Отгоранія нуля в трифазній мережі сучасні проблеми електромереж, електрика в будинку

Причини отгоранія нуля в трифазній мережі

Отгоранія нуля в однофазної мережі, тобто в межах одного будинку або квартири не принесе шкоди побутової техніки. В цьому випадку пропаде напруга мережі 220 В, а фазний провід залишиться під потенціалом. В іншому варіанті, коли відбудеться отгоранія нуля в трифазній мережі, може не витримати побутова техніка підвищеної напруги.

Захист від отгоранія нуля в квартирі

При отгоранія нуля в трифазній мережі, напруга в квартирі може досягти 380 В. Такого напруження, не витримає жоден побутовий прилад. Як відомо до електрощита на майданчику вашого поверху підведений чотирьох жильний трифазний кабель.

Три фази, якого розподіляються по квартирах рівномірно, а нульовий провід (перетин його в 2 рази менше фазного) є загальним для всіх квартир. Якщо отгоріт нуль у вашій квартирі, тоді просто пропаде напруга. Але якщо отгорает загальний нуль з кабелю на електрощиті в під'їзді, тоді вся ваша техніка виявиться під загрозою підвищеної напруги.

Підвищена напруга спадає через яку-небудь навантаження (бойлер, електроплита, електричний чайник) від вашого сусіда, що має іншу фазу, ніж ваша. Фаза сусіда - включений чайник - нульовий провід. Тобто фаза через ваш нульовий провід виявиться на вашому нулі. Ця напруга може досягти 380 В (в залежності від навантаження сусіда).

Особливості нульового проводу трифазної мережі

У промисловості електромережу може збиратися за схемою "трикутник" або "зірка". Для потреб населення використовується мережу за схемою "зірка" з нульовим провідником. Як відомо три фази трифазної мережі зрушені відносно один одного на 120. У нульовому провіднику струми, зрушені на 120, взаємно компенсуються.

Схема з'єднань навантажень зірка

При однаковому навантаженні в кожній фазі, загальний струм нульового проводу буде дорівнює нулю. Це в ідеалі. Насправді навантаження кожної фази різні, адже всі споживачі навантажень в багатоквартирному будинку включаються не погоджено, в різний час і різною потужністю.

Тому струми в трифазній мережі в нульовому проводі будуть відрізнятися від нуля. Але все одно для мережі 50 Гц струм в нульовому проводі буде нижче, ніж струми в фазних проводах. Тому для трифазних мереж 50 Гц перетин нульового дроти береться в 2 рази нижче фазного. Такі особливості мережі можна віднести до минулим рокам.

Перекіс фаз в трифазній мережі, струм нульового дроту не дорівнює нулю

Що ж змінилося в сучасній електромережі? З появою техніки на імпульсних джерелах живлення, в мережі крім частоти 50 Гц стали присутнім і вищі гармоніки. Якщо раніше до мережі підключалася тільки лінійне навантаження (тени, двигуни, лампи розжарювання), то зараз ще додалися і нелінійні навантаження з імпульсним характером харчування.

Всі імпульсні джерела мають діодні мости з конденсаторами, які періодично змінюють свій опір (включаючись і відключаючись), з частотою імпульсного генератора. Таким чином, при роботі імпульсного джерела з'являються короткі імпульси в мережі. Присутність цих коротких імпульсів викликає ряд негативних наслідків.

Перегрів нульового проводу

Поява коротких імпульсів в мережі з нелінійними навантаженнями призводить до появи великих струмів нульового проводу в 1,5 рази перевищують фазні струми. Перетин ж нульового проводу залишається нижче фазного і відсутня будь-яка захист нульового провідника.

Все це призводить до перевантаження нульового проводу і його перегріву. Імовірність отгоранія нуля значно збільшується. Як наслідок, під впливом струмів імпульсного характеру змінюється форма синусоїди напруги, вона стає "плоскою".

Робота електродвигунів і трансформаторів в мережах з перекрученою формою синусоїди

Виникаючі гармоніки в мережах з нелінійним навантаженням негативно діють на роботу трансформаторів, викликаючи чималі втрати. Збільшення втрат в трансформаторі супроводжує його перегріву, збільшення споживання електроенергії і виходу його з ладу.

Спотворена форма синусоїди мережі

Перегрів трансформатора виключає можливість його використання на максимальній потужності, зменшується час роботи в кілька разів. Імпульсні перешкоди в електромережах значно зменшують термін служби побутових приладів через їх перегріву і швидкого старіння ізоляції.

У електродвигунах імпульсний характер мереж викликає додаткове подмагничивание стали, її перегріву, передчасного зносу і погіршення характеристик електродвигуна. Гармоніки в мережах можуть викликати спрацьовування автоматичних вимикачів через додаткового нагріву його елементів.

Такі імпульсні перешкоди виникають в разі близького розташування живильних мереж стільникового зв'язку. Іноді можна зустріти підключення кабелів стільникового зв'язку до електромереж житлових будинків. В результаті страждають мешканці від частого отгоранія нуля, виходу з ладу побутової техніки та швидкого зносу електропроводки.

Визначити імпульсний характер струмів звичайними струмовимірювальні кліщі не вийде, так як вони розраховані на мережу 50 Гц і струми гармонік не бачать. Для цієї мети можна використовувати вимірювальні прилади мають функцію True RMS, які розраховані на великий частотний діапазон.

Як зробити захист від отгоранія нуля? Для захисту потрібно встановити реле напруги в квартирний щиток, на нульові провідники поставити автомати. Кращим рішенням для захисту своєї мережі від отгоранія нуля і імпульсних перешкод буде використання інверторного стабілізатора. який на виході дасть ідеальну синусоїду з частотою 50 Гц з мінімальними спотвореннями.

Теж цікаві статті

Змінний струм і постійний струм: відміну