Напряжение смещения нейтрали определяется по следующей формуле:
- Еа, Ев, Ес — ЭДС источника питания
- Уа, Ув, Ус — проводимости фаз потребителя, напомним, что проводимость — величина обратная полному сопротивлению, то есть У=1/Z
- 00’ — эти точки соответствуют нулю нагрузки и нулю генератора (трансформатора), питающего данную нагрузку
Под смещением нейтрали понимают, что между нулевым проводом источника и нагрузки возникает напряжение, а по нулевому проводу течет ток. Но, это в случае, если нулевые провода соединены. Если же нулевой провод источника и нагрузки не соединен, то смещение нейтрали может вызвать нарушение магнитного равновесия в трансформаторе.
Нулевой провод
Случай 3 — нагрузка по трем фазам разнородная
В случае с разнородной неравномерной нагрузкой нейтральная точка нагрузки (0’) вышла за пределы треугольника. Значения же фазных напряжений на нагрузке превышают это значение на источнике питания в несколько раз. Однако, не следует забывать, что это смещение происходит только на нагрузке, а не на источнике питания.
Неоднородность нагрузки будет влиять на источник питания (трансформатор или генератор), только, если относительно источника эта нагрузка будет велика. В этом случае может произойти нарушение магнитной устойчивости трансформатора.
Следует помнить, чем выше нагрузка, тем большее влияние на систему она может оказывать, аналогично, как большие двигатели серьезнее просаживают напряжение на шинах при перерывах питания на электростанциях.
Последствия обрыва нуля в трехфазной сети
- Электрики ремонтировали ввод в подъезд. И во время ремонта на несколько секунд был отключен рабочий ноль. Произошло очень неприятное: вернувшись домой вечером, люди обнаружили, что у них погорели телевизоры, холодильники, зарядки, и т.п. – то, что у нас постоянно включено в розетки. Хорошо, что ещё не произошел пожар.
- Пришёл по вызову, жалоба – плавает напряжение. Меряю напряжение (всё выключено) – почти 300 вольт. Затем при включении лампы накаливания напряжение падает до 70В… Оказалось, в этажном щитке выгорел болт, на который приходит ноль. Произошел обрыв нуля, перекос фаз, напряжения пошли вразнос. Заменил болт, восстановил контакт, напряжение нормализовалось.
Болт нуля. Ржавый, периодически не контачит. Если его менять без отключения, 100% в подъезде погорит техника!
Нулевой провод отгорел от второго болта. Видно, как он отвалился под натяжением. Прежде, чем отвалиться, он ПОЧТИ переплавил изоляцию фазных проводов (вертикальные, красный и белый).
Сервер ещё не включали, возможно, интеллектуальный ущерб будет больше…
На месте этой трагедии я установил трехфазное реле напряжения Барьер, читайте статью по ссылке.
Как видно, такие проблемы происходят из-за неправильных действий “электриков” либо из-за самопроизвольного обрыва (отгорания) нулевого провода в старом жилом фонде.
В этой статье подробно расскажу, почему такое бывает и как с этим бороться.
Фаза и ноль в электрике — назначение фазного и нулевого провода
Обрыв нуля во входном щитке дома или квартиры.
Во входном щитке дома или квартиры нулевой провод может оборваться на вводном автоматическом выключателе или на нулевой шине. Как правило, ослабляется винтовое соединение, из-за чего теряется контакт между проводом и зажимом, или, в редких случаях, нулевой провод обламывается на зажиме и повисает в воздухе.
Также из-за плохого контакта между зажимом и проводом происходит нагрев и обгорание провода и, как следствие, между ними образуется большое переходное сопротивление в виде нагара
При отсутствии нуля все электрические приборы в доме работать не будут. Но если останется включенный в розетку хоть один бытовой прибор или останется включенный выключатель света, фаза через радиокомпоненты блока питания
бытовой техники или
нить накала
лампы беспрепятственно пройдет на нулевую шину, а с шины на все нулевые провода электрической проводки. И как следствие, на обоих гнездах розеток и контактах выключателей будет присутствовать фаза. Это объясняется тем, что все нулевые провода электрической проводки соединяются вместе на нулевой шине.
Для определения такой неисправности достаточно отключить из розеток все бытовые приборы и отключить все выключатели света или выкрутить лампочки. После этих действий вторая фаза из розеток и контактов выключателей пропадет. Лечится неисправность восстановлением контактов на зажимах вводного автомата или на нулевой шине.
Роль нулевого провода при соединении звездой
Звезда — это особый способ соединения концов обмоток генератора, при котором все они соединяются в одну точку, называемую нейтралью.
При этом провода на выходе у потребителя также соединяются в аналогичную точку, а провод, соединяющий две нейтрали, называется нулевым. Провода же, соединяющие начало фазы у потребителя и генератора называются линейными.
Готовые работы на аналогичную тему
В случае подключения трёхфазного двигателя нагрузка для всех трёх фазовых проводов будет одинаковая, соответственно, возвращение остаточного тока на генератор возможно по одному из фазовых проводов, на котором фазовое напряжение в данный момент времени равно нулю.
Если же нагрузки на стороне потребителя неодинаковые, остаточный ток после каждой нагрузки будет выходить разным и, соответственно, фазовое напряжение тоже будет разное.
Если говорить упрощённо, в каждый момент времени оно будет равно напряжению между проводом, который в данный момент времени не является несущим фазовый ток, и фазовым проводом — то есть оно будет разным.
Использование же нулевого провода в таком случае поможет предотвратить эти перепады и таким образом исключить возникновение неисправностей в сети.
Рисунок 1. Роль нулевого провода в трехфазной цепи при соединении звездой
На рисунке представлена схема подключения трёхфазной цепи при подключении звездой.
Ток по нейтральному проводу, соединяющему между собой две нейтрали, будет течь только при включении (или выключении) всей системы и старте работы первой из обмоток генератора.
В остальное время он будет возвращаться на генератор по фазовым проводам по очереди.
Фазовое напряжение на рисунке обозначено с помощью букв $U_A$, $U_C, U_B$, ЭДС на обмотках генератора — $E_C, E_A$ и $E_B$, а ток, текущий по фазовым проводам — буквами $I_C, I_A$ и $I_B$.
Сам генератор обозначен буквой $G$, а потребитель буквой $M$. Сопротивления у потребителя обозначены буквами $Z_A, Z_B$ и $Z_C$.
Линейные напряжения — то есть напряжения между фазами — обозначены соответственно $U_CA, U_AB, U_BC$. На рисунке стрелками показаны провода, к которым нужно подключить вольтметр для измерения линейного напряжения.
