinu ľudí je to vážna úloha.

Ale nezúfajte, pretože nájsť tieto drôty nie je také ťažké, ako by sa mohlo na prvý pohľad zdať. Existuje niekoľko spôsobov, o ktorých sa bude diskutovať nižšie.

Orientácia farieb

Toto je najbezpečnejší spôsob určenia fázových a neutrálnych vodičov. Musíte vedieť, aké farby sú označené, a aby nedošlo k zámene, sú zavedené nasledujúce farby nulovej a zemskej fázy:

• Modrá alebo modro-biela farba je pracovná nula.
• Ochrannú nulu je obvyklé označovať žltozelenou farbou.
• Fázové vodiče sú farebné červené, biele, čierne, hnedé.

Každá krajina má svoju vlastnú fázovú farbu. Za zmienku stojí len to, že táto metóda je vhodná len pre novostavby, ktorých elektroinštalácia je navrhnutá v súlade s normou IEC 60446 prijatou v roku 2004. Nie je možné určiť fázu a nulu podľa farebného kódovania v starých domoch, ako je Chruščov, Stalinka, Brežnevka. V tomto prípade môže byť vhodná iná metóda.

Indikačný skrutkovač na pomoc

Indikátorový skrutkovač je nevyhnutným nástrojom v každej domácej súprave pre všetkých. Pomocou tohto univerzálneho nástroja môžete nielen odskrutkovať upevňovacie prvky, ale aj nájsť fázu.

Postup je veľmi jednoduchý, pretože tu nie sú potrebné špeciálne znalosti a zručnosti. Všetko čo potrebuješ je:

• Kovovým koncom sa dotknite holého drôtu alebo jedného z kanálov vo výstupe.
• Počas testu sa nikdy nedotýkajte samotnej pracovnej časti!
• Musíte sa dotknúť palcom (alebo akýmkoľvek iným) kontaktnej podložky nástroja.

Táto metóda, ako aj určenie fázy a nuly podľa farby drôtov, funguje bezchybne.

Ak je prítomné napätie, rozsvieti sa indikátor skrutkovača, inak to nie je fáza, ale nula. Skrutkovač má okrem žiarovky rezistor, ktorý vytvára odpor toku prúdu a napätie mierne klesá. Preto bude kontrola úplne bezpečná.

Fázová detekcia pomocou multimetra

Ďalším nemenej známym zariadením medzi rádioamatérmi je multimeter, pomocou ktorého možno nájsť fázu aj v domácej elektrickej sieti. Prístroj zvolí režim merania striedavého prúdu (zvyčajne označovaný V~) a nastaví prerozdelenie na viac ako 220 V. Zvyčajne je to 500, 700 alebo 800 voltov. Sondy musia byť pripojené ku konektorom COM (čierny) a VΩmA (červený).

S jednou sondou (zvyčajne červenou) sa musíte dotknúť holej časti drôtu alebo ho ponoriť do nejakého výstupného kanála. Inou (už čiernou) sondou sa dotknite akéhokoľvek uzemneného povrchu (vykurovacia batéria, oceľové stenové prvky atď.). V tomto prípade, ak je červená sonda vo fáze, potom sa na displeji zariadenia zobrazí hodnota napätia v rozsahu od 100 do 230 V za predpokladu, že nedôjde k prerušeniu napájania. Inak bude nula.

Slučka fáza-nula

Pravidelne sa oplatí merať fázovo-nulový odpor, ktorý umožní elektrickým spotrebičom pracovať v neprerušovanom režime. Hlavným dôvodom takýchto meraní je častá prevádzka automatických strojov. To je zvyčajne spôsobené preťažením v elektrickej sieti alebo prítomnosťou skratu. To všetko negatívne ovplyvňuje prevádzku domácich spotrebičov.

Nie každý chápe, čo znamená fázová slučka a nula. Toto je označenie obvodu, ktorý je vytvorený pripojením neutrálneho vodiča umiestneného v uzemnenom neutráli. Takto sa získa slučka.

Konečne

Môžete nájsť veľa spôsobov, ako nájsť fázu a nulu bez špeciálneho vybavenia. Napríklad „remeselníci“ používajú surové zemiaky alebo vodu z vodovodu. Dôrazne sa však neodporúča vykonávať takéto experimenty, pretože existuje veľké riziko pre vlastné zdravie.

Existujú osvedčené metódy, ktoré pri dodržaní bezpečnostných opatrení nepredstavujú hrozbu. Preto sa neoplatí znovu vymýšľať koleso a vymýšľať bohvie čo.

Prenos elektrického prúdu sa vykonáva prostredníctvom trojfázových sietí, zatiaľ čo väčšina domov má jednofázové siete. Rozdelenie trojfázového obvodu sa vykonáva pomocou vstupno-distribučných zariadení (ASU). Zjednodušene možno tento proces opísať nasledovne. Do elektrického panelu domu sa dodáva trojfázový obvod pozostávajúci z troch fázových, jedného nulového a jedného uzemňovacieho vodiča. Prostredníctvom ASU je obvod rozdelený - ku každému fázovému vodiču sa pridá jeden nulový a jeden uzemňovací vodič, získa sa jednofázová sieť, ku ktorej sú pripojení jednotliví spotrebitelia.

Čo je fáza a nula

Skúsme na to prísť čo je v elektrine nula a ako sa líši od fázy a zeme. Na napájanie elektriny sa používajú fázové vodiče. V trojfázovej sieti sú tri vodiče s prúdom a jedna nula (neutrálna). Prenášaný prúd je fázovo posunutý o 120 stupňov, takže v obvode stačí jedna nula. Fázový vodič má napätie 220 V, dvojica fáza-fáza je 380 V. Nula nemá napätie.

Fázy generátora a fázy záťaže sú vzájomne prepojené lineárnymi vodičmi. Nulové body generátora a záťaže sú vzájomne prepojené pracovnou nulou. Prostredníctvom lineárnych drôtov sa prúd pohybuje od generátora k záťaži, pozdĺž nulových drôtov - v opačnom smere. Fázové a sieťové napätie sú rovnaké bez ohľadu na spôsob pripojenia. Zem (uzemňovací vodič), rovnako ako nula, nemá žiadne napätie. Vykonáva ochrannú funkciu.

Prečo je nulovanie potrebné?

Ľudstvo aktívne používa elektrina, fáza a nula- najdôležitejšie pojmy, ktoré musíte poznať a rozlišovať. Ako sme už zistili, elektrina sa spotrebiteľovi dodáva vo fáze, nula odvádza prúd v opačnom smere. Je potrebné rozlišovať medzi nulovými pracovnými (N) a nulovými ochrannými (PE) vodičmi. Prvý je potrebný na vyrovnanie fázového napätia, druhý sa používa na ochranné nulovanie.

V závislosti od typu elektrického vedenia možno použiť izolovanú, uzemnenú a účinne uzemnenú nulu. Väčšina elektrických vedení zásobujúcich obytný sektor má pevne uzemnený neutrál. Pri symetrickom zaťažení fázových vodičov nemá pracovná nula žiadne napätie. Ak je zaťaženie nerovnomerné, nevyvážený prúd tečie na nulu a napájací obvod je schopný samoregulovať fázy.

Elektrické siete s izolovaným neutrálom nemajú nulový pracovný vodič. Používajú neutrálny uzemňovací vodič. V elektrických systémoch TN sú pracovné a ochranné nulové vodiče kombinované v celom obvode a sú označené PEN. Kombinácia pracovnej a ochrannej nuly je možná len po rozvádzač. Od neho ku konečnému spotrebiteľovi sú už spustené dve nuly - PE a N. Kombinovanie nulových vodičov je z bezpečnostných dôvodov zakázané, pretože v prípade skratu sa fáza uzavrie do neutrálnej polohy a všetky elektrické spotrebiče budú pod fázou Napätie.

Ako rozlíšiť fázu, nulu, zem

Najjednoduchší spôsob, ako určiť účel vodičov, je farebné označenie. V súlade s normami môže mať fázový vodič akúkoľvek farbu, neutrálne - modré označenie, zem - žltozelené. Bohužiaľ, pri inštalácii elektrikárov nie je vždy rešpektované farebné označenie. Nesmieme zabúdať na pravdepodobnosť, že bezohľadný alebo neskúsený elektrikár môže ľahko zamiešať fázu a nulu alebo spojiť dve fázy. Z týchto dôvodov je vždy lepšie použiť presnejšie metódy ako farebné označenie.

Pomocou indikačného skrutkovača môžete určiť fázové a nulové vodiče. Keď sa skrutkovač dostane do kontaktu s fázou, indikátor sa rozsvieti, keď vodičom prechádza elektrický prúd. Nula nemá žiadne napätie, takže indikátor nemôže svietiť.

Nulu od zeme rozoznáte pomocou vytáčania. Najprv sa určí a označí fáza, potom sa musí sonda kontinuity dotknúť jedného z vodičov a uzemňovacej svorky v rozvádzači. Nula nebude zvoniť. Pri dotyku so zemou zaznie charakteristický zvukový signál.

Dnes som sa rozhodol, že sa pokúsim zistiť, čo sú „fáza“, „nula“ a „zem“.
Malé vyhľadávanie Google o tom odhalilo, že v podstate ľudia na internete odpovedajú na túto otázku každý po svojom, niekde neúplne, niekde s chybami.
Rozhodol som sa dôkladne porozumieť tejto problematike, v dôsledku čoho sa objavil tento článok.
Je pomerne dlhá, ale je v nej vysvetlené všetko, vrátane toho, čo je fáza, nula, zem, ako to všetko vzniklo a prečo je to všetko potrebné.

Stručne povedané, fáza a nula sú na elektrinu a zem je len na uzemnenie skríň elektrospotrebičov v mene záchrany ľudského života v prípade úniku elektrického prúdu do skrine elektrospotrebiča.

Aby sme začali úplne od začiatku: odkiaľ pochádza elektrina?
Všetky elektrárne sú postavené na rovnakom princípe: ak sa magnet otáča vo vnútri cievky (čím sa vytvára periodické „striedavé“ magnetické pole), potom sa v ňom objaví „striedavý“ elektrický prúd (a teda „striedavé“ napätie). cievka.
Tento efekt, najväčší vo svojej hodnote, sa vo fyzike nazýva „Elektromotorická sila indukcie“, je to tiež „EMF indukcie“, bol objavený v polovici 19. storočia.

"Striedavé" napätie je, keď sa zvyčajné "konštantné" napätie (ako z batérie) odoberie a ohne pozdĺž sínusu, a preto je buď kladné, potom záporné, potom znova kladné a potom znova záporné.

Napätie na cievke má „premenlivý“ charakter (nikto ho zámerne neohýba) – jednoducho preto, že také platia fyzikálne zákony (elektrinu z magnetického poľa možno získať len vtedy, keď je magnetické pole „premenlivé“, a preto napätie prijaté na cievke bude tiež vždy „premenné“).

Znamená to teda, že niekde v divočine elektrárne sa otáča magnet (napríklad obyčajný, ale v skutočnosti je to "elektromagnet"), nazývaný "rotor", a okolo neho na "statore" , sú upevnené tri cievky (rovnomerne "rozmazané" na povrchu statora).

Tento magnet sa otáča nie človekom, nie otrokom a nie obrovským rozprávkovým golemom na reťazi, ale napríklad prúdom vody vo výkonnej hydroelektrárni (na obrázku magnet stojí na os turbíny v „Generátore“).

Keďže v tomto prípade (prípad rotácie magnetu na rotore) sa magnetický tok prechádzajúci cievkami (nehybnými na statore) v čase periodicky mení, v cievkach na statore vzniká „striedavé“ napätie.

Každá z troch cievok je pripojená k vlastnému samostatnému elektrickému obvodu a v každom z týchto troch elektrických obvodov sa objavuje rovnaké „striedavé“ napätie, len posunuté („vo fáze“) o tretinu kruhu (120 stupňov mimo plných 360) navzájom.

Takýto obvod sa nazýva "trojfázový generátor": pretože existujú tri elektrické obvody, v každom z nich (rovnaké) napätie je fázovo posunuté.
(na obrázku vyššie je "N-S" označenie magnetu: "N" je severný pól magnetu, "S" je južný; aj na tomto obrázku vidíte tie isté tri cievky, ktoré sú kvôli jednoduchosti malé porozumenia a stoja oddelene od seba, ale v skutočnosti zaberajú tretinu obvodu na šírku a tesne priliehajú k sebe na prstenci statora, pretože v tomto prípade sa dosiahne väčšia účinnosť generátora energie)

Z jednej takejto cievky by bolo možné jednoducho zobrať oba konce kabeláže a viesť do domu a z nich potom napájať kanvicu.
Ale môžete ušetriť na drôtoch: prečo ťahať dva drôty do domu, ak môžete jeden koniec cievky okamžite uzemniť (zastrčiť do zeme) a z druhého konca viesť drôt do domu (nazveme ho "fáza").
V dome je tento vodič pripojený napríklad k jednému kolíku zástrčky kanvice a druhý kolík zástrčky kanvice je uzemnený (približne povedané, jednoducho sa zapichne do zeme).
Dostaneme rovnakú elektrinu: jeden otvor v zásuvke sa bude nazývať „fáza“ a druhý otvor v zásuvke sa bude nazývať „zem“.

Teraz, keďže máme tri cievky, urobíme toto: povedzme spojíme „ľavé“ konce cievok dohromady a hneď ich uzemníme (zapichneme do zeme).
A zvyšné tri drôty (ukáže sa, že to budú "správne" konce cievok) budú vytiahnuté samostatne k spotrebiteľovi.
Ukazuje sa, že k spotrebiteľovi ťaháme tri „fázy“.

V „neutrálnom“ bode, ako sa dá vypočítať pomocou školských trigonometrických vzorcov (alebo zmeraných okom podľa grafu s tromi fázami napätia, ktorý som uviedol na začiatku článku), je celkové napätie nulové. Vždy, v akomkoľvek danom čase. Tu je taká zaujímavá funkcia. Preto sa nazýva "neutrálny".

Teraz vezmeme a pripojíme drôt k „neutrálu“ a ukázalo sa, že už štvrtý drôt bude vytiahnutý vedľa troch fázových drôtov (a piaty drôt bude tiež vytiahnutý v blízkosti - toto je „zem). ", ktorým bude možné uzemniť skriňu pripojeného elektrického spotrebiča).

Ukazuje sa, že z generátora teraz pôjdu štyri drôty (plus piaty - "zem") a nie tri, ako predtým.
Pripojme tieto vodiče k nejakej záťaži (napríklad k nejakému trojfázovému motoru, ktorý je tiež v našom byte).
(na obrázku nižšie je generátor zobrazený vľavo a trojfázový motor vpravo; bod G je "neutrál").

Pri záťaži (na motore) sú všetky tri fázové vodiče tiež pripojené k jednému bodu (iba nie priamo, aby nedošlo ku skratu, ale cez nejaké veľké odpory) a získa sa ešte jeden taký "ako neutrálny" ( bod M na obrázku).
Teraz spojme štvrtý vodič (ide „neutrál“; bod G na obrázku) s týmto druhým „ako neutrálnym“ (bod M na obrázku) a dostaneme takzvaný „neutrálny vodič“ (ide z bodu G do bodu M).

Na čo je tento "neutrálny" drôt?
Bolo by možné, ako predtým, neobťažovať sa a jednoducho pripojiť jednu z fáz na jeden kolík zástrčky kanvice a druhý kolík zástrčky kanvice pripojiť k zemi, ako sme to urobili predtým, a kanvica by fungovala dobre.
Vo všeobecnosti, ako to chápem, to tak urobili v starých sovietskych domoch: z rozvodne vstupujú do domu iba dva drôty - fázový drôt a uzemňovací drôt.

V nových domoch (nové budovy) už do bytov vstupujú tri drôty: fáza, zem a táto „nula“. Toto je pokročilejšia možnosť. Toto je európsky štandard.
A je správne pripojiť fázu s nulou a nechať zem na pokoji, pričom jej dáva iba úlohu ochrany pred úrazom elektrickým prúdom (toto je význam slova „uzemnenie“ a nemalo by to mať nič spoločné so spotrebou prúdu v výstup).
Pretože ak sa tiež nechá všetko tiecť k zemi, potom sa samotné uzemnenie stane nebezpečným – ukáže sa to absurdné, celý zmysel uzemnenia sa obráti naruby.

Teraz trocha matematiky, pre tých, ktorí to vedia počítať a pre tých, ktorí ešte nie sú unavení: skúsme vypočítať napätie medzi fázou a „neutrálom“ (rovnako ako medzi fázou a „nulou“).
(tu je ďalší odkaz s výpočtami, ak by sa tým chcel niekto zmiasť)
Nech je amplitúda napätia medzi každou fázou a "neutrálom" rovná U (samotné napätie je premenlivé a skáče pozdĺž sínusu z mínus amplitúdy na plus amplitúdu).
Potom je napätie medzi dvoma fázami:
U sin(a) - U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
To znamená, že napätie medzi dvoma fázami je √3 ("druhá odmocnina z troch") krát napätie medzi fázou a "neutrálom".
Keďže náš trojfázový prúd v rozvodni má medzi fázami napätie 380 voltov, napätie medzi fázou a nulou je 220 voltov.
Na to je potrebná „nula“ - aby bolo vždy, za akýchkoľvek podmienok, pri akomkoľvek zaťažení v sieti, napätie 220 voltov - nič viac, nič menej. Je vždy konštantná, vždy 220 voltov a môžete si byť istí, že pokiaľ je všetka elektrika v dome správne zapojená, nič nespálite.
Ak by tam nulový vodič nebol, tak pri inom zaťažení každej z fáz by vznikla takzvaná „fázová nerovnováha“ a niekto by mohol v byte niečo spáliť (možno aj v doslovnom zmysle slova, čo by spôsobilo tzv. oheň). Napríklad izolácia vedenia by sa mohla jednoducho vznietiť, ak nie je ohňovzdorná.

Doteraz sme pre zjednodušenie zvažovali prípad pomyselného trojfázového generátora stojaceho priamo v byte.
Keďže vzdialenosť od bytu k nádvorí je malá a nemôžete ušetriť na drôtoch, je možné (a rovnako pohodlné) preniesť tento imaginárny trojfázový generátor z bytu do rozvodne.
Mentálne prenesené.
Teraz sa poďme zaoberať pomyselným generátorom. Je jasné, že skutočný generátor nie je v rozvodni, ale niekde ďaleko, v HydroElectroStation, za mestom. Môžeme v rozvodni, ktorá má tri prichádzajúce fázové vodiče z elektrického vedenia, ich nejako spojiť, aby všetko dopadlo rovnako, ako keby generátor stál priamo v tejto rozvodni? Môžeme a tu je návod.
Vo dvorovej rozvodni je trojfázové napätie prichádzajúce z elektrického vedenia znížené takzvaným "trojfázovým" transformátorom na 380 voltov na fázu.
Trojfázový transformátor sú v najjednoduchšom prípade len tri z najbežnejších transformátorov: jeden pre každú fázu

V skutočnosti sa jeho dizajn mierne zlepšil, ale princíp činnosti zostal rovnaký:

Sú malé a nie príliš silné, ale sú veľké a silné:

Prichádzajúce fázové vodiče z elektrického vedenia teda nie sú priamo spojené a privedené do domu, ale idú do tohto obrovského trojfázového transformátora (každá fáza do vlastnej cievky), z ktorého sa „bezkontaktným“ spôsobom prostredníctvom elektromagnetickej indukcie prenášajú elektrinu do troch výstupných cievok, z ktorých ide cez vodiče do obytnej budovy.
Pretože na výstupe trojfázového transformátora sú rovnaké tri fázy, ktoré vyšli z trojfázového generátora v elektrárni, tu možno rovnakým spôsobom jeden koniec (podmienečne „vľavo“) týchto troch výstupov cievky transformátora byť navzájom spojené, aby sa "neutrálny "V rozvodni. A z neutrálu - priveďte štvrtý "neutrálny vodič" do obytnej budovy spolu s tromi fázovými vodičmi (pochádzajúcich z podmienene "pravých" koncov týchto troch výstupných cievok transformátora). A pridajte piaty drôt - "zem".

Výsledkom je, že z rozvodne vychádzajú tri „fázy“, „nula“ a „zem“ (celkom päť vodičov) a potom sú distribuované do každého vchodu (napríklad môžete distribuovať jednu fázu do každého vchod - ukázalo sa, že do každého vchodu prichádzajú tri vodiče: jedna fáza, nula a uzemnenie), ku každému pristátiu, k elektrickým rozvodným panelom (kde sú merače).

Takže z rozvodne vychádzajú všetky tri vodiče: "fáza", "nula" (niekedy sa "nula" nazýva aj "neutrálny") a "zem".
"fáza" je ktorákoľvek z fáz trojfázového prúdu (už znížená na 380 voltov medzi fázami v rozvodni; medzi fázou a nulou vyjde presne 220 voltov).
"nula" je drôt z "neutrálu" v rozvodni.
"zem" je jednoducho drôt z dobrej, správnej, kompetentnej zeme (napríklad prispájkovaný k dlhému potrubiu s veľmi nízkym odporom zarazeným hlboko do zeme v blízkosti rozvodne).

Vo vnútri vchodu je fázový vodič rozdelený do všetkých bytov podľa schémy paralelného pripojenia (to isté sa robí s neutrálnym vodičom a uzemňovacím vodičom).
Podľa toho sa prúd rozdelí medzi byty podľa pravidla paralelného prúdu: napätie pôjde do každého bytu rovnako a sila prúdu bude tým väčšia, čím väčšia bude pripojená záťaž v každom byte.
To znamená, že prúd pôjde do každého bytu "každému podľa jeho potrieb" (a prejde cez merač bytu, ktorý to všetko vypočíta).

Čo sa môže stať, ak v zimný večer každý zapne ohrievače?
Spotreba energie sa prudko zvýši, prúd vo vodičoch elektrického vedenia môže prekročiť povolené vypočítané limity a jeden z vodičov môže vyhorieť (drôt sa zahrieva, čím väčší je jeho odpor a tým väčší je prúd prúdi v nej, a zápasí s týmto odporom), alebo jednoducho vyhorí samotná rozvodňa (nie tá na dvore domu, ale jedna z Hlavných rozvodní mesta, ktorá môže nechať stovky domov bez elektriny, časť mesta môže sedieť bez elektriny niekoľko dní a bez schopnosti variť si jedlo pre seba).

Ak má niekto ešte otázku: prečo ťahať všetky tri drôty do domu, ak sa dajú ťahať iba dva - fáza a nula alebo fáza a zem?

Nemožno vytiahnuť iba fázu a zem (vo všeobecnom prípade).
Vyššie sme uvažovali, že napätie medzi fázou a nulou je vždy 220 voltov.
Ale to, čomu sa rovná napätie medzi fázou a zemou, nie je fakt.
Ak by bola záťaž na všetkých troch fázach vždy rovnaká (pozri obvod "hviezda", keď som to vysvetľoval vyššie), potom by napätie medzi fázou a zemou bolo vždy 220 voltov (len taká náhoda).
Ak je na jednej z fáz zaťaženie výrazne väčšie ako zaťaženie ostatných fáz (povedzme, že niekto zapne superzvárací stroj), dôjde k „fázovej nerovnováhe“ a na mierne zaťažených fázach napätie vzhľadom na zem môže vyskočiť až 380 voltov.
Prirodzene, zariadenie (bez "poistiek") v tomto prípade horí a nechránené drôty sa môžu tiež vznietiť, čo môže viesť k požiaru v byte.
Presne rovnaká fázová nerovnováha nastane, ak sa preruší „nulový“ vodič, alebo dokonca jednoducho vyhorí v rozvodni, ak cez neutrálny vodič preteká príliš veľa prúdu (čím väčšia je „fázová nerovnováha“, tým silnejší prúd preteká nulou drôt).
Preto sa v domácej sieti musí použiť nula a nula sa nedá nahradiť zemou.
Pamätám si, keď môj otec robil elektroinštaláciu vo svojom byte v novej budove v Moskve a uvidel uzemňovací vodič, ktorý poznal zo sovietskej mládeže, a potom uvidel nulový vodič, ktorý je mu neznámy, bez rozmýšľania jednoducho odhryzol nulový drôt s nožnicami na drôt, ktorý hovorí, že "nie je potrebný"...

Prečo potom v dome potrebujeme uzemňovací vodič?

Aby „uzemnili“ skrinky elektrospotrebičov (počítače, varné kanvice, práčky a umývačky riadu), aby pri dotyku nevydávali prúd.

Spotrebiče sa tiež niekedy pokazia.

Čo sa stane, ak fázový vodič niekde vo vnútri zariadenia spadne a spadne na telo zariadenia?

Ak ste skriňu zariadenia uzemnili vopred, dôjde k „zvodovému prúdu“ (vyskytne sa skrat medzi fázou a zemou, v dôsledku čoho klesne prúd v hlavnom vodiči fázy nula, pretože takmer všetky elektrina sa bude rútiť po dráhe menšieho odporu - pozdĺž vytvoreného skratu medzi fázou a zemou ).

Tento zvodový prúd si okamžite všimne buď „stroj“ stojaci v štíte, alebo „Zostatkové vypínacie zariadenie“ (RCD), tiež stojace v štíte, a okamžite otvorí obvod.

Prečo bežný "stroj" nestačí a prečo je presne nainštalovaný RCD? Pretože "automatický" a RCD majú odlišný princíp činnosti (a tiež "automatický" funguje oveľa neskôr ako RCD).

RCD monitoruje prúd vstupujúci do bytu (fáza) a prúd opúšťajúci byt (nula) a ak tieto prúdy nie sú rovnaké, okruh otvorí (zatiaľ čo „stroj“ meria iba prúd vo fáze, a okruh otvorí ak prúd vo fáze prekročí povolenú hranicu).
Princíp činnosti RCD je veľmi jednoduchý a logický: ak sa prichádzajúci prúd nerovná výstupnému prúdu, znamená to, že niekde „tečie“: niekde má fáza nejaký kontakt so zemou, ktorá podľa k pravidlám, by nemalo byť.
RCD meria rozdiel medzi fázovým prúdom a nulovým prúdom. Ak tento rozdiel presiahne niekoľko desiatok miliampérov, potom sa RCD okamžite vypne a vypne elektrinu v byte, aby sa nikto nezranil dotykom rozbitého zariadenia.
Ak by v štíte nebol prúdový chránič a vyššie uvedený fázový vodič vo vnútri skrine, povedzme, počítača by spadol a priblížil by sa k uzemnenej počítačovej skrini a ležal by tak bez povšimnutia a potom, po niekoľkých dní, človek stál nablízku a telefonoval, pričom sa jednou rukou opieral o skrinku počítača a druhou rukou povedzme o vykurovaciu batériu (čo je tiež vlastne jedna obrovská zem, keďže dĺžka vykurovania sieť je obrovská), potom hádajte, čo by sa s touto osobou stalo.
A ak by napríklad RCD stál, ale skrinka počítača nebola uzemnená, potom by RCD fungovalo len vtedy, keď sa človek dotkne skrinky a batérie. Ale prinajmenšom by to v každom prípade okamžite fungovalo, na rozdiel od „automatického stroja“, ktorý by fungoval až po určitom čase, aj keď malý, ale nie okamžite, ako RCD, a dovtedy by človek už mohol byť "vyprážaný". Zdá sa, že potom nie je možné uzemniť skrinky elektrických spotrebičov - v každom prípade bude RCD „okamžite“ fungovať a otvorí okruh. Ale chce niekto pokúšať osud na tému, či RCD bude mať dostatok času na "okamžitú" prácu a vypnutie prúdu, kým tento prúd nespôsobí vážne poškodenie tela?
Takže je potrebná "zem" a musí byť nainštalovaný RCD.

Preto sú potrebné všetky tri drôty: "fáza", "nula" a "zem".

V byte je pre každú zásuvku vhodná trojica drôtov "fáza", "nula", "zem".
Napríklad tri z týchto drôtov vychádzajú zo štítu na pristátí (spolu s nimi je tu aj telefón, krútená dvojlinka pre internet - to všetko sa nazýva "nízkoprúd", pretože tam tečú malé prúdy, neškodné) a choďte do bytu.
V byte na stene (v moderných bytoch) je vnútorný bytový štít.
Tam sú tieto tri drôty rozdelené a každý „prístupový bod“ k elektrine má svoj vlastný samostatný „stroj“, podpísaný: „kuchyňa“, „predsieň“, „izba“, „práčka“ atď.
(na obrázku nižšie: navrchu je „spoločný“ stroj; za ním sú podpísané „individuálne“ stroje; zelený vodič - zem, modrý - nula, hnedý - fáza: toto je štandard pre farebné označenie vodičov)

Z každého takéhoto „samostatného“ stroja už ide do „prístupového bodu“ jeho vlastný, samostatný, trojitý vodič: trojitý vodič do sporáka, trojitý vodič do umývačky riadu, jeden trojitý vodič do všetkých zásuviek v predsieni, trojica drôtov na osvetlenie atď.

Teraz je najpopulárnejšie kombinovať "hlavný" stroj a RCD v jednom zariadení (na obrázku nižšie je znázornené vľavo). Elektromer je umiestnený medzi „hlavným“ všeobecným strojom (ktorý má tiež zabudovaný RCD) a ostatnými „oddelenými“ strojmi (modrá - nula, hnedá - fáza, zelená - zem: toto je štandard farby drôtu) :

Zdá sa, že zatiaľ je to na túto tému.

Elektrickú energiu, ktorú používame, vyrábajú alternátory v elektrárňach. Roztáča ich energia spáleného paliva (uhlie, plyn) v tepelných elektrárňach, padajúca voda vo vodných elektrárňach alebo jadrový rozpad v jadrových elektrárňach. Elektrina sa k nám dostáva cez stovky kilometrov elektrického vedenia, ktoré prechádza transformáciou z jednej hodnoty napätia na druhú. Z trafostanice prichádza do rozvádzačov vchodov a následne do bytu. Alebo distribuované pozdĺž línie medzi súkromnými domami mesta alebo dediny.

Poďme zistiť, odkiaľ pochádzajú pojmy „fáza“, „nula“ a „zem“. Výstupný prvok rozvodne — zostupný transformátor, z jeho nízkonapäťových vinutí sa spotrebiteľovi dodáva energia. Vinutia sú vo vnútri transformátora zapojené do hviezdy, ktorej spoločný bod ( neutrálny) je uzemnená na trafostanici. K spotrebiteľovi ide samostatným vodičom. Do nej idú aj vodiče troch vodičov druhých koncov vinutia. Tieto tri vodiče sa nazývajú „ fázy» (L1, L2, L3) a spoločný vodič je nula(PEN).

Keďže neutrálny vodič je uzemnený, takýto systém sa nazýva „ uzemnený neutrálny systém". Vodič PEN je tzv kombinovaný neutrálny vodič. Pred uverejnením 7. vydania PUE sa nula v tejto forme dostala k spotrebiteľovi, čo spôsobilo nepríjemnosti pri uzemňovaní puzdier elektrických zariadení. Aby to bolo možné urobiť, boli spojené s nulou a toto sa nazývalo nulovanie. Ale pracovný prúd tiež prechádzal nulou a jeho potenciál nebol vždy rovný nule, čo vytváralo riziko úrazu elektrickým prúdom.

Teraz z novo sprevádzkovaných transformátorových staníc vychádzajú dva neutrálne vodiče: nulový pracovník(N) a nulová ochrana(RE). Ich funkcie sú oddelené: záťažový prúd preteká cez pracovný a ochranný spája vodivé časti, ktoré sa majú uzemniť, so zemnou slučkou rozvodne. Na elektrických vedeniach, ktoré z neho vychádzajú, je nulový ochranný vodič dodatočne pripojený k obvodu opätovného uzemnenia podpier obsahujúcich prvky prepäťovej ochrany. Pri vstupe do domu je pripojený k zemnej slučke.

Zaťažte napätie a prúd v systéme s pevne uzemneným neutrálom

Napätie medzi fázami trojfázového systému sa nazýva lineárne a medzi fázou a pracovnou nulou - fáza. Menovité fázové napätia sú 220 V a lineárne napätia 380 V. Cez podlahové štíty bytového domu prechádzajú drôty alebo káble obsahujúce všetky tri fázy, pracovnú a ochrannú nulu. Vo vidieckych oblastiach sa rozchádzajú po celej dedine pomocou samonosného izolovaného drôtu (SIP). Ak linka obsahuje štyri hliníkové drôty na izolátoroch, potom sa použijú tri fázy a PEN. Rozdelenie na N a PE sa v tomto prípade vykonáva pre každý dom samostatne v úvodnom paneli.

Na každého spotrebiteľa v byte prichádza jedna fáza, pracovná a ochranná nula. Spotrebitelia domu sú rovnomerne rozmiestnení vo fázach, takže zaťaženie je rovnaké. V praxi to však nefunguje: nie je možné predpovedať, koľko energie spotrebuje každý účastník. Keďže záťažové prúdy v rôznych fázach transformátora nie sú rovnaké, dochádza k javu nazývanému „ neutrálny posun". Medzi "uzemnením" a nulovým vodičom má spotrebiteľ potenciálny rozdiel. Zvyšuje sa, ak je prierez vodiča nedostatočný alebo sa jeho kontakt s neutrálnou svorkou transformátora zhoršuje. Pri prerušení komunikácie s neutrálom dôjde k nehode: v najviac zaťažených fázach má napätie tendenciu k nule. Vo fázach bez zaťaženia sa napätie blíži k 380 V a všetky zariadenia zlyhajú.

V prípade, že sa vodič PEN dostane do takejto situácie, sú pod napätím všetky vynulované puzdrá štítov a elektrických spotrebičov. Dotýkať sa ich je životu nebezpečné. Oddelenie funkcie ochranného a pracovného vodiča zabráni v takejto situácii úrazu elektrickým prúdom.

Ako rozpoznať fázové a ochranné vodiče

Fázové vodiče nesú potenciál vzhľadom na zem rovný 220 V (fázové napätie). Dotýkať sa ich je životu nebezpečné. Ale to je základ pre ich uznanie. Na to slúži zariadenie tzv jednopólový indikátor napätia alebo indikátor. V jeho vnútri je žiarovka a rezistor zapojené do série. Keď sa indikátorom dotknete "fázy", prúd preteká cez ňu a ľudské telo do zeme. Žiarovka svieti. Odpor rezistora a prah zapaľovania žiarovky sú zvolené tak, aby prúd presahoval citlivosť ľudského tela a necítili ho.

Fázové vodiče spoznáte podľa farieb, používa sa na ne čierna, sivá, hnedá, biela či červená. Najťažšia vec je so starými elektrickými panelmi: majú vodiče rovnakej farby. Ale "fáza" pomocou indikátora sa dá vždy určiť bez chýb.

Nulový pracovný vodič sa tiež nazýva neutrálny. Väčšina domácich spotrebičov je napájaná zo siete AC 220 V. Aby bolo možné na ne použiť toto napätie, používa sa jeden fázový vodič a druhý je nulový. Fáza má potenciál 220 V a neutrálny vodič má potenciál 0 vzhľadom na napájanie a fázový vodič.

Nula je označená ako N a jej izolácia musí byť modrá alebo modro-biela v súlade s. Často sú funkcie nulového pracovného drôtu a ochranného drôtu kombinované (pre). Takýto spojovací vodič je označený ako PEN a má žltozelenú izoláciu s modrými značkami (štítkami) na koncoch. Podobné farebné kódy sa používajú v Európe. V USA môže byť neutrálny vodič biely alebo sivý.

V rôznych sieťach možno použiť rôzne neutrály (izolované, pevne uzemnené, účinne uzemnené). Výber jednej alebo druhej možnosti je určený funkčným účelom siete.

V súčasnosti majú takmer všetky obytné budovy v Rusku uzemňovacie systémy s pevne uzemneným neutrálom. V tomto prípade sa elektrina dodáva z trojfázových generátorov v 3 fázach s potenciálom a štvrtý vodič pochádza z generátora - neutrál (pracovná nula). Tri fázy na konci vedenia sú zapojené do hviezdy: týmto spôsobom sa získa koniec neutrálu, ktorý je pripojený k neutrálu napájacieho generátora. Drôt spájajúci tieto dva neutrály sa nazýva pracovný neutrálny vodič siete.

V prípade symetrického zaťaženia všetkých fáz neexistuje žiadna pracovná nula. Ak je zaťaženie nerovnomerne rozložené, potom pozdĺž nulového pracovného vodiča prúdi nerovnováha. Použitie takejto schémy vám umožňuje dosiahnuť samoreguláciu všetkých troch fáz, pričom sa navzájom takmer rovnajú.

Na zvýšenie bezpečnosti je na konci vedenia pracovná nula a často sa používa dodatočné uzemnenie: na začiatku vedenia a na jeho rôznych bodoch. V domoch je nulový pracovný vodič pripojený k rozvádzaču, z ktorého už jednotlivé neutrálne vodiče odchádzajú k priamym spotrebiteľom elektriny (napríklad do bytov).

Okrem sietí s pevne uzemneným neutrálom sa používajú aj s izolovaným neutrálom. V takýchto sieťach neexistuje nulový pracovný drôt. Namiesto toho, ak je to potrebné, možno použiť neutrálny uzemnený vodič.

Pri použití trojfázového elektrického vedenia v budove nesmie byť prierez nulového pracovného vodiča menší ako prierez fázových vodičov, pričom u fázových vodičov do 25 mm2 (hliník). Ak je prierez fázových vodičov väčší ako 25 mm2, potom plocha prierezu pracovnej nuly musí byť aspoň 50% ich prierezu. Ak sieť používa uzemňovaciu pracovnú nulu, potom pri pripájaní vodiča k hlavnej uzemňovacej zbernici musí byť prítomná identifikačná značka "zem".

Aj keď sú ochranné a pracovné nuly pripojené na rozvádzači, ich ďalšia kombinácia u spotrebiteľov nie je povolená. To znamená, že ďalej pozdĺž bytov sú spustené dva samostatné vodiče PE a N. Nedajú sa pripojiť, pretože keď je fáza uzavretá na nulový pracovný vodič, a všetky zariadenia pripojené na ochranný vodič PE (v prípade kombinácie PE a N) bude pod fázovým napätím, v dôsledku čoho je vysoká pravdepodobnosť úrazu elektrickým prúdom u osoby.