Зачем нужен ноль, если можно получить те же 220 от фазы и земли
В квартирный щиток приходит три провода — фаза, нейтраль и заземление, причём 220В можно получить не только от фазного и нулевого провода, но и между фазой и заземлением. В таком случае, зачем нужен ноль? Может быть, выполнить электропроводку из двух проводов, а функцию нейтрали «доверить» контуру заземления?
Откуда берется ноль в электросети
Для того чтобы понять, зачем нужен ноль в 3-х фазной сети, следует разобраться, откуда он берётся. Как правило, электростанции находятся на значительном расстоянии от потребителей и для передачи электроэнергии по ЛЭП используется высокое напряжение.
Поэтому питание жилых домов осуществляется при помощи понижающих трёхфазных трансформаторов, имеющих три вторичные обмотки.
У каждой из катушек есть начало и конец и они могут быть соединяться между собой тремя способами:
- Звездой (Y). При этом концы обмоток соединены вместе, а к началам подключаются линейные провода.
- Звездой с заземлённым нулем (Y0). Такая схема называется TN или система с глухозаземлённой нейтралью и именно она используется для электроснабжения большинства промышленных и всех жилых объектов.
- Треугольником (Δ). В этой схеме конец одной обмотки соединён с началом следующей, и линейные провода присоединены к углам получившегося треугольника. Нейтраль в такой системе электропитания отсутствует.
Условно трёхфазный трансформатор можно представит в виде трёх однофазных. Первоначально трёхфазная система электроснабжения состояла именно из трёх отдельных аппаратов и шести проводов, позже Доливо-Добровольский предложил соединить концы обмоток и вместо трёх нулевых проводов использовать один.
Современные вторичные обмотки понижающих трансформаторов имеют общую клемму, которая является средней точкой звезды. Это нейтраль, а провод, отходящий от неё, является нулевым проводником.
Откуда течёт ток и куда он утекает
Для протекания электрического тока необходима замкнутая цепь, поэтому в однофазной сети к электроприборам подходят фазный и нулевой провод и ток идет от линейного выхода трансформатора по фазному проводнику через нагрузку и возвращается по нейтрали к средней точке звезды.
В системах TN нейтраль питающего трансформатора подключена к контуру заземления на подстанции и от неё (нейтрали) отходит нулевой провод.
Первоначально эти схемы не предусматривали отдельного заземления, они выполнялись по четырёхпроводной схеме и назывались TN-C. В более современных схемах TN-S этих проводников два — рабочая нейтраль N и защитное заземление PE.
С точки зрения электротехники они являются равнозначными, но у них различное назначение, поэтому они разного сечения и имеют различные схемы подключения.
В жилых домах может использоваться так же система TN-C-S. В такой схеме к зданию подходит совмещённый нулевой провод PEN, выполняющий функции обоих проводов одновременно, а во вводном щитке он разделяется на нейтраль и заземление.
Зачем нужен ноль
Электромонтёры, изучавшие основы электротехники, знают, что такое фаза и ноль и чем отличаются линейные проводники, нулевой и заземление. В проводах, подходящих к дому, потенциал относительно заземления равен выходному напряжению трансформатора — 220В на линейных контактах и 0 на нейтрали независимо от распределения нагрузки по фазам.
При одинаковой мощности потребителей ток в разных фазах одинаковый и, благодаря сдвигу на 120° компенсирует друг друга и ток в нейтрали отсутствует. Поэтому к обмоткам трёхфазных электродвигателей ноль не подключается.
При неодинаковой нагрузке в разных фазах по нулевому проводу протекает уравнительный ток, поэтому при обрыве нейтрали или её отсутствии напряжение в розетках может колебаться в диапазоне 0-380 В и главное, зачем нужен ноль, это обеспечение стабильного напряжения в сети.
При подключении несимметричной нагрузки по схеме звезды обязательно должен быть подключен нулевой провод. Он нужен для протекания уравнительных токов и выравнивания напряжения по фазам.
Почему наличие нулевого провода обязательно? Если к фазному напряжению (220 Вольт) подключается несимметричная нагрузка, без нулевого провода происходит так называемый «перекос фаз», из-за которого техника может оказаться подключенной к произвольному напряжению, диапазон которого может колебаться от нуля до линейного значения (380 Вольт).
Думаю не нужно рассказывать, что будет с холодильником или телевизором, если их подключить к напряжению 380 Вольт. Повышенное напряжение является частой причиной выхода из строя электронной техники.
Каким образом нулевой (уравнительный) провод уменьшает несимметричное распределения напряжения?
Рассмотрим две схемы подключения – треугольник и звезду. При подключении треугольником каждый потребитель подключается на линейное напряжение. Оно не будет меняться не зависимо от того симметричной будет нагрузка или нет.
При подключении звездой, напряжение на нагрузке будет отличаться от линейного. Ток на каждой нагрузке равен соответствующему линейному току.
По схеме соединения «треугольник» напряжение у потребителя будет равно линейному. Его значение не будет меняться при несимметричной нагрузке.
Если подключить потребителей по схеме «звезды», напряжение на каждой нагрузке будет отличаться от линейного. Токи при этом будут равны линейному току соответствующей фазы.
Если менять нагрузку в фазах (по схеме «звезды») токи в фазах будут распределяться, в связи с этим также будет соответствующее перераспределение напряжений на нагрузке.
При изменениях нагрузок токи автоматически перераспределяются, причем сумма их (получающаяся в общей точке нагрузок) всегда обращается в нуль.
Одновременно происходит соответственное перераспределение напряжений между неравными нагрузками. Устранить этот недостаток можно с помощью нулевого проводника, который поддерживает постоянное напряжение у потребителя при неравномерной нагрузке.
То, зачем нужен ноль в электричестве, отличается от назначения земли. Нейтраль используется для протекания по нему уравнительного тока и в аварийных ситуациях на нейтральной клемме может появиться высокое напряжение, поэтому нулевой проводник в однофазной сети подключается к оборудованию через двухполюсный автомат или разъединитель.
Согласно ПУЭ п.6.6.28 эти провода должны отключаться одновременно, поэтому использовать для этой цели два однополюсных устройства запрещено.
Основная функция заземления это защита от поражения электричеством. Поэтому в ПУЭ п.1.7.145 указано, что заземление должно подключаться к электроприборам без каких-либо автоматов и разъединителей, за исключением заземляющей клеммы в штепсельных разъёмах.
Что будет если подключить «землю» вместо ноля
Оба варианта подключения обеспечат стандартную величину напряжения в розетке. Однако использование заземления вместо нейтрали приведёт к ускоренному выходу контура из строя и другим нежелательным последствиям.
Выбивает УЗО
Сразу после подключения вместо нейтрали заземления на участке проводки, находящемся после дифзащиты или соединения этих проводников между собой и включения одного из электроприборов произойдёт срабатывание УЗО.
Это связано с принципом работы таких аппаратов — сравнении силы тока в фазном и нулевом проводниках. В обычной ситуации они равны, но при появлении тока утечки равенство нарушается, что приводит к аварийному отключению.
При использовании земли вместо ноля или соединении этих клемм через неё начинает протекать ток, что уменьшает его силу в нейтрали, проходящей через УЗО. Это явление аналогично повреждению изоляции и появлению тока утечки.
Для предотвращения этого явления такое подключение следует производить выше дифреле, однако это не поможет предотвратить другие негативные последствия.
Опасность поражения электрическим током
При протекании электрического напряжения по контуру заземления ток идёт через землю. Данная ситуация аналогична падению провода на поверхность земли, при котором на поверхности появляется шаговое напряжение.
Это может привести к травмированию людей проходящих над местом установки заземлителей. Поэтому такие конструкции должны находиться в местах, в которых прохождение людей маловероятно, например, под клумбой с цветами.
Кроме того, при одновременном заземлении корпусов электроприборов и использовании земли вместо ноля при обрыве в цепи заземления или неисправности контура металлические части аппаратов окажутся под напряжением через включённые или подключенные к розеткам устройства.
Преждевременный выход из строя контура заземления
При использовании контура в штатном режиме ток по нему проходит очень редко и кратковременно, до срабатывания защиты. Однако в случае подключения земли вместо нейтрали по заземлителям начинает протекать электрический ток и из-за нахождения конструкции во влажной почве начинаются процессы электрокоррозии.
Это приводит к появлению ржавчины и полному разрушению отдельных элементов.
Ситуацию не спасает даже замена конструкции из углеродистой стали на нержавеющую. Элементы из нержавейки при электрокоррозии разрушаются как простое железо.
| Важно! При использовании контура заземления вместо нейтрали в однофазной сети его разрушение приведёт к отсутствию питания в розетках, а в трёхфазной сети к колебаниям напряжения аналогично ситуации обрыва нейтрали. |
Штраф от энергокомпании
Существует мнение, что подключение земли вместо нейтрали уменьшает показания электросчётчика. На самом деле прибор учёта постоянно измеряет два параметра — напряжение в сети между фазой и нолём и ток в фазном проводе, поэтому такая замена, произведённая после счётчика не влияет на его показания.
Для остановки электросчётчика необходимо не только подключить ноль к земле, но и отключить его от счётчика, как в подходящем, так и в отходящем кабелях.
Даже если выполнить эту операцию в труднодоступном месте отсутствие показаний и оплаты приведёт к появлению инспектора электрокомпании и наложению штрафа за хищение электроэнергии.
Вывод
Как видно из материалов статьи, ответ на вопрос, зачем нужен ноль достаточно простой – для уменьшить перекос фазного напряжения при неравномерной нагрузке, а также для безопасного и надёжного получения в розетке 220В.
Все способы получать питание от фазного провода и земли являются ненадёжными и опасными, они могут привести к срабатыванию дифзащиты, поражению электрическим током и преждевременному выходу из строя контура заземления.
Что такое фаза и ноль в электрике
К такому явлению как электричество уже давно все привыкли. Многие термины мы употребляем в обиходе, обладая лишь поверхностным пониманием. Между тем, путь пройденный электричеством от электростанции до вашей розетки непрост.
Существует множество факторов, влияющих на бесперебойную подачу электроэнергии к конечному потребителю. Все нюансы рассматривать в данной статье не будем, ограничимся лишь такими терминами как “ФАЗА” и “НОЛЬ”.
Итак, для чего нужны фаза и ноль в электрике, и что это вообще такое. Для более полного понимания вернемся опять к электростанции. Берем в качестве примера некую электростанцию, на которой происходит следующее:
- 1. Трехфазные генераторы переменного тока вырабатывают ток
- 2. По линиям электропередач ток поступает на трансформаторные подстанции
- 3. С трансформаторных подстанций ток поступает в дома и т.д.
Теперь немного подробнее. Сначала напрашивается вопрос: почему мы используем именно переменный ток? Все очень просто: переменный ток можно передавать на большие расстояния, а с постоянным это довольно проблематично. Вопрос второй: как так получается, что к трансформатору приходит три фазы, а в квартире получается однофазная сеть?
Дело в том, что на электрощиток многоквартирного дома приходит три фазы, ноль и заземление. Далее, вводно-распределительные устройства (ВРУ) разделяют все три фазы, при этом каждый фазный провод получает свое заземление и свой ноль.
Понятное дело, что без подготовки эту информацию не усвоить, поэтому ниже мы остановимся и расскажем об этом более подробно.
Что представляет собой фаза и ноль в трехфазной сети
Как мы знаем из школьного курса физики – электрический ток движется только в замкнутом контуре. То есть по одному проводу он должен прийти, а по другому уйти. Чтобы не морочить голову, сразу даем определение:
- — Фаза – проводник, по которому к потребителю приходит ток;
- — Ноль – проводник, по которому ток уходит от потребителя.
Для правильной работы электрическому току всегда необходим замкнутый контур. Ток течет в одном направлении. Фазный провод – провод, по которому ток приходит к любой нагрузке, будь-то электрочайник или холодильник, неважно. Ноль – провод, по которому ток возвращается.
Кроме этого нулевой провод выполняет еще одну полезную функцию – выравнивает фазное напряжение. Заземление – провод, на котором нет напряжения. Он служит резервным проводом для того, чтобы в случае утечки тока защитить человека от удара.
Теперь возьмем трансформатор, который питает дом. Трансформатор – устройство, повышающее, либо понижающее напряжение в сети. Чтобы конечный потребитель получил питание, к обмоткам низкого напряжения подключаются четыре провода. К выводам трансформаторной обмотки подключаются три провода (это и есть наши фазы), а ноль (еще называют “общий”) берется из точки соединения трансформаторных обмоток.
Теперь рассмотрим еще два термина и сразу дадим им определения:
- 1. Линейное напряжение – напряжение, возникающее между фазными проводами в трехфазной электросети. Номинальное значение линейного напряжения – 380 вольт.
- 2. Фазное напряжение – напряжение между одним фазным проводом и нулем. Номинальное значение такого напряжения – 220 вольт.
Существуют системы, в которых заземление присоединяют именно к нулевому проводу. Такая система носит название “глухозаземленная нейтраль”.
Делается это так: обмотки в трансформаторе соединяются по типу “звезда” (есть еще и соединение “треугольник”, а такде различные сочетания этих соединений, но об этом в другой раз). После этого нейтраль заземляют. Тогда наш ноль одновременно служит и заземлением (совмещенный нейтральный проводник, PEN).
Такой тип заземления практиковали в советское время при постройке жилых домов. Проще говоря, в таких домах электрощиток зануляют. Однако такой метод достаточно опасен, поскольку в некоторых случаях ток может пройти через ноль, возникнет отличный от нуля потенциал, результат варьируется от удара током до небольшого опасного фейерверка.
В наше время к жилым домам также подводят три фазы, но помимо трех фазных проводов, между трансформатором и домом также присутствуют отдельно нулевой провод отдельно провод заземления. На каждой подстанции имеется контур заземления: в случае утечки тока в электросистеме жилого дома — ток возвращается к заземлению на подстанции.
При монтаже такой сети необходимо учитывать, что в электрощите должны присутствовать отдельные шины для фаз, отдельная шина для нуля, отдельная шина для заземления. Внимание, при монтаже заземления не забудьте о том, что шина заземления должна быть соединена металлически с корпусом электрощитка.
На самом деле, аварийные ситуации, так или иначе связанные с отсутствием заземления или с совмещением нуля и заземления, в трехфазных сетях происходят периодически, поэтому заземление действительно необходимо. Немного отвлечемся и посмотрим, какие ситуации наиболее часто распространены.
Для правильной эксплуатации вся нагрузка должна быть равномерно распределена между фазами. Такое бывает редко, да и неизвестно, что именно будет подключать потребитель. Если возникает ситуация, при которой нагрузка на одну из фаз увеличивается, на другую – уменьшается, а к третьей – вообще непонятно что подключают, тогда происходит смещение нейтрали.
Из-за этого смещения между нулевым проводом и проводом заземления появляется разность потенциалов. Если же нулевой провод имеет сечение, которого недостаточно, то пресловутая разность потенциалов увеличивается.
А когда фазы теряют связь с нейтральным проводником, получаются две следующих ситуации:
- 1. Если фазы нагружены до предела, то напряжение падает до нуля;
- 2. Если фазы наоборот не нагружены, то напряжение растет до 380.
Как видите, такое напряжение явно уничтожит бытовую технику, рассчитанную на сети в 220 вольт. Помимо этого, в таких ситуациях металлические корпуса электрооборудования тоже будут под напряжением.
Отсюда следует, что использование раздельного варианта нуля и заземления более предпочтительно, так как позволяет обойтись без таких аварийных случаев.
Назначение фазы и нуля
Чтобы полностью понять, что же именно подразумевает словосочетание “фаза и ноль в электрике” обратимся к аналогии. Электрический ток наиболее удобно сравнивать с водой, а токонесущие провода – с трубами.
Итак, представим следующее. У нас имеется одна труба, по которой горячая вода из резервуара поступает в большую кастрюлю. Также имеется вторая труба, которая по мере наполнения кастрюли сбрасывает излишек поступающей горячей воды обратно в резервуар. Теперь расшифровка: первая труба – фаза, кастрюля – полезная нагрузка, вторая труба – ноль. Ток по фазе приходит к нагрузке, а по нулевому проводу уходит обратно. Вот и все.
Теперь представим что произойдет, если из-за неисправности второй трубы горячая вода из кастрюли не будет уходить обратно в резервуар. В этом случае кастрюля очень быстро наполнится, а кипяток начнет с нее выливаться и может нас ошпарить.
Чтобы этого избежать, подводим к кастрюле третью трубу. Эта труба будет играть роль аварийного выхода для поступающей воды. Тогда, если вторая труба, отводящая воду отказывается работать, то излишек воды будет уходить через третью трубу. А третья труба идет в землю в специально выкопанный для этого котлован. Вот именно этот пример нам наглядно демонстрирует заземление.
Выше мы описали работу тока в однофазной сети, а также назначение фазы и нуля. В трехфазной происходит то же самое, только ток течет одновременно по трем проводам, а возвращается по четвертому.
Из примера становится понятно, что нельзя путать фазу с нулем, а также нельзя их соединять между собой. Для удобства все кабеля имеют свою цветовую маркировку, благодаря которой можно без всяких приборов определить принадлежность провода к фазе или нулю.
Внимание! Для пущей уверенности лучше перед началом работы все-таки прозвонить кабель, несмотря на цветовую маркировку. Очень часто в силу собственного незнания, неопытные электрики вообще не заморачиваются по поводу цвета проводов, и именно из-за этого существует опасность. Тут хорошо работает правило: доверяй, но проверяй!
По поводу цветовой маркировки. В электричестве приняты следующие обозначения: фазный провод коричневого, черного либо белого цвета, нулевой – голубого или синего, а провод заземления имеет желто-зеленый цвет.
Имейте ввиду, цвета не всегда могут быть такими: не так давно мне в трехфазной сети попались три красных провода (фаза), а нулевой провод был черного цвета.
Способы определения фазы и нуля
Как вы уже поняли, фаза и ноль в электричестве отличаются с помощью цветовой маркировки, но этот способ может быть ошибочным из-за изначально неверного монтажа.
Для более точного определения фазного провода существует отвертка-индикатор. Просто прикоснитесь ею к проводам по очереди. На нулевой провод отвертка никак не отреагирует, но при прикосновении к фазному проводу индикатор загорится. Если же индикатор вообще не сработал, значит ваша электросеть вышла из строя, напряжение в сети отсутствует.
Если же индикатор отреагировал на оба провода, значит в нулевом проводе произошел обрыв.
«Фаза» в электрике обозначается латинской буквой «L» производная от «Line» (линия). Обычно это коричневый или белый провод. «Ноль» обозначается буквой «N» от английского — Neutral (нейтральный). Цвет нулевого провода, как правило, синий или белый но синими полосами по всей длине.
Заземляющий проводник в электрике маркируют как «PE» – Protective Earthing. Он имеет желто-зеленый цвет.
| Друзья ранее я писал о том, как можно определить фазный провод мультиметром. Об этом есть отдельная статья — заходите, ознакамливайтесь. |
Фаза и ноль в электропроводке
Выше мы уже объяснили, что такое фаза и ноль в электрике, а также принцип их работы. В электропроводке фаза и ноль работают точно также. По фазному проводу производится подача тока, по нулевому – ток возвращается обратно.
Поэтому достаточно один раз понять принцип работы фазы и нуля, и тогда вас не смутит никакая электропроводка, а также вы сможете правильно объяснить соседу, что такое фаза и ноль в электропроводке.
Что такое фаза и ноль в электричестве
Электрическая фаза колебаний в электротехнике — это аргумент колебательной функции, то есть угол, на который смещены колебания значения ЭДС в пространстве относительно нуля.
Различают начальную фазу $φ_0$, описывающую начало колебательного процесса в нулевое время и полную фазу, описывающую состояние колебательного процесса в любой момент времени.
Пример уравнения c полной фазой, которое может описывать колебательный процесс: $cos(ωt + βx + φ_0)$. В момент времени, равный $t = 0$, угол колебаний составит $φ_0$, а если колебание начинается в точке с координатами $(0;0)$, то уравнение будет иметь вид типа $cos(φ_0)$.
Чаще всего для электроснабжения жилья используются трёхфазные системы электроснабжения, фазовый угол между генерируемыми ЭДС в которых равен $\frac$ или $120°$.
Что такое фаза в электричестве — определение понятия
Статья: Что такое фаза и ноль в электричестве
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Фаза в электричестве — это разговорное название провода, находящегося под напряжением относительно другого, который называют нуль. Это название произошло из-за того что вырабатываемый на подстанциях ток, подающийся в дома, является переменным, то есть ЭДС, создаваемые на подстанциях, имеют одну и ту же частоту (для России и стран СНГ она составляет 50 Гц), но сдвинуты относительно друг друга во времени на определённый фазовый угол. В дома обычно подаются все три фазы и нет никакого значения, к какой фазе подключена ваша квартира.
Рисунок 1. Электрика и электричество – схематическое изображение фазы, нуля и земли
На рис. 1 схематично нарисована схема проведения электрического тока в квартиру от общей системы. Буквами $L1$, $L2$, $L3$ обозначены 1-3 фазы, а буквой $N$ — нулевой провод.
«Что такое фаза и ноль в электричестве» ��
Помощь эксперта по теме работы
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Помощь с рефератом от нейросети
На рис. 2 показано схематическое подключение тока к квартире от трасформатора, буквой $L_T$ обозначена фаза на трансформаторе, буквой $L$ — фаза в квартире, а буква $R_H$ — это подключенный электроприбор, обладающий некоторым сопротивлением $R_H$.
От трансформатора идёт 2 провода, один — так называемый фазовый провод с напряжением, а другой – нулевой провод, от которого отведено заземление, осуществляемое помещением контакта в землю. Существуют и другие источники заземления помимо собственно земли, на данных рисунках заземление обозначено буквами $Змл$.
На рис. 3 изображён случай, когда нулевой заземлённый провод не проведён в квартиру от подстанции, а заземлён непосредственно в квартире. Напряжение $L_T$ между нулём и фазой будет одинаково для рисунков 2 и 3, однако, не рекомендуется заземлять напряжение от трансформатора непосредственно в квартире.
Что такое ноль в электричестве — определение
Ноль – это провод, необходимый для замыкания электрического контура, по нему ток возвращается к источнику.
Для чего нужен ноль в электричестве? Ноль в электричестве нужен для равномерного распределения напряжения между фазами. При отсутствии нулевого провода напряжение между фазовыми проводами будет распределяться неравномерно, в результате чего на одной фазе может быть повышенное напряжение, которое может привести к пожару, а на других – пониженное, с которым часть электроприборов может не работать или работать некорректно. Для ноля также используются другие названия – его называют нейтральным или нулевым контактом.
Что такое нулевая фаза в электричестве
Нулевая фаза – это ещё одно народное название нулевого провода, не стоит путать его с землёй.
Ток в нулевом проводе не всегда равен нулю, он будет ненулевым при подключении электроприборов.
Что такое «земля» в электричестве
«Земля» – это провод, отводимый от нулевого, используемый для безопасности. Суть в том, что в случае обрыва электрической цепи или отсутствия сопротивления ток направляется в землю, что помогает избежать удара током.
Напряжение $U$ между нулевым проводом и землёй равняется нулю, тогда как напряжение между нулём и фазой для обычной квартиры будет равно $220$ В.
Электрика для чайников: фаза и ноль – что это и как определить где что
В случае, когда вы имеете дело с проводкой, состоящей из двух проводов – один из них всегда будет фазой, а второй нулём. Для того чтобы определить где какой — достаточно воспользоваться специальной пластиковой отвёрткой с индикатором.
Для этого необходимо сначала отключить электричество и развести 2 имеющихся провода во избежание короткого замыкания.
Затем нужно включить электричество обратно и аккуратно, не прикасаясь голыми руками к оголённой части проводов, приложить конец индикаторной отвёртки к проводу. Тот, на котором сработает лампочка индикаторной отвёртки, является фазой, второй провод будет нулём.
В случае же если вам приходится иметь дело с трёхжильным проводом – определить где фаза, а где ноль будет несколько сложнее. Для этого используют специальные приборы, например, можно определить где земля, а где ноль с помощью вольтметра. Для этого сначала нужно измерить напряжение $U$ по очереди между каждым из двух неизвестных проводов и фазовым проводом. Напряжение $U$ на «земле» всегда будет больше, чем на нулевом. Также можно отличить замелю от нуля с помощью омметра — сопротивление на заземлении всегда будет достаточно небольшим и будет в районе 4 Ом.
Замечание 1
Также нулевой провод, фаза и заземление обычно имеют разную расцветку. Для обозначения фазы используют чаще всего чёрную, коричневую или серую обмотку, для земли – жёлтую или зелёную, а для ноля – синюю или белую.
Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном
Передача электрического тока осуществляется по трехфазным сетям, при этом большинство домов имеет однофазные сети. Расщепление трехфазной цепи осуществляется с помощью вводно-распределительных устройств (ВРУ). Простым языком этот процесс можно описать следующим образом. К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов. Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.
Что такое фаза и ноль
Попробуем разобраться, что такое ноль в электричестве и чем он отличается от фазы и земли. Фазные проводники используются для подачи электроэнергии. В трехфазной сети три токоподающих провода и один нулевой (нейтральный). Передаваемый ток сдвигается по фазе на 120 градусов, поэтому в цепи достаточно одного нуля. Фазовый проводник имеет напряжение 220 В, пара «фаза-фаза» – 380 В. Ноль не имеет напряжения.
Фазы генератора и фазы нагрузки соединяются между собой линейными проводниками. Нулевые точки генератора и нагрузки соединяются между собой рабочим нулем. По линейным проводам ток движется от генератора к нагрузке, по нулевым – в обратном направлении. Фазные и линейные напряжения равны независимо от способа подключения. Земля (заземляющий провод) также как и ноль не имеет напряжения. Он выполняет защитную функцию.
Зачем нужно зануление
Человечество активно использует электричество, фаза и ноль – важнейшие понятия, которые нужно знать и различать. Как мы уже выяснили, по фазе электричество подается к потребителю, ноль отводит ток в обратном направлении. Следует различать нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. Первый необходим для выравнивания фазового напряжения, второй используется для защитного зануления.
В зависимости от типа линии электропередач может использоваться изолированный, глухозаземленный и эффективно-заземленный ноль. Большинство ЛЭП, питающих жилой сектор, имеет глухозаземленную нейтраль. При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения. Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.
Электросети с изолированной нейтралью не имеют нулевого рабочего проводника. В них используется нулевой заземляющий провод. В электросистемах TN рабочий и защитный нулевой проводники объединены на всем протяжении цепи и имеют маркировку PEN. Объединение рабочего и защитного нуля возможны только до распределительного устройства. От него к конечному потребителю пускается уже два нуля – PE и N. Объединение нулевых проводников запрещается по технике безопасности, так как в случае короткого замыкания фаза замкнется на нейтраль, и все электроприборы окажутся под фазным напряжением.
Как различить фазу, ноль, землю
Проще всего определить назначение проводников по цветовой маркировке. В соответствие с нормами, фазный проводник может иметь любой цвет, нейтраль – голубую маркировку, земля – желто-зеленого цвета. К сожалению, при монтаже электрики цветовая маркировка соблюдается далеко не всегда. Нельзя забывать и вероятности того, что недобросовестный или неопытный электрик легко может перепутать фазу и ноль или подключить две фазы. По этим причинам всегда лучше воспользоваться более точными способами, чем цветовая маркировка.
Определить фазный и нулевой проводники можно с помощью индикаторной отвертки. При соприкосновении отвертки с фазой загорится индикатор, так как по проводнику проходит электроток. Ноль не имеет напряжения, поэтому индикатор загореться не может.
Отличить ноль от земли можно с помощью прозвонки. Сначала определяется и маркируется фаза, затем щупом прозвонки нужно прикоснуться к одному и проводников и клемме заземления в электрощитке. Ноль звониться не будет. При прикосновении к земле раздастся характерный звуковой сигнал.