Трифазна мережа: чому відбувається відгорання нуля
Здебільшого запитка побутових споживачів відбувається за однофазною схемою. Але частково все ж таки електропостачання проводиться з використанням трифазних кабелів. Звичайно, якісна кабельна продукція характеризується строгими технічними та провідниковими показниками, а значить необхідністю прокладати та експлуатувати їх за правилами, враховуючи допустимі параметри навантаження.
Що означає фраза електрика «Відгорів нуль!»? Чому нуль набагато частіше відгоряє у трифазній мережі, а не в однофазній? Які прогнози? Ці та інші питання виникають у власників будинків та інших об'єктів із подібним електропостачанням. Розберемося разом, як запобігти розвитку таких ситуацій, тим самим зменшивши наслідки та проблеми.
Поняття «нуля» в однофазному ланцюзі
«Нуля» для однофазного ланцюга – це один із двох провідників, які не мають високого потенціалу щодо «землі». Другий провідник - це "фаза", який має високий потенціал (220 В для побутових мереж). Електричний струм, який проходить по фазі, завжди дорівнює струму, що йде по нулю. Саме тому немає передумов для відгорання нуля в однофазній мережі. До того ж, лінія, як правило, захищена якісною і недорогою автоматикою.
Ось так це виглядає схематично:
Поняття «нуля» у трифазному ланцюзі
Як багатьом відомо, трифазні лінії бувають двох видів щодо навантаження до фаз. Так виділяють такі види як: «зірка» та «трикутник». У разі підключення на кшталт «трикутник» нуль відсутній суто фізично, отже проблеми відгорання нуля - просто немає. А ось схема "зірка" в трифазному підключенні має нуль, як особливий провідник. Розглянемо докладніше.
Схема підключення «зірка» у трифазному ланцюзі:
В даному випадку по кожній із 3-х фаз проходить рівне за значенням навантаження змінного електроструму. При цьому вони зсуваються по часовій фазі на 120 градусів або на третину всього періоду. В результаті виходить сума рівних, але зміщених значень векторів, що дають нульове сумарне значення. По суті, це ідеальний випадок, коли нульовим дротом йде такий нульовий струм. А за фактом, знеструмлений нуль не потрібний зовсім.
Реальна ситуація відрізняється від ідеальної. Адже навантаження всіх фаз у більшості випадків хоч трохи, але різняться. Тобто сумарний вектор не дорівнює нулю. В результаті не відбувається компенсації струмів, а отже, по нульовому провіднику проходить невеликий зрівняльний струм. Саме тому в багатьох кабелях із трьома фазами є 4-та жила – нульова, яка характеризується меншим перетином, ніж переріз фазних провідників. Основа причина – економія електротехнічної міді чи алюмінію. При детальнішому розгляді стає зрозуміло, що таких струмів недостатньо, щоб викликати відгоряння нуля. У чому тоді причина?
Причина полягає в тому, що трифазна лінія включає несиметричні однофазні навантаження. І при цьому різниця у величині навантажень може бути дуже значною, що електрики характеризують як «перекіс фаз». На стадії проекту проводиться робота з максимального рівняння навантажень на фази, але насправді розподіл потужностей не завжди ефективний. При включенні побутових приладів високої потужності по одній фазі немає можливості передбачити чи компенсувати навантаження інші фази. В результаті, різниця навантаження є.
Звертаючи увагу на власний побут, хіба багато хто з нас ставив питання – наскільки сильно позначиться на кабельних лініях навантаження при включених одночасно пральній машині та електрочайнику? Складно думати про зрівняльні струми та нульову жилу, коли про це нічого не знаєш.
Навіть у випадках, коли сумарне значення фазних струмів не дорівнює нулю, екстремальних ситуацій не розвивається. Нуль може відгоріти дуже рідко.
Відгорання нуля – коли відбувається
Коли ж відбувається це горезвісне відгорання? І чи варто про це говорити? І тут є одне невелике «але». Ще з 90-х років у наш побут міцно увійшло таке поняття, як імпульсний блок живлення, який використовують з метою економії електроенергії. Його застосовують скрізь - комп'ютерах, різної побутової техніки. При цьому, в таких блоках живлення струм проходить лише в одній третині від одного півперіоду. В результаті, в трифазних мережах починають протікати не скомпенсовані струми, які йдуть без будь-якого контролю в нульовий провід. По «нулю» йдуть струми різних фаз від асиметричного навантаження. При підсумовуванні цих даних, виходить, що нульовий струм може відповідати значенню, близькому або перевищує номінальне фазне значення. А ось це загрожує тим самим відгоранням нуля.
Що врятує ситуацію? Звісно, це гарна захисна автоматика. Головне, надто не економити і не купувати трифазний автомат без нульової клеми. Адже по суті по кожній фазі проходить електричний струм у межах номіналу і автомат продовжує захищати фази, а ось нуль залишається без роботи.
Ще одна причина, в результаті якої може статися відгоряння нуля, це обрив однієї з фаз за наявності великих навантажень. В даному випадку, сумарне значення струмів двох фаз буде набагато більше від допустимого.
Важливо пам'ятати, що не варто ставити окремий автомат на нульовий кабель, оскільки це реально небезпечно. При відключенні дроту зрівняльні струми шукатимуть вихід через дроти фази. І в цьому випадку результат завжди передбачуваний і небезпечний. Найкраще рішення – робота зі спеціалістами ще на етапі проектних робіт, а також купівля кабельної продукції гарної якості з відповідними експлуатаційними характеристиками.
Провід для трифазної мережі ви завжди можете купити на нашому сайті: https://vse-e.com/kabel-i-provod/provod.
Автор: МЕГА КАБЕЛЬ