Jaké je nebezpečí nulového přerušení v jednofázových a třífázových sítích?

Jak víte, elektrický proud protéká uzavřeným okruhem a dělá práci. Domácí elektrická síť je jednou z mnoha větví globální energetické sítě. To znamená, že pro provoz domácích elektrospotřebičů je nutné, aby byly připojeny alespoň dva vodiče, kterými poteče proud.

Z racionálních důvodů popsaných níže se nazývají fázové a nulové pracovní vodiče (N). Tento článek vysvětluje funkci pracovního nulového vodiče a popisuje problémy, které vznikají, pokud nouzová nulová přestávka.

Téměř všichni dospělí vědí, že nulový vodič sítě, který pracuje v normálním režimu, při dotyku nepředstavuje hrozbu, protože na něm není žádné zdraví nebezpečné napětí. To však neznamená, že nulovým vodičem neprotéká žádný proud – musíte mezi těmito pojmy jasně rozlišovat. V ideálním obvodu je proud fázového a nulového vodiče identický.

Funkce pracovní nuly

V procesu studia elektřiny si vědci uvědomili, že Země (půda, geologické horniny a celá planeta) je dobrá dirigent elektrický proud. V zásadě by pro napájení stačil jeden vodič s elektrickým potenciálem a zem by sloužila jako zpětná část obvodu.

Pokrok však tímto směrem nešel kvůli potřebě vytvořit uzemňovací systémy s velkou kontaktní plochou, které mají zároveň nestabilní vlastnosti a vyžadují neustálou údržbu a ochranu před vlivy prostředí a elektrolytickými procesy.

Proto bylo levnější a spolehlivější vést dva vodiče pro vytvoření uzavřeného okruhu. Bylo rozhodnuto elektricky připojit jeden z vodičů k zemi, to znamená, že potenciál na tomto vodiči vzhledem k zemi je nulový. Toto rozhodnutí bylo učiněno pro účely elektrické bezpečnosti za účelem uzemnění krytů elektrických zařízení.

Ochranné (uzemňovací) funkce dnes plní ochranný zemnící vodič PE a nulový vodič se používá pouze pro průtok provozního proudu v obvodu. Termín „fázový vodič“ by nedával smysl v jednofázové síti, ale protože sinusové napětí je fázově posunuto vzhledem k podobnému parametru v jiných vodičích elektrické sítě, je tento název přijímán v každodenním životě.

V napájecích systémech pro domácí spotřebitele má pracovní nulový vodič vždy kontakt se zemí (výjimka: izolovaný nulový vodič). V sérii článků o uzemnění jsou podrobně popsány principy rozdělení kombinovaného nulového vodiče na pracovní a ochrannou nulu v různých systémech. To znamená, že napětí vůči zemi při provozní nule v jednofázových a třífázových systémech je nulové (bezpečné pro lidi a zařízení).

Nouzové vypnutí pracovní nuly

Elektrikáři vědí, že i při nule je stále malý potenciál a záleží na velikosti protékajícího proudu (I) a vzdálenosti od bodu uzemnění. Abyste tomuto procesu porozuměli, musíte si zapamatovat problém ze školního kurzu fyziky o výpočtu napětí (dělitel U₁, NEBO₂ ) v místě spojení dvou sériově zapojených odporů (R₁, R₂). V našem případě to bude odpor fázového kabelu a připojené zátěže (R₁,) a R₂ sekce neutrálního vodiče do uzemňovací body.

Pokud odpor zátěže (R₁) je mnohonásobně vyšší než podobný parametr (R₂) úseku pracovní nuly, pak bude potenciál na nulovém kontaktu v zásuvce zanedbatelný. Pokud je pracovní nula dlouhá k bodu uzemnění, napětí U₂ hypoteticky vypočítat pomocí školního vzorce z obrázku výše. Pokud se však nulový vodič přeruší, pak když je elektrické zařízení připojeno k domácí síti, bude na každém neutrálním kontaktu každé zásuvky fázové napětí U₁.

Pokud je nula rozbitá, indikátor zobrazí dvě fáze v zásuvce

Zdá se, že u moderních uzemňovacích systémů, které vylučují uzemnění, ztráta nuly nepředstavuje žádné nebezpečí, protože pouzdra zařízení jsou spolehlivě uzemněna a samotné elektrické spotřebiče přestanou fungovat kvůli ztrátě proudu. V jednofázové domácí elektrické síti to bude přesně v případě, že nula spadne hned při vstupu do domu.

Dopad nulové přestávky na spotřebitele

Ale pokud někde na třífázovém vedení dojde k nulovému přerušení, pak na zbývajícím okruhu, od přerušení k domu, je generováno napětí připojenou zátěží z jiných fází sousedních spotřebitelů elektřiny. Pokud by byl zatěžovací proud všech tří fází identický, pak by se potenciál vytvořený na nulovém vodiči blížil nule.

Ve skutečnosti je v nouzových situacích zatížení fází nerovnoměrné, což znamená napěťový offset na nulovém vodiči směrem k vyššímu fázovému proudu. V souladu s tím bude potenciální rozdíl mezi výslednou nulou a dalšími dvěma fázemi výrazně větší než normální napětí napájecí sítě.

Proto přerušení nulového vodiče u domácích elektrospotřebičů znamená výpadek napětí při dopadu na fázi s největším počtem připojených spotřebičů nebo překročení potenciálů nad přípustné parametry napájení, pokud máte tu smůlu, že jste na další dvě fáze.

Způsoby ochrany proti nulovému přerušení

Chcete-li snížit potenciál na nulovém vodiči, a tím zvýšit efektivní rozdíl mezi standardním fázovým napětím sítě a nulou, opětovné uzemnění kombinovaná nula. Toto opatření má rovněž snížit negativní důsledky pro spotřebitele v důsledku přerušení nulového vodiče v napájecí síti.

Bohužel v mnoha provinčních oblastech, zejména ve venkovských oblastech, je odpor opětovného uzemnění nedostatečný k zajištění spolehlivé ochrany proti přepětí, ke kterému dochází při přerušení nulového vodiče. Navíc na venkovních vedeních napájecí sítě, které převládají ve venkovských oblastech, dochází k nulovým přerušením mnohem častěji než v městských podzemních nebo skrytých (chráněných) elektrických vedeních.

Kvalitu napájení na vstupu může běžný spotřebitel ovlivnit pouze pomocí právních nástrojů – stížnosti, petice, žaloby apod. Ale v domácí síti lze udržet přijatelnou úroveň kvality elektřiny pomocí stabilizátorů a v nouzových situacích se můžete chránit pomocí reléového napětí nebo difavtomatů s doplňkovými funkcemi.

Spínač je elektrické zařízení, které uzavírá a otevírá okruh a je také odpovědné za zapínání a vypínání elektrického zařízení.

Aby lampa nebo lustr fungovaly, je nutné připojit dva vodiče – fázové a nulové. Standardní schéma zapojení zajišťuje přívod nuly přímo do lustru, zatímco fáze prochází spínacím zařízením a může se otevřít. Někdy se může zdát, že pokud změníte umístění vodičů, normální provoz lampy zůstane, bez problémů se rozsvítí a zhasne. Ale proč je tento přístup považován za nesprávný a co říkají pravidla pro konstrukci elektrických instalací – na to se podíváme v tomto článku.

Funkce ovládání

Bez ohledu na to, jaký typ vypínače slouží k zapínání a vypínání, například světla v místnosti, zařízení neotevře se nutně nula, ale fáze. Jedná se o vodič, který je neustále vystaven střídavému napětí vůči nulovému vodiči, který má zpravidla nulový potenciál vůči zemi. Pokud je elektrická síť v dobrém stavu, zůstane vždy takto, protože nulový vodič je podle definice uzemněn.

Bez ohledu na to, která síť je použita – jednofázová nebo třífázová – nulový nebo nulový vodič musí být uzemněn. V tomto ohledu je zásadně bezpečnější než fázový vodič. Ve skutečnosti jsou generátory a transformátory uzemněny, z nich vstupuje energie do elektrické sítě. Pokud z nějakého důvodu není nulový vodič uzemněn, může to znamenat, že v některé části sítě došlo k nehodě nebo došlo k přerušení nulového vodiče.

Zpravidla se v domácích podmínkách používají spínače s jedním pólem. To znamená, že když stisknete ovládací tlačítko, sepne a otevře se pouze jeden vodič. Například lustr v místnosti je napájen z domácí jednofázové sítě 220 voltů. To znamená, že fázové a nulové vodiče jdou do tohoto osvětlovacího zařízení. Spínací zařízení se instaluje přímo do mezery jednoho z těchto vodičů. Předpokládejme, že spínač je nainstalován na fázovém vodiči a je přepnut do stavu „vypnuto“. V tomto případě budou oba vodiče bez napětí a jejich potenciály budou rovné nule. Vysvětluje se to tím, že nulový vodič, který nebyl spínačem přerušen, má již nulový potenciál a k přerušení fázového vodiče byl použit spínač a již na něm není fázové napětí.

Za tohoto stavu můžete bez obav přistoupit k výměně žárovky, protože oba vodiče jsou bezpečné – nehrozí fázové napětí ani úraz elektrickým proudem. Přesto by to neškodilo deaktivaci stroje uvnitř elektrického panelu.

Co se nedoporučuje dělat?

Co dělat, když při zapojování došlo k chybě a spínač byl instalován spíše v mezeře nulového vodiče než fázového? Potom, i když se vypne přívod elektřiny do lustru/lampy vypnutím vypínače, zůstává fázový vodič stále připojen k osvětlovacímu zařízení, zatímco druhý vodič není připojen vůbec k ničemu.

Pokud za těchto podmínek potřebujete vyměnit žárovku, opravit lustr nebo pracovat na stropě, pokud se náhodou dotknete fázového vodiče, existuje možnost úrazu elektrickým proudem. To je zvláště nebezpečné, pokud osoba stojí na vodivém žebříku, který je v kontaktu se zemí nebo nějakým uzemněným povrchem. Z tohoto důvodu může dojít k tragédii, plné ztrát na životech nebo vážné újmy na zdraví.

Co říkají pravidla PUE?

Podle bod 6.6.28 sedmého vydání PUE pro 3 a 2 dráty jednofázové vedení v sítích, kde je nulový vodič uzemněn, je povoleno používat jednopólová spínací zařízení. Je povinné je instalovat do obvodu fázového vodiče. Je však třeba vyloučit možnost odpojení jednoho nulového vodiče při zapnutém fázovém vodiči.

Na základě stanovených pravidel by tedy ruptura měla být provedena přesně ve fázi. Proč je ale změna takového vzoru nebezpečná? Faktem je, že když fáze prochází přímo a když je nula proražena spínačem, v případě zhasnutí žárovky bude v objímce lustru vždy přítomno napětí. Pokud tedy potřebujete vyměnit žárovku, dojde při dotyku na objímku k úrazu elektrickým proudem.

Další nepříjemnost pro uživatele, pokud je připojena nesprávně, se týká blikání nebo svícení LED žárovek za podmínek konstantního napájení náplně. Navíc lze tento jev pozorovat u LED, i když je k nim dodáváno ultranízké napětí – v tomto případě je pozorována přítomnost slabého světla nebo periodického blikání. To zase může výrazně snížit životnost osvětlovacích zařízení, což bude vyžadovat jejich častější výměnu.

Vlastnosti značení elektrického vedení v bytě

Pokud plánujete instalaci elektrického vedení v bytě nebo domě, měli byste při nákupu vodičů věnovat pozornost tomu, že každý z nich musí mít vodiče s modrým nebo světle modrým opletením. Právě toto jádro se doporučuje použít jako neutrální vodič. V případě, že je v domácnosti zajištěna instalace třetího vodiče – přímé uzemnění, je vhodné k němu připojit žlutozelený vodič. Zbývající vodiče, bez ohledu na barvu, se používají jako fázové nosiče. Proto bude odpověď na otázku, co přesně by měl spínač přerušit – fáze nebo nula – jednoznačná: fáze musí být přerušena.

Závěrečná část může také shrnout výsledky. Tento článek představil popis jednoduché elektrické sítě, kde nebyl k dispozici třetí vodič – uzemnění. Navíc jsme v uvažovaných příkladech použili jednoduchý lustr, který je určen pro jednu objímku pro svítidlo. Za této podmínky by byl spínač jednoduchý – jednoklíčový. Pokud je uzemnění, vodiče se nikdy nezamotají: stačí vybrat kabel se třemi nebo více žilami. Žlutozelený vodič je vždy spojen se zemí (svorkou), která prochází do těla zařízení. Zatímco při instalaci víceklíčových spínačů po vybalení z krabice bude třeba k těmto zařízením připojit dva nebo více vodičů v závislosti na počtu klíčů ve spínačích.

Totéž se provádí s napájecím kabelem pro lustr. Bez ohledu na to, kolik fází přichází ze spínače do lustru, bude v něm vždy jedna nula, zatímco jeho svorka (zem) je přidělena samostatně. V tomto případě můžete také navigovat podle vodičů: v takových zařízeních bude nulový vodič vždy modrý/tmavě modrý.

Elektrolaboratorní služby v Moskvě a Moskevské oblasti.