Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.

Обрыв нуля и перекос фаз в трехфазной сети

несимметричность напряжения

В наших статьях мы часто упоминали перекос фаз в трехфазной сети, о том, что это неприятная ситуация, приводящая к несимметрии напряжения и выходу из строя бытовых приборов. Читатели обратили внимание на то, что в таких ситуациях защитная автоматика должна привести к отключению, или что-то можно было сделать своими руками, по крайней мере, большинство вопросов было сформулировано именно так. На самом деле нет, поэтому мы решили в рамках этой статьи рассмотреть эту проблему – защиту от перекоса фаз.

Основные понятия перекоса фаз и параметров сети

Для начала возьмем обычные весы – с коромыслом, на которое положим шарик. Пока весы в равновесии шарик будет посередине. Но как только коромысло наклонится, шарик покатится под уклон. У шарика тоже есть вес, поэтому, чем ближе он будет к краю коромысла, тем сложнее будет уравновесить эти весы. Проблема даже не в том, что вес шарика неизвестен, дело в том, что он двигается. Примерно такая же проблема возникает, когда возникает перекос фаз в трехфазной сети, только при этом у весов будет не два плеча, а три, и куда покатится шарик непонятно.

В примере выше нет формул, но зато есть физика явления, поскольку даже в сети из двух фаз (или фазы и нейтрали) шарик это фактически потребляемая мощность. Если процесс не остановить, то шарик докатится до конца плеча весов, упадёт на чашку, и восстановить равновесие уже не получится, без вмешательства извне. Графически это можно представить вот так:

перекос фаз в трехфазной сети

Зелёные линии – это равновесное состояние, красные показывают, как может измениться напряжение при перекосе фаз в трёхфазной сети, причём аварийной будет ситуация, когда значение отрезка «Фаза С точка N’» превысит 300 вольт. Крайним случаем будут ситуация, в которой точка N совпадёт с «Фаза А» или «Фаза В». Ещё раз смотрим на рисунок – перекос (отрезок N – N’, значение перекоса) в этой ситуации достигнет значения 220 В.

При этом на отрезке «Фаза С – N’» значение напряжения вместо 220В составит 380 В. Для бытового прибора, рассчитанного на максимальные 250 В это катастрофа. Конечно, защитные автоматы должны будут в таких условиях обесточить линию, но это произойдёт только при наличии нагрузки в цепи.

Подведём промежуточный итог: перекос фаз в трёхфазной сети – это ненормальная ситуация, приводящая к изменениям параметров сети,  что может привести к авариям. Давайте посмотрим, откуда возникает такой перекос, и можно ли с ним бороться.

 

Причины появления перекоса фаз

Мы уже подробно разбирали трёхфазную сеть, осталось рассмотреть ещё один аспект – обрыв нуля в трехфазной сети, который является самой неприятной аварией.

В электросетях обрыв любого провода уже авария, которая ни к чему хорошему не приводит, но разрыв нейтрали это особенная неприятность. Подавляющее количество квартир сегодня запитано от трёхфазных трансформаторов с глухозаземлённой нейтралью. Помимо безопасности именно эта нейтраль позволяет безболезненно выравнивать небольшие перекосы фаз в трехфазной сети, подавая в квартиры более-менее 220В с заземлением.

Отключаем нейтраль (например, в стояке подъезда). Что мы получим в итоге этой ситуации? Для начала мы получим неуправляемый процесс перераспределения напряжения (который будет зависеть от загрузки каждой из фаз в разных квартирах). Наиболее сопротивляющаяся (загруженная) фаза возьмет на себя функцию «нейтрали». Напряжение в ней начнёт повышаться до значений в 380В. Самая разгруженная фаза «просядет» до 127В или ниже. Результат будет прогнозируемый – выход из строя бытовой техники, перегоревшие лампы и прочие неприятности. Первыми выйдут из строя приборы с двигателями, потом с нагревательными элементами. Точные приборы тоже пострадают, но в меньшей степени. Современный телевизор вряд ли сгорит – выключится. Но стиральная машинка не выживет точно.

Хуже всего придётся тем, кто окажется «в конце» этой линии, нагрузки превысят допустимые, притом, что не все автоматы «сообразят», что пора отключиться. Здесь крайне велики риски возгораний, как приборов, так и проводки. Так что обрыв нуля в трехфазной сети – граничный случай, где полная несимметрия напряжений, отсутствие заземления = поражение током человека и гарантированная аварийная ситуация для электросети. На фото как раз пример крайнего перекоса фаз на тестовом приборе:

Результат обрыва нуля

Это, конечно, самая неприятная ситуация, но перепады напряжения в сети тоже не так безобидны, как кажется, особенно когда речь идёт о частном доме запитанном от трёх фаз.

Простое реле контроля напряжения, которое можно установить в квартире (или щитке), настроенное на принудительное отключение при изменениях именно напряжения, поможет уберечь от такой ситуации электропроводку и приборы.

Реле контроля напряжения

Вернёмся к другим причинам перекосов фаз в трехфазной сети, точнее нас больше интересует бытовое приложение – то есть двухфазная сеть квартиры или частного дома, которая является СОСТАВНОЙ частью трехфазной сети. Не стоит забывать именно об этой детали – наши две фазы лишь часть большой энергосистемы.

Очередной пример. В нашей квартире 4 линии. Возьмем все приборы, удлинители и тройники и всё включим в одну розетку одной линии. А в розетку другой линии включим мультиметр и посмотрим на то, что будет с напряжением. Что произойдёт? Да, автомат защиты прекратит это безобразие и отключит проблемную линию. Но перед этим мы увидим на мультиметре «свободной линии», что напряжение значительно превысит 220 В. Как раз на этом принципе и построена защита от перекоса фаз – распределение нагрузки.

Ещё раз – перекос фаз возникает в ситуации, когда одна из фаз «перегружена» нагрузкой, а другая «свободна». Те самые весы – на одну чашку мы складываем приборы, включая их один за другим, а вторая чаша весов пустая. Естественно чаша с приборами перевесит пустую.

В реальности для разветвлённой энергосистемы процесс сложнее, поскольку в процессе участвуют промышленные электроприемники, системы уличного освещения, а также реактивная мощность. Но смысл процесса именно таков – главная задача электрика, особенно доморощенного, такого как мы, правильно спрогнозировать нагрузки на разных участках электросети в квартире или доме, не допуская сосредоточения мощных потребителей в одной линии.

Обрыв нуля в многоквартирном доме

Способы защиты от перекоса фаз

Таким образом, для защиты от перекоса фаз используются следующие способы:

  1. Грамотное проектирование сети с прогнозом нагрузок. Это позволяет сбалансировать потребление так, что фазы участвующие в питание объекта нагружены равномерно.
  2. Использование приборов, позволяющих выравнивать нагрузку по разным фазам в автоматическом режиме, без участия оператора (для больших объектов).
  3. Изменение схемы потребления в уже существующих сетях, если были допущены ошибки проектирования сети или изначально не было возможности оценить мощность потребления на каждом участке.
  4. Изменение мощности потребителей в самых критических ситуациях.

Самым крайним способом исключения перекоса является перераспределение подачи энергии (переключение многоквартирного дома на более нагруженную линию), что позволяет проблемный объект «разбавить» большим количеством потребителей на всех трёх фазах.

Есть и другие способы, но они относятся к промышленному потреблению, мы рассматривать их не будем. И заметим, что грамотный проект (схема) не панацея, электросеть дома или квартиры не догма, она живёт вместе с жильцами и меняется так часто, что за несколько лет может отличаться от исходного состояния.

Главный вывод этой части статьи – прежде чем подключить электропроводку, продумайте, всё ли вы равномерно распределили по разным линиям. Если покупаете очень мощную стиральную машинку – сделайте для неё отдельную линию. Обратитесь к электрикам, которые помогут правильно эту линию включить. В конечном итоге несимметрия напряжений во всём подъезде это суммарные перекосы всех потребителей. Чем равномернее будет потреблять электричество Ваша квартира, тем меньше проблем будет на этаже, а чем больше будет таких этажей, тем стабильнее будет напряжение, тем дольше будут без проблем работать все электроприборы.

Заключение. Зачем в быту нужны знания о перекосах фаз?

Когда «фаза ушла» и случилась авария, сделать, конечно, ничего не получится, всё уже случится. Но, тем не менее, хотя бы общее представление о равновесии электросистемы должно быть, поскольку ряд признаков дадут понимание о том, что возможна аварийная ситуация. Основной проблемой перекоса фаз в трехфазной сети является перепад напряжений. Токи тоже будут меняться, но напряжение – основной признак, который даст понимание, что, возникают проблемы. Мы попробовали эти признаки расположить по наглядности, надеемся, это будет полезно, особенно если у Вас квартира в новостройке. Обрыв нуля в трехфазной сети мы рассматривать не будем, признаков тут нет, обычно это авария, имеющая слишком короткий временной промежуток до появления последствий, но, тем не менее, главное – обесточить свою электросеть. И важно – вынуть вилки из розеток! Итак, что должно вызвать подозрения:

  • Мигание энергосберегающих ламп или ламп дневного света. Даже мерцание должно насторожить, поскольку эти источники света наиболее чувствительны к напряжению;
  • Мигание ламп накаливания, тусклый или наоборот яркий свет. Изменение яркости, которое видно визуально, хороший повод выключить вводной рубильник, чтобы выяснить причину. В этом случае изменения напряжения уже большие;
  • Признаки нештатной работы электроприборов. Это относится к приборам с встроенной защитой – утюги, электрочайники, микроволновка и т.д. Чайник отключается, микроволновка не стартует. Это говорит о том, что напряжение в сети ниже допустимого. Автоматы защиты пока не реагируют, но параметры сети явно изменились;
  • «Тёплый» выключатель, которым включается свет. Вы можете и не увидеть мигания, но, выключая свет, почувствовали, что выключатель теплее стены. Это опасный признак;
  • При включении вилки в розетку видно (слышно) искрение. Не втыкайте вилку. Это уже совсем плохой признак. Возможно тот самый обрыв нуля в трехфазной сети;
  • Спонтанные отключения автоматов защиты, при отсутствии перегрузок и понимании, что нагрузка в квартире (доме) никак не изменилась. Выражается это при включении освещения или приборов включенных в сеть (тот же чайник). Как правило, в таких сетях хорошо сделана защита, приборы уцелеют, но меры предосторожности не помешают;
  • Искрение, звуки щелчков в щитке и подобные признаки при входе в квартиру должны насторожить больше всего. В таких ситуациях не стоит пытаться включить лампочку – лучше всего узнать у соседей, что у них происходит и вызывать аварийную бригаду энергетиков. То же самое стоит делать, если на площадке в подъезде лампочка сильно мигает или вообще перегорела (особенно с разрушением колбы). Это признаки аварийной ситуации всей электросети, а не только у Вас в квартире.

И, конечно, стоит подумать над тем, чтобы установить прибор, который может в постоянном режиме показывать напряжение: реле, индикатор или другой. Некоторые современные счётчики снабжены такой опцией, что позволяет визуально контролировать входное напряжение. Такого рода индикатор незаменим, поскольку не все умеют использовать измерительные приборы, да и сложно постоянно вольтметром или мультиметром измерять параметры. Отличный выход – стабилизатор напряжения для частного дома (в зоне ответственного оборудования), который показывает входное напряжение и то, которое он даёт на приборы.

Ну и никто не отменял здравый смысл, а также понимание того, что приборы никогда не начнут вести себя «как-то не так», особенно все сразу. Если это происходит – начинайте принимать меры до того, как перекос фаз приведёт к прямым убыткам. Помните, что энергетики, конечно, несут ответственность за параметры сети, но она ограничена и границами и множеством оговорок, так что в случае такого рода аварий, рассчитывать на компенсацию не приходится.

 


Похожие

Комментарии


Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.
  • Аватар пользователя
    Андрей 1 год назад
    ответить

    Это я стырю. Чёткач статья. Правда неверится что свет будет мигать. чё ему мигать если сила тока будет прежней? Лампа накаливания да. А вот светодиод и дневной свет мигать не станут. дневной тупо выключится а светодиоду по-момему вообще пофигу.



    • Аватар пользователя
      Юрий 1 год назад
      ответить

      Андрей, скоро будет опубликована статья про мигание ламп. Там все аспекты будут рассмотрены подробно. Ждите наших новых публикаций =:)



    • Аватар пользователя
      Василий 5 месяцев, 2 недели назад
      ответить
      Все-таки лампы дневного света мерцают! Медленно правда, но не заметить невозможно! Всегда когда слышишь как где-то стартанул сплит или холодильник, микроволновка - смотришь на лампы, а они то вспыхнут поярче, то потускнеют.


  • Аватар пользователя
    Александр 10 месяцев назад
    ответить
    Простите, ребятушки, но вы врете. При обрыве нейтрали наибольшее напряжение придется на наименее нагруженную фазу, сопротивление нагрузки которой - наибольшее. И именно эта нагрузка будет иметь наибольший риск пострадать. Фаза же, несшая наибольшую нагрузку, (имеющую меньшее сопротивление) как раз просядет по напряжению. Здесь в группе риска в основном окажутся электродвигатели. Дабы это проверить... блин, да без толку проверять, если вы сейчас, при написании столь серьезного материала вот так пишете, значит вы безграмотны. И мне нет смысла вас поправлять.


    • Аватар пользователя
      Борис 10 месяцев назад
      ответить
      Александр, То, о чём Вы говорите это в ситуации, когда наименее нагружена фаза таковой и останется. Но в ситуации перекоса фаз изменения будут динамическими. Да, ЭД пострадают первыми, об этом в статье отмечено. Перед нами не стоит задача замучить читателя формулами. Мы, прежде всего, пытаемся простыми словами и терминами объяснить, что такое электричество. И мы делаем связанные статьи. Каждая следующая вытекает из предыдущих. Большое спасибо за это замечание, наверное, в статье нужно было отметить это особо. Но нам кажется в бытовых условиях, читателям всё же нужны не точные формулы, а скорее понимание того, что происходит и что делать. И хочется добавить. Мы ещё не подошли к серьёзным материалам. Мы пишем для людей, а не для тех, кто на электрике уже не одну собаку съел. Поймите нас правильно. Остановите на улице 10-ть человек и спросите у них про закон Ома. И попросите его написать. Нам было бы интересно узнать итоги этого нехитрого эксперимента.


  • Аватар пользователя
    Андрей 4 месяца, 3 недели назад
    ответить
    При перекосе фаз используйте ТСТ2 , ТСТ 2ОР и их модификации


  • Аватар пользователя
    Виктор 2 месяца, 3 недели назад
    ответить
    цитата из вашей статьи ---Отключаем нейтраль (например, в стояке подъезда). Что мы получим в итоге этой ситуации? Для начала мы получим неуправляемый процесс перераспределения напряжения (который будет зависеть от загрузки каждой из фаз в разных квартирах). Наиболее сопротивляющаяся (загруженная) фаза возьмет на себя функцию «нейтрали». Напряжение в ней начнёт повышаться до значений в 380В. Самая разгруженная фаза «просядет» до 127В или ниже. ---------------------------- Правильно ----Самая разгруженная фаза будет иметь завышенное напряжение. Ведь в ней мало тока , разгружена. ------------------------------------------------------- А вот это место цитата ----Наиболее сопротивляющаяся (загруженная) фаза---- Вопрос , она наиболее загруженная (с большим током) , или наиболее сопротивляющаяся , то есть с наибольшим сопротивлением и малым током ? ====================== Что за бред?


  • Аватар пользователя
    Андрей 1 месяц, 4 недели назад
    ответить
    Да, все таки, статьи надо давать читать давно практикующим электрикам перед публикацией


  • Аватар пользователя
    Андрей 1 месяц, 3 недели назад
    ответить
    -- В конечном итоге несимметрия напряжений во всём подъезде это суммарные перекосы всех потребителей. -- Именно поэтому для подъезда в целом 36 квартир со случайными перекосами статистически эквивалентны 36 квартирам без перекосов. А на практике, во-первых, квартиры с двух/трёхфазной сетью встречаются нечасто, а во-вторых, перекос нагрузки в каждой квартире в конкретный момент времени зависит от включенных потребителей, поэтому внутри одной квартиры нагрузка не может быть всегда сбалансированной. Принцип же разводки мощных потребителей отдельными линиями к перекосу фаз вообще не имеет никакого отношения.


  • Аватар пользователя
    Сергей 2 дня, 18 часов назад
    ответить
    Смысл обвинять автора?! Пишите поправки и как правильно. А вообще статья для кого?! Непонятно. Большинство людей вызовут электрика. Либо рукожопа. Для электриков?


    • Аватар пользователя
      Авторы 1 день, 19 часов назад
      ответить
      А вы помогите нам! Пишите правки в комменты или скиньте на почту предложение по статье.



Оставить комментарий


Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.

Полезен ли Вам наш проект?

Полезен, вы делаете мир лучше

Скорее полезен, чем нет

Нет, однозначно нет