Почему на нулевом проводе появляется напряжение

На нулевом проводе напряжение! Откуда оно взялось, и как с этим бороться!

Здравствуйте уважаемые посетители сайта «Помощь электрикам». Как мы знаем, Напряжение это разность потенциала между разноименно заряженными частицами. И в стабильно работающей сети напряжение возникает между нулевым проводом, и фазой.

Здравствуйте уважаемые посетители сайта «Помощь электрикам». Как мы знаем, Напряжение это разность потенциала между разноименно заряженными частицами. И в стабильно работающей сети напряжение возникает между нулевым проводом, и фазой. Это нормальный процесс. Но существуют такие ситуации, когда напряжение может появиться не на фазном проводнике, а на нулевом. В данной статье подробно рассмотрим, почему так может произойти, и как избежать такой ситуации.

Уже неоднократно на данном сайте мы разбирали ситуации с нулевым проводом. Напомним, что нулевой провод – это нейтраль трансформатора, имеющего во вторичной обмотке схему соединения звезда с выведенным нулем, то есть три проводника соединены в общей точке. И в соответствии со схемой нейтральный провод имеет глухое заземление, то есть непосредственно соединен с земляным проводом. Поэтому, если человек случайно коснется нулевого провода, то разности потенциала не возникнет, и его не ударит током. Все напряжение останется на фазах, или проще говоря, «с другой стороны проводников магнитопровода».

Но здесь не все так однозначно. Расстояние от заземленной нейтрали трансформатора и, например, вашей розеткой может составлять несколько километров. Поэтому может возникнуть ситуация, когда на нулевом проводе появляется ток.

Наличие напряжение на нулевом проводе определяется достаточно легко. Достаточно взять индикаторную отвертку, и поочередно вставлять в отверстия розетки. В нормальном режиме, в одном отверстии индикатор отвертки загорится, в другом нет. Если же в обоих отверстиях индикатор горит, то это свидетельствует о неисправности системы в целом. В чем же дело?

Немного теории.

Ток течет всегда от большего сопротивления к меньшему. В нашей сети он течет до места соединения нулевого провода с шинами. И это процесс называется падением напряжения. И данный процесс имеет закономерность. Чем больше сопротивление, тем больше будет значения напряжения на нулевом проводе относительно заземляющей шины.

Для лучшей наглядности стоит привести пример с реальными цифрами.

Итак, у нас имеется проводник с сечением 1,5 кв. мм. На 1 метр его сопротивление будет составлять порядка 0,015 Ом. Подустим, что расстояние между квартирной розеткой и вводным щитком с нулевой шиной, 25 метров. Легко можно посчитать сопротивление всего проводника 25*0,015=0,375 Ом. Вычислим так же падение напряжения на данном участке. К примеру при нагрузке в 16 А оно будет равно 0,375*16=6В. И вроде бы падения напряжение имеет небольшое значение, и проводка в целом соответствующего сечения и материала, но все равно риски напряжения на нуле есть.

В энергосистеме квартир, ноль имеет функцию так же уравнителя. То есть если нагрузка по фазам распределена неравномерно, одна квартира на однйо фазе потребляет 16 А, друга на другой 10 А. а третья и вовсе не потребляет, то по нулю пойдет уравнивающий ток. А если учесть неидеальность контактных соединений, в том же нулевом проводе с нулевой шиной (ржавый болт, обильная краска, слабый контакт), то сопротивление проводника может вырасти на 1,5-2 Ом. А это примерно 60-80В при уравнении тока на нуле в 40 А. А если еще и сопротивление проводника до квартир большое, и соответственно падение напряжения в 40-50 В, то суммарно на нуле может появиться напряжение в 10-120 В. Данное значение, уже серьезно может ударить человека.

Что в таком случае делать, и как себя обезопасить от напряжения на нуле. В целом на работу приборов это не влияет, но все же несет опасность при прямом прикосновении человека. Полностью искоренить данный недуг без управляющей компании вам вряд ли и удастся. Ведь ремонт будет очень дорогим и трудоемким, это и замена всех проводов в вводных шкафах, и замена подходящих кабелей и ВЛ, ревизия всех щитков.

Писать заявки и самим при этом быть «начайку», считать нулевой провод таким же опасным как и фазный. При ремонтах проводки или отдельных элементов, всегда отключать и нулевой провод и фазу.

НАПРЯЖЕНИЕ НА НУЛЕВОМ ПРОВОДЕ

Давайте разберемся почему на нулевом проводе появляется напряжение, чем это грозит и что следует предпринять для предотвращения возможных неприятностей и последствий.

Сразу обратимся к схеме (рис.1) и определим основную причину появления напряжения там, где его по определению быть не должно.

Для этого немного видоизменим рисунок (рис.2) и рассмотрим распределение потенциалов на различных участках электрической цепи. В данном случае цепь берем однофазную, как сделано в квартирах и большинстве частных домов.

• с одной стороны обмотки трансформатора берем фазу (L);
• другая заземлена (N).

Земля является точкой нулевого потенциала, фаза – источником напряжения 220 Вольт, ток течет от фазы через потребитель на ноль, далее на землю.

В контексте данной статьи под напряжением будем понимать разность потенциалов (как и положено) между рассматриваемыми точками (1 или 2) и точной нулевого потенциала (0).

• I=U/R;
• U=I*R.

Итак, нулевой провод от потребителя до ТП обладает сопротивлением Rn. Кстати, чем больше ток (мощнее нагрузка) тем падение напряжения, а значит потенциал в точке 2 выше.

Другое дело, что при нормальных условиях (отсутствии неисправностей и качественных соединениях) это значение невелико. Например, при суммарном сопротивлении нулевого провода 1 Ом при токе 1 Ампер падение напряжения составит 1 В.

То есть в точке 2 будем иметь 1 Вольт, что, в принципе, немного. Я здесь все упрощаю, поскольку целью является продемонстрировать причины возникновения на нулевом проводе напряжения, а не оценить его точное значение.

Кстати, обнаружить вы его не сможете, ни мультиметром, ни, тем более, индикаторной отверткой.

Если по каким то причинам наше сопротивление Rn увеличивается, например за счет нарушения где то контакта, то потенциал в рассматриваемой точке растет. Визуально это проявится уменьшением яркости свечения в квартире ламп, прекращением или ухудшением работы бытовых электроприборов.

Кстати, при прикосновении к этому месту можно получить чувствительный удар током, поскольку сопротивление вашего тела Rдоп (рис.3) создаст путь для протекания части тока, определяемого вашим сопротивлением и напряжением в точке 2. Для значений 2 кОм и 50 Вольт соответственно эта величина составит 25 миллиампер.

Это уже неприятно, особенно, если учесть, что 100 мА – смертельно опасное значение.

В месте нарушения контакта нулевой провод (пока в сеть включены потребители) будет греться и закончится это может пожаром или отгоранием нуля. Переходим к рисунку 4.

В этом случае цепь размыкается, ток по нулевому проводу не течет и потенциал в точке 2 составит полноценные 220 Вольт. Это покажет индикаторная отвертка, а прикосновение к этой части может закончиться летальным исходом.

Но, если отключить абсолютно все электроприборы, напряжение на нулевом проводнике пропадет.

При пробое фазы на корпус прибора (если он токопроводящий), на нем, естественно, будет то же самое напряжение.

Кстати, обрыв нуля может быть вызван и другими причинами, например, механическим повреждением при проведении ремонтно строительных работ. Впрочем, вопрос почему это произошло вторичен, главное следствие, которое только что мы рассмотрели.

Поскольку данная ситуация опасна при использовании электроприборов закономерен вопрос защиты.

• применение заземления;
• использования УЗО и дифавтоматов.

Защитное заземление настоятельно рекомендуется дополнять устройствами защитного отключения (УЗО) или дифференциальными автоматами, которые, кстати, могут обеспечит защиту и при отсутствии штатной системы заземления.

• заземление – что такое, как работает;
• УЗО – как работает и подключение;
• дифавтомат – принцип действия и как подключить.

* * *
© 2014-2024 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Почему «ноль» бьется током?

Иногда и на нулевом контакте в розетке может возникнуть напряжение. Что с этим делать? Решаем проблему «бьющегося» нуля.

Появление фазы на нуле — довольно частое явление. Ничего хорошего в этом нет: такого быть не должно. В чем может быть проблема, что проверить в своей квартире или щитке? Как правило, тут ничего сложного.

1 Обрыв нуля

Первая причина возникновения напряжения на нуле заключается в его обрыве. Если на пути от электрощитка к розетке произошел обрыв нуля, тогда при включенной нагрузке ноль в розетке может биться током. На рисунке ниже мы схематически показали, как из-за обрыва нулевого провода появляются две фазы в розетке (точнее та же фаза).

К примеру, мы нечаянно дрелью задели нулевой проводник, тем самым оборвав его на пути к розетке. Если в это время подключен какой-то потребитель (например, лампочка), через него та же фаза придет на ноль в розетку, и при проверке индикаторной отверткой мы увидим на нуле напряжение.

В этом случае по нулю пойдет напряжение даже в том случае, если нет ни одного подключенного потребителя. Это будет та же фаза, что приходит в розетку.
Вот, собственно, основные причины «бьющегося» нуля в розетке.

3 Наведенное напряжение

Такая ситуация может возникнуть на воздушной линии электропередач. Если по одним и тем же опорам идут линии в 10 кВ и 0,4 кВ, то в сырую погоду на нуле линии 0,4 кВ может возникнуть напряжение. Оно будет невелико, но при этом достаточно ощутимо.

Автору когда-то доводилось ремонтировать линию 0,4 кВ в сырую погоду без отключения линии 10 кВ. Расстояние между проводами было примерно 1,2 м. При этом и нулевой, и фазный провод линии 0,4 кВ ощутимо бились током, так что приходилось ремонтные работы выполнять в диэлектрических перчатках.

Интересное из мира электрики:

• Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России 220 В?
• Почему между фазой и нолем 220 В, а между фазами 380 В?