Prečo je zahrievaný neutrálny vodič

Zahrievanie neutrálneho vodiča môže spôsobiť jeho vyhorenie a spôsobiť úraz elektrickým prúdom. Najčastejšie sa to stáva, keď sú záťaže nerovnomerne rozdelené vo fázach v trojfázovej elektrickej sieti a kvôli zlému kontaktu. V tomto článku vysvetlíme, prečo je nulový vodič zahrievaný a čo robiť v tejto situácii.

Trojfázový prúd

Kvôli dôvodom vyhrievania nuly musíte pochopiť, ako funguje trojfázová sieť. Zaťaženie v trojfázovej sieti môže byť spojené pomocou hviezdy a trojuholníka a môžu byť tiež pripojené vinutia napájacieho transformátora. Vinutie má dva závery - koniec a začiatok.

Ak sú konce vinutia trojfázového transformátora spojené v jednom bode, potom hovoria, že ide o schému zapojenia hviezd. Podľa Kirchhoffových zákonov bude v bode ich spojenia (O) prúd vždy nulový, to znamená, že bude prúdiť z fázy do fázy. Ak je záťaž v každej z fáz (a, b, c) rovnaká, napätie na začiatku vinutia (A, B, C), ako aj prúd v nich budú rovnaké. Čo je znázornené na nasledujúcom vektorovom diagrame, kde fázy prúdov a napätí sú označené vektormi a posunuté o jednu tretinu periódy voči sebe (120 stupňov).

R1 = R2 = R3

I = 11 + I2 + I3 = 0

Poznámka:

Symetrický sa nazýva také trojfázové zaťaženie, v ktorom je záťažový odpor (resp. Spotrebovaný prúd alebo výkon) každej z troch fáz rovnaký.

Akonáhle sa však prúd vo fázach začne líšiť, keď sa záťaž vo fázach líši výkonom, napätie vo fázach sa začne navzájom líšiť. Toto sa nazýva fázová nerovnováha.

Na vyriešenie tohto problému je pripojovací bod záťažovej hviezdy pripojený k pripojovaciemu bodu transformátorovej hviezdy. Nazýva sa to neutrálny alebo neutrálny vodič alebo jednoducho nula.

Napájací zdroj pre figuríny doma

Hladko sme začali praktizovať, keď sa pripájajú jednofázoví zákazníci k trojfázovej sieti, záťaže sú často nerovnomerné, tj asymetrické.

Toto sa často vyskytuje v bytových domoch. V dome sa začínajú tri fázy a nula, v každom byte jedna fáza a nula. V jednom byte sú zapnuté iba chladničky a žiarovky, v druhom výkonný elektrický ohrievač a v treťom nie je nič zapnuté. To znamená, že záťaže vo fázach nie sú rovnaké. V súčasnosti sa v bytoch často nachádza trojfázový vstup, ale situácia sa od tohto nezmení.

V súkromných domoch je situácia podobná - na ulici prechádza pozdĺž pólov trojfázová vedenie na prenos energie a V dome sa začína 1-3 fázy a nula.

Napriek tomu, prečo sa zahrieva

V dôsledku nerovnomerného rozdelenia záťaže cez fázy v domoch a bytoch pozdĺž neutrálneho vodiča prúdi prúd. Všimli ste si, že v silných 4 žilových kábloch sú 3 „fázové“ vodiče s rovnakou prierezovou plochou a štvrté jadro je zvyčajne „nulové“ alebo „uzemnené“?

Je to presne kvôli skutočnosti, že pri symetrickom zaťažení ním nebude pretekať žiadny prúd a pri nesymetrickom zaťažení by mal byť prúd menší ako vo fázovom vodiči. To sa však vždy nestane.

S nelineárnymi záťažami, ako aj záťažami, ktoré spotrebúvajú prerušovaný prúd (spínacie zdrojea teraz sa používajú všade) prúdy vo fázach sa navzájom nezrušia, navyše sú nasýtené rôznymi harmonickými zložkami ... To všetko je dôvod, prečo prúdy v mieste spojenia hviezdy nie sú jednoducho kompenzované a môže sa ukázať, že prúd je v nule drôt bude viac ako vo fáze.

Keď elektrický prúd tečie, vodič sa zahrieva, je to v praxi dokonalé dielo Joule-Lenzovho zákona. Hovorí, že čím väčší je odpor vodiča a čím dlhšie elektrický prúd tečie, tým viac tepla sa naň uvoľní.

Pripomíname tiež, že čím menší je prierez vodiča a čím väčšia je jeho dĺžka, tým väčší je odpor.Okrem toho závisí aj kvalita kontaktov na pripojení svoriek a vodičov prechodový odpor, Zjednodušene povedané, čím väčšia je kontaktná plocha kontaktov a čím silnejšie sú pritláčané proti sebe - čím menší je prechodový odpor a tým menšie je ich zahrievanie.

Pri takom kontakte, ako je to na obrázku nižšie, sú povrchy rovné, plocha sa bude rovnať ploche špičky dotýkajúcej sa podložky, plus odpor samotnej podložky a oblasť jej kontaktu s medenou prípojnicou. Ak sú všetky komponenty v dobrom stave, nemajú oxidy a sadze, výsledný prechodný odpor bude nízky.

Ak sú povrchy spálené, oxidované alebo hrdzavé, kontakt sa získa tak, ako je to znázornené na obrázku nižšie. Je tu jasne vidieť, že dotyky sa vyskytujú v jednotlivých bodoch, a nie v celej oblasti.

Svorkovnice VAGO a ďalšie pružinové svorkovnice, kontaktná plocha dosky s okrúhlym vodivým jadrom je pomerne malá, a preto hlavnou oblasťou použitia takýchto svorkovníc sú obvody s prúdom 8 až 16 ampérov, v zriedkavých prípadoch, keď je svorkovnica štrukturálne schopná prechádzať väčším prúdom.

V svorkových blokoch a pneumatikách skrutiek je kontaktná plocha určovaná skôr oblasťou skrutky, ktorá tlačí na vodivé jadro. Nižšie vidíte svorkovnice v plastovom puzdre.

Vo vnútri polyetylénového puzdra je umiestnená objímka z mosadze a dvoch skrutiek. Z dôvodu konštrukcie nie je možné holé lanká pripojiť k skrutkovým svorkovniciam. Musia byť konzervované alebo zvlnené špičkami NShVI.

Preto pri podobnom princípe činnosti poskytujú svorkovnice na karbolitovej báze lepší kontakt vďaka štvorcovej doštičke. Okrem toho si môžete z drôtu vyrobiť prsteň a zabaliť ho skrutkou alebo použiť tipy ako NKI.

Ak máte záujem o spôsoby a prostriedky na pripojenie vodičov - napíšte do komentárov a urobíme prehľad všetkých typov s uvedením výhod a nevýhod každého z nich.

Kde je teplo

Prečo je nula zahrievaná, prišli sme na to a teraz zistime, kde sa to stane najčastejšie. Predovšetkým môže v ústredni pri vchode do budovy vyhorieť nula. Toto je najbežnejšia situácia, pretože záťaž zo všetkých bytov a zo všetkých troch fáz leží na nulovom vodiči.

Ďalej sa často vyskytujú problémy na nulovej zbernici v elektrickom paneli pohonu. Ak nejaké autobusy vôbec existujú a nie sú pripojené ako na nasledujúcej fotografii.

Zbernica sa často montuje priamo na telo prístupového elektrického panela a potom vyzerá ako na nasledujúcom obrázku.

V koncových blokoch ističov sa vyhrieva nula až po karbonizáciu častí puzdra.

Ak máte starú kabeláž a zástrčky s poistkami alebo dopravné zápchy, potom venujte pozornosť skrutkovým svorkovým blokom a samotnej základni zástrčky. Niť a centrálny kontakt môžu oxidovať a horieť, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Bežné pneumatiky sú veľmi často náchylné na problémy s vypaľovaním. Je to kvôli ich zariadeniu a dodržiavaniu pravidiel pre prácu s nimi. Metóda spájania vodičov síce síce je určite vhodná, ale takéto kontakty je potrebné aspoň občas revidovať - ​​aby sa pásy a roztiahli, inak získate to, čo je znázornené na obrázku nižšie.

V normálnom stave by to malo vyzerať takto:

Riešenie problémov spôsobených zahrievaním je jednoduché - odizolujte kontakty, vodiče a znova ich roztiahnite. Ak je svorkovnica veľmi prehriata - vymeňte ju, ak bol vodič v stroji zahriaty, možno bude potrebné vymeniť aj stroj!

Čo sa stane ďalej a ako sa vyhnúť následkom?

Keď sa zahrieva, kontakt začína horieť a zhoršuje sa. Skrutkové svorky sú oslabené kvôli tepelnej rozťažnosti a následnému ochladeniu po vyložení. To spôsobuje lavínovitý proces rastu rezistencie a zahrievania zlúčeniny. Výsledkom je, že nula skôr alebo neskôr úplne vyhorí.Súčasne sa môže navonok javiť, že je stále v koncovej lište, ale v skutočnosti budú všetky priľahlé povrchy pokryté vrstvou oxidov a sadzí.

Potom sa objaví fenomén, o ktorom sme hovorili na začiatku článku - fázová nerovnováha.

Poznámka:

Skutočnosť, že nula čoskoro vyhorí, môže byť nepriamo posúdená častými výpadkami a zvyšovaním napätia, najmä ak máte trojfázový vstup a nainštalované voltmetre alebo napäťové relé a indikáciu napätia v sieti. Ak je napätie stále stabilné (alebo odchýlky sú zanedbateľné) - potom je zapojenie v poriadku.

Pri fázovej nerovnováhe sa záťaž, v našom prípade súkromné ​​domy alebo byty, sériovo zapojí pri 380 voltoch. Napätie bude rozdelené podľa Ohmovho zákona - ak je zapnutá väčšia záťaž - napätie klesne (záťažový odpor je malý) a v byte, kde je zapnuté minimum elektrických spotrebičov, sa napätie zvýši (záťažový odpor je vysoký).

Dôsledkom fázovej nerovnováhy v najlepšom prípade bude vypálenie vodičov na vstupe, vyradenie stroja atď. V najhoršom prípade sa vplyvom zvýšeného prúdu môže izolácia vodiča roztaviť a môže dôjsť k požiaru.

Ak chcete chrániť svoj domov pred účinkami vyhorenia, odporúčame inštaláciu relé na monitorovanie napätiaešte lepšie spárované s SPD, Regulátor napätia pri vstupe do bytu v tejto situácii nemusí problém vyriešiť a sám zlyhá.

Schému zapojenia napäťového relé nájdete nižšie.

Ako také zariadenia odporúčame populárne modely:

• UZM-50TS (kombinované zariadenie s funkciou voltampérmetra);

• Digitop VA-32 (lacná, ale spoľahlivá možnosť, model sa môže líšiť v závislosti od menovitého prúdu);

• RN-106.

Comments

[#1 Alex]

Nemyslím si, že článok úplne pochopil otázku „prečo je vyhrievaný nulový vodič.

Nevyvážené záťaže skutočne spôsobujú prúd v neutrálnom vodiči trojfázového systému. Je to trojfázové, t.j. neovplyvňuje zvyčajného „jednofázového používateľa“ a jeho nula sa neprehrieva. Stáva sa to pred ním v prívodnej linke 3ph a nijako na ňom nezávisí.
Musíme však vziať do úvahy, že v trojfázovej línii, ako je asymetria nemôžu uveďte prúd na nule väčší ako prúd vo fázovom vodiči. NEDÁ! Pretože v rôznych fázach dochádza k posunu napätia o 120 stupňov, čo jednoducho nedovolí, aby sa to stalo. Preto pri rovnomernom fázovom zaťažení bude prúd v neutrálnom vodiči nulový, aj keď vo všetkých fázach bude maximálny možný pre dané vedenie. To znamená, že prúdy rôznych fáz sa vzájomne odpočítavajú v neutrále.

Ale nelineárne zaťaženie, všetci pulzujúci spotrebitelia vrátane výbojok (žiarivky) môžu viesť k prehriatiu nuly. V súčasnosti je takýchto záťaží skutočne veľa a ich významný podiel na celkovej spotrebe energie vo všetkých troch fázach môže zvýšiť prúd v neutrálnom vodiči trikrát v porovnaní s prúdom vo fázach.
Prečo? Všetko je veľmi jednoduché, na vine sú práve „harmonické zložky“, ktoré sú uvedené v článku. A ešte presnejšie ich tretia (a násobky troch) harmonických - 3, 9, atď. V podstate samozrejme, tretí ovplyvňuje, pretože najväčší je najväčší. Ak nakreslíme svoju tretiu harmonickú na sínusoidy všetkých troch fáz, bude zrejmé, že ak sa základné harmonické zložky rôznych fáz vzájomne odpočítajú na nule, potom sa aritmeticky sčítajú tretie harmonické prúdy. Preto je prúd nulový a teoreticky môže byť trikrát väčší ako vo fáze. Ale to je v tých sieťach, ktoré sú plne zaťažené zavádzaním spotrebiteľov.
“On Fingers” je ťažké pochopiť, ale o tom si môžete prečítať viac (pozri obrázky) v knihe E.A. Kaminsky "Star, Triangle, Zizag". Odkazy na túto knihu na internete - more, boli opakovane vytlačené.