Зачем нужен нейтральный провод: Особенности нейтрального провода

Содержание

Нейтральный провод, нулевой провод, защитный ноль, заземление, земля, средний провод в сетях 220/380В. Жаргон электриков и здравый смысл.


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование — стандарты, размеры / / Электрические разъемы и провода (кабели)  / / Нейтральный провод, нулевой провод, защитный ноль, заземление, земля, средний провод в сетях 220/380В. Жаргон электриков и здравый смысл.

Нейтральный провод, нулевой провод, защитный ноль, заземление, земля, средний провод в сетях 220/380В. Жаргон электриков и здравый смысл.

Что это за сети?

Понятие

Описание

Практическии важно помнить

«Нейтральный =нулевой рабочий провод» провод,соединяющий между собой нейтрали электроустановок в трёхфазных электрических сетях. Обозначается «N»
  • не обязательно имеет нулевой потенциал даже в трехфазной сети, даже глухозаземленный
  • в однофазной сети проводит полный рабочий ток , в трехфазной, при некоторых условиях, тоже (уменьшение сечения недопустимо)
  • может быть заземлен (глухозаземленная нейтраль), а может не быть (изолированная нейтраль)
  • если на распределительном устройстве N и PE соединены (PEN), до для разводки по розеткам все равно обязательно требуется использовать 2 провода. (если Вы так не сделаете, то при ремонте розетки перепутав фазу и рабочий ноль Вы подадите фазное напряжение на PE контакт розетки, например, есть и другие смертельно опасные варианты)
«Средний провод» это неправильное понятие , скорее всего имеется в виду нейтральный, но (редко) и защитное заземление проясняйте
«Нулевой провод» это неправильное понятие либо см. нейтральный, либо — защитное заземление проясняйте
«Земля» это неправильное понятие, либо это защитное заземление, либо нейтральный провод проясняйте
«Защитное заземление» провод, соединенный с заземляющим устройством , всегда обознаяается PE (Protective Earthing), если обозначен PEN — значит замкнут на нейтральный.
  • заземляющее устройство само по себе неэлементарная вещь (читайте ПУЭ). Один наш товарищ выполняя требования ПУЭ провел полную неделю на улице с лопатой, когда был еще научным сотрудником.
  • не обязательно имеет нулевой потенциал
  • лучше не уменьшать сечение по сравнению с рабочим проводом
  • используйте всегда отдельный провод для разводки с распределительного устройства
  • использование водопроводных и газовых труб для заземления недопустимо
«Защитный ноль» это — защитное заземление в варианте PEN (соединен на нейтраль) см. «Защитное заземление»



Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Для чего используют нулевой провод и зануление

Сентябрь 17th, 2016 admin

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «Простоэлектрик». В этой статье вы узнаете,  для чего нужен нулевой провод в трехфазной сети. При соединении  обмоток генератора в схему «звезда», концы его обмоток объединяют в одну общую точку, называемую нейтралью. Присоединяя к этой точке проводник, образуется трехфазная четырехпроводная система с нулевым проводом. Нейтральный и фазный проводники образуют однофазное напряжение 220 В, равное разности потенциалов между началом и концом любой из обмоток генератора. Согласно законам Кирхгофа суммы токов или напряжений в узлах равны нулю, которыми и являются нейтрали источников. Однако в действительности из-за несимметричной нагрузки по фазам по нулевому проводнику будет протекать ток, который будет ограничиваться внутренним сопротивлением этих проводников и электропотребителя.

При эксплуатации электрических аппаратов изоляция их проводников под воздействием различных агрессивных факторов со временем утрачивает свои диэлектрические свойства, в результате чего на токопроводящих деталях может появиться потенциал или произойдет замыкание на корпус. Поэтому, в целях электробезопасности все металлические части электроприборов заземляют и зануляют.

Рассмотрим случаи прикосновения человека к заземленному и незаземленному корпусу при однофазном коротком замыкании. Если произошел пробой изоляции на токопроводящую оболочку, не присоединенную к заземлению, то ток потечет по цепи: фаза на корпусе-человек – земля — сопротивление изоляции между двух других фаз и землей.

В случае, когда человек прикоснется к заземленному корпусу, то электрический ток пойдет как через его тело, так и по заземлителю. Причем ток, протекаемый по телу человека будет настолько меньше тока заземлителя, настолько больше внутреннее сопротивление человека и переходное сопротивление при контакте ноги с землей.

Напряжение на корпусе или напряжение прикосновения можно определить по следующему выражению:

Uk = Ik*Ro = Uф*Ro/(Ro+Rф),

Ik — ток короткого замыкания, А;

Ro — сопротивление нулевого провода, Ом;

Uф — фазное напряжение, В;

Rф — сопротивление фазного провода, Ом.

Тогда, используя данную формулу, если поперечное сечение нулевого провода будет в 2 раза меньше сопротивления фазного, то напряжение на корпусе будет составлять 147 В.

Для электробезопасности обслуживающего персонала сопротивление заземлителя должно быть не ниже значения, установленного требованиями ПУЭ для различных элементов действующих электроустановок.

Одним из важных требований ПУЭ является выполнение повторного заземления нулевого провода на воздушных линиях электропередач с глухозаземленной нейтралью напряжением 400 В.

на Ваш сайт.

6. Почему в нейтральный провод не ставят предохранители?

Нейтральный провод необходим для выравнивания фазных напряжений нагрузки, когда сопротивления этих фаз различны.

Благодаря нейтральному проводу, каждая фаза нагрузки оказывается включенной на фазное напряжение генератора, которое практически не зависит от величины тока нагрузки, так как внутреннее падение напряжения в фазе генератора незначительно. Поэтому напряжение на каждой фазе нагрузки будет практически неизменным при изменениях нагрузки.

Если сопротивления фаз нагрузки будут равными по величине и однородными, то нейтральный провод не нужен. Примером такой нагрузки являются симметричные трехфазные токоприемники.

Обычно осветительная нагрузка не бывает симметричной, поэтому без нейтрального провода ее не соединяют звездой. Иначе это привело бы к неравномерному распределению напряжений на фазах нагрузки: на одних лампах напряжение было бы выше нормального и они могли бы перегореть, а другие, наоборот, находились бы под пониженным напряжением и горели бы тускло.

По этой же причине никогда не ставят предохранитель в нейтральный провод, так как перегорание предохранителя может вызвать недопустимые перенапряжения на отдельных фазах нагрузки.

7. Почему трёхфазный двигатель включают в трёхфазную сеть звездой без использование нейтрального провода

Трёхфазный двигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока. В прошлом семестре мы делали работу, по этому вопросу. Если подключать без нейтрального провода синхронно, то фазные напряжения равны, нагрузка распределялась равномерно. Если подключать без нейтрального провода несимметрично, то напряжение возрастало на той фазе где больше R. При включенном нейтральном проводе симметрично, напряжение равное. Но если несимметрично, то нагрузка на фазах и напряжение не увеличивается, а в нейтральном проводе появляется ток. Следовательно, если у нас симметричное соединение, то нейтральный провод не нужен. Если не симметричные, то он компенсирует скачки напряжения на фазах

8. Какие величины изменяются если переключить фазы работающего трёхфазного нагревателя с треугольника на звезду.

При переключении со звезды в треугольник обмоток генераторов или вторичных обмоток трансформаторов напряжение в сети понижается в 1,73 раза, например с 380 до 220 В. Мощность генератора и трансформатора остается такой же. Почему? Потому что напряжение каждой фазной обмотки остается таким же и ток в каждой фазной обмотке такой же, хотя ток в линейных проводах возрастает в 1,73 раза.При переключении обмоток генераторов или вторичных обмоток трансформаторов с треугольника в звезду происходят обратные явления, т. е. линейное напряжение в сети повышается в 1,73 раза, например с 220 до 380 В, токи в фазных обмотках остаются теми же, токи в линейных проводах уменьшаются в 1,73 раза. При переключении ламп с треугольника в звезду (при условии, что лампы при соединении в треугольник горят нормальным накалом) лампы будут давать тусклый свет. Значит, лампы, например, на 127 В в сеть напряжением 127 В должны включаться треугольником. Если же их приходится питать от сети 220 В, необходимо соединение в звезду с нулевым проводом (подробнее см.

§ 2). Соединять в звезду без нулевого провода можно только лампы одинаковой мощности, равномерно распределенные между фазами, как, например, в театральных люстрах. Как объяснено выше, при переключении электродвигателя с треугольника в звезду мощность его снижается примерно втрое. И наоборот, если электродвигатель переключить со звезды в треугольник, мощность резко возрастает, но при этом электродвигатель, если он не предназначен для работы при данном напряжении и соединении в треугольник, сгорит.

Нейтральный провод служит для

Нейтральный (нулевой рабочий) провод — провод, соединяющий между собой нейтрали электроустановок в трёхфазных электрических сетях.

Содержание

Назначение [ править | править код ]

При соединении обмоток генератора и приёмника электроэнергии по схеме «звезда» фазное напряжение зависит от подключаемой к каждой фазе нагрузки. В случае подключения, например, трёхфазного двигателя, нагрузка будет симметричной, и напряжение между нейтральными точками генератора и двигателя будет равно нулю. Однако, в случае, если к каждой фазе подключается разная нагрузка, в системе возникнет так называемое

напряжение смещения нейтрали, которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. На практике это может привести к тому, что часть потребителей будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Пониженное напряжение приводит к некорректной работе подключённых электроустановок, а повышенное может, кроме этого, привести к повреждению электрооборудования или возникновению пожара.
Соединение нейтральных точек генератора и приёмника электроэнергии нейтральным проводом позволяет снизить напряжение смещения нейтрали практически до нуля и выровнять фазные напряжения на приёмнике электроэнергии. Небольшое напряжение будет обусловлено только сопротивлением нулевого провода.

Обозначение [ править | править код ]

Нулевой рабочий провод обозначается буквой N. Если нулевой рабочий провод одновременно выполняет функцию нулевого защитного провода (в системе заземления TN-C), то он обозначается как PEN. Согласно ПУЭ цвет нулевого рабочего провода должен быть голубым или бело-голубым [1] . Такая же расцветка принята в Европе. В США цвет нулевого рабочего провода может быть серым или белым.

Нейтраль в ЛЭП [ править | править код ]

В линиях электропередач разных классов применяются различные виды нейтралей. Это связано с целевым назначением и различной аппаратурой защиты линии от короткого замыкания и утечек. Нейтраль бывает глухозаземлённая, изолированная и эффективно-заземленная.

Глухозаземлённая нейтраль [ править | править код ]

Применяется в линиях напряжением от 0,4 кВ и до 35 кВ, при небольшой длине ЛЭП и большом количестве точек подключения потребителей. Потребителю приходят 3 фазы и ноль, подключение однофазной нагрузки осуществляется между фазой и нулевым проводом (нейтралью). Нулевой провод генератора также заземлён.

Изолированная нейтраль [ править | править код ]

Применяется в линиях с напряжением свыше 2 кВ до 35 кВ, такие линии имеют среднюю протяжённость и сравнительно небольшое число точек подключения потребителей, которыми обычно являются ТП в жилых районах и мощные машины фабрик и заводов.
В линиях на 50 кВ может применяться как изолированная, так и эффективно-заземлённая нейтраль.

Эффективно заземленная нейтраль [ править | править код ]

Применяется на протяжённых линиях с напряжением от 110 кВ до 220 кВ (п. 1.2.16 ПУЭ) Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так с эффективно заземленной нейтралью. Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.

Новые камеры для имитации условий окружающей среды серии Сlimate 3000 производства фирмы Vötsch

Компания Vötsch Industrietechnik GmbH (Германия) является мировым лидером в производстве испытательного оборудования на основе имитации условий окружающей среды, максимально приближенных к условиям эксплуатации испытываемых изделий. В 2007 г. компания разработала и ввела в производство новую серию камер для климатических испытаний Climate 3000, которая основательно отличается от предыдущего поколения аналогичного оборудования серии VT и VC. Внедрение последних технологий позволило совместить высокое качество, простоту эксплуатации и сервисного обслуживания.

Фундаментальные основы обработки видеоизображений. Часть 2

В этой части статьи рассматриваются составные компоненты видеосистем и вопросы эффективного перемещения видеоданных между ними.

Разработка радиочастотных систем на операционных усилителях. Часть 1

В первой части статьи, посвященной построению высокочастотных схем на операционных усилителях, рассматриваются характеристики ОУ, важные с точки зрения высокочастотной техники.

20 мая

Настоящая статья представляет собой сокращенный перевод статьи специалистов американской компании Power Conversion [1]. Ниже обсуждаются весьма распространенные заблуждения о значении нейтрального провода и его роли в электропитании. Длина линий связи между различным оборудованием может достигать десятков и сотен метров, и иногда низкое качество «земли» или неверное к ней подключение может привести к очень высокому уровню помех. Надеемся, что данная статья поможет рассеять некоторые недоразумения об использовании нейтрального провода. Мы умышленно сохранили оригинальную терминологию, хотя иной раз она и непривычна для нас.

большинстве офисов, где используется обычная однофазная трехпроводная система электропитания, нейтральный провод является одним из трех проводов настенных розеток. В некоторых околотехнических и рекламных статьях о продукции, предназначенной для защиты по питанию, этому проводу приписываются «особые» качества. Чаще всего ошибочные суждения высказываются в отношении его функции и того, как он используется электронным оборудованием. Иногда, приобретая устройство для защиты по питанию, покупатель узнает о том, что нейтральный провод требует специального с ним обращения.

У обычной офисной настенной розетки имеются три провода — питающий, нейтральный и заземляющий. Всему офисному оборудованию для работы требуются только питающий и нейтральный провода. Третий, или заземляющий, провод подключен к открытым металлическим частям оборудования. Внутри здания заземляющие провода всех электрических розеток соединяются друг с другом и контактируют с водопроводной системой. В результате открытые металлические части всего электрооборудования соединены друг с другом и с открытыми металлическими конструкциями. Схема внутренней электропроводки представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Трехпроводная система

Трехпроводная система в том виде, в каком ее представляет пользователь, на самом деле происходит от трехфазной разводки пятипроводной системы, в которой используются три провода питания, один нейтральный провод и один — заземление. В обычной трехпроводной розетке используется только один из трех проводов под напряжением .
В Северной Америке миникомпьютеры часто используются для обеспечения питания номиналом в 208 В в трехпроводной системе, в которой имеются два провода питания и один заземляющий (нейтральный провод не используется). В этом случае два провода под напряжением являются силовыми. В Европе обычная трехпроводная розетка симметричная — контакты нейтрального провода и провода под напряжением можно поменять местами, повернув вилку.

В Северной Америке большая часть неразберихи относительно заземляющего провода вызвана его определением, данным в Национальном электротехническом кодексе США. В этом кодексе заземление розетки называется заземляющим проводником, тогда как нейтральный контакт — заземленным. Небольшая разница между этим определениями привела к ошибочному использованию одного термина вместо другого.
Главная ошибка заключается в том, что связанные с заземляющим проводником проблемы, например помехи на «земле», неверно приписываются заземленному проводнику. В результате потребители иногда приобретают оборудование для защиты по питанию, не предназначенное для решения этой задачи.
Наиболее типичный пример этой ошибки — покупка дополнительного развязывающего трансформатора, чтобы с его помощью устранить помехи на земляной шине. Развязывающие трансформаторы вовсе не способны справиться с этой задачей. Их зачастую представляют как устройства, обеспечивающие «изолированную землю». Они изолируют нейтральный или заземленный проводник, но не решают задачу с заземляющим проводником, которая является основной причиной проблем с питанием.

Это линия питания, которая начинается от панели прерывателя цепи и идет к критической нагрузке (critical load), причем другие нагрузки к ней не подключены. Обычно прерыватель цепи обеспечивает питание через несколько розеток. В выделенной линии единственный прерыватель цепи питает защищенную нагрузку только через одну розетку. У выделенной линии три следующих преимущества.
Во-первых, защищенная нагрузка не испытывает перепадов входного напряжения в проводке здания из-за соседних нагрузок, подключенных к этой же цепи. В выделенной линии перепады отсутствуют, поскольку соседние нагрузки не используют ту же проводку.
Во-вторых, защищенная нагрузка не подвержена перепадам напряжения заземляющего провода, вызванных межсистемными (inter-system) помехами из-за плохого заземления от соседних нагрузок.
В-третьих, защищенная нагрузка не подвержена потенциальной опасности сбоя работы прерывателя цепи из-за неисправной работы других нагрузок, поскольку они отсутствуют.
Если для питания критической нагрузки используется ИБП, не требуется управление напряжением и прерыватель цепи для защиты выделенной линии. Ее способность уменьшить межсистемные помехи из-за плохого заземления не в состоянии восполнить ИБП или любое другое устройство регулирования мощности. Только правильное соединение между компьютерным оборудованием может решить задачу снижения этих помех.

Существует следующий ряд мифов относительно нейтрального провода.

Миф: для работы компьютеров требуется соединение с помощью «чистого» нейтрального провода

Многие компьютеры не используют нейтрального провода! Большие серверы и маршрутизаторы не имеют нейтрального подключения, получая электропитание от двух проводов под напряжением.
В Европе в большинстве стран оборудование подключается к сети питания с помощью нейтрального провода, но вилка устроена таким образом, что после ее поворота меняется расположение провода под напряжением. Таким образом, при подключении компьютера к сети питания не имеет значения, какой из входных проводов подключается к нейтральному контакту розетки, а какой — к тому, который под напряжением.

Миф: нейтральный провод используется в некотором роде как опорный для логических цепей компьютера

Все организации, проводящие тесты на безопасность изделий, например UL и TUV, утверждают, что такое подключение не разрешено. Требуется соблюсти расстояние, по крайней мере, в 0,5 см между любой логической цепью и нейтральным проводом или проводом питания.

Миф: компьютеру не грозит опасность со стороны нейтрального провода, в отличие от провода под напряжением

Международные правила безопасности офисного оборудования (включая IEC 950 и UL 1950) запрещают по-разному относиться к этим проводам. Правила утверждают, что каждый из них несет потенциальную опасность, и потому запрещается подключать эти провода к логическим цепям. Следует располагать их на определенном безопасном расстоянии. Более того, проверка схемы коммутации любого компьютерного оборудования ясно показывает, что входной провод питания и нейтральный провод подключаются к одним и тем же цепям одинаковыми способами и являются взаимозаменяемыми.
Этот миф не получил распространения в Европе, поскольку каждый пользователь имеет возможность убедиться в том, что евровилку можно включить любым из двух способов.

Миф: проблемы с заземлением можно решить с помощью развязывающего трансформатора

Международные правила безопасности офисного оборудования (включая IEC 950 и UL 1950) разрешают использовать развязывающий трансформатор только для гальванической развязки от сети. Необходимо, чтобы все устройства были подключены к земляному проводу (заземлены). Поскольку цепи компьютера, включая цепи передачи данных, подключены к заземлению, а не к проводу под напряжением, развязывающий трансформатор, любой стабилизатор напряжения или ИБП с развязывающим трансформатором никоим образом не позволяют решить задачу заземления компьютера.

Миф: шум на нейтральном проводе проникает в компьютерные цепи

Международные правила безопасности офисного оборудования (включая IEC 950 и UL 1950) запрещают соединение между сетью и компьютерными цепями. Однако непреднамеренная связь может установиться в результате наводки, например радиопомех. В результате такой связи помехи от нейтрального провода ничем не отличаются от помех со стороны провода питания. Длины волн этих электромагнитных помех сравнимы или меньше физического размера компьютера или сети и соответствуют частотам в десятки мегагерц. Устранение таких помех достигается с помощью РЧ-фильтров для подавления синфазного шума.

Миф: назначение выделенной линии состоит в решении проблем, связанных с нейтральным проводом

Как уже было сказано, назначение выделенной линии не связано с нейтральным проводом.
Во-первых, выделенная линия обеспечивает возможность того, что другие нагрузки не используют те же самые два провода питания. Другие нагрузки могут вызвать перепады напряжения в проводке здания, с помощью которой обеспечивается питание критической нагрузки. Выделенная линия позволяет снизить перепады питающего напряжения, устраняя эффект, который в то же время влияет на другие параллельно подключенные устройства.
Во-вторых, при использовании выделенной линии другие нагрузки не подключаются к тому же заземлению. Они могут наводить помехи через общее заземление, приводя к тому, что напряжение на критической нагрузке отличается от напряжения на панели прерывателя цепи. Это явление, называемое межсистемными помехами из-за плохого заземления, может привести к прекращению передачи данных и даже к поломке оборудования. Выделенная линия позволяет снизить помехи на защищаемом оборудовании, устраняя эффект, в то же время воздействующий на другие параллельно подключенные устройства.

Миф: развязывающий трансформатор выполняет ту же функцию, что и выделенная линия

Развязывающий трансформатор не управляет входной цепью и потому не обеспечивает выполнение той главной функции, которую несет выделенная линия. Этот трансформатор в соответствии с правилами безопасности не должен прерывать цепь заземления. Таким образом, трансформатор не обеспечивает снижения межсистемных помех из-за плохого заземления, что выполняет выделенная линия.
Развязывающий трансформатор обеспечивает защиту от перепадов напряжения, что не делает выделенная линия. Он устраняет все помехи между нейтральным и заземляющим проводом. Большую часть этого шума выделенная линия НЕ устраняет, поскольку его причиной являются не другие нагрузки, а РЧ-наводки, которые не зависят от типа линии. Таким образом, функциональное назначение выделенной линии и развязывающего трансформатора разные.

Миф: синфазный шум вызван плохим заземлением

Синфазный шум — это шум между проводом питания и заземлением. Проблемы с заземлением возникают в вычислительных системах только тогда, когда два отдельных заземленных устройства соединяются друг с другом через линии передачи данных. Правильное название «проблем с заземлением» — «межсистемные помехи из-за плохого заземления». Синфазный шум и помехи из-за плохого заземления — разные явления, которые совершенно по-разному сказываются на работе оборудования и устраняются с помощью разных типов устройств защиты по питанию.

Принципиальное назначение системы питания в том, чтобы исключить поражение электрическим током пользователя, который одновременно прикасается к открытым металлическим поверхностям двух отдельных устройств.
Опасность поражения током возникает тогда, когда две отдельные металлические поверхности находятся под разным напряжением. Наиболее часто это происходит, когда провод или цепь под напряжением случайно контактируют с открытой металлической частью оборудования.
Причина, по которой один из силовых проводов называется нейтральным, заключается в том, что он подсоединяется непосредственно к заземлению здания на панели прерывателя цепи. Таким образом, он напрямую связан с заземлением (третьим проводом). По сути, два провода из трех имеющихся в настенной розетке в действительности являются заземленными проводами, причем один из них используется для передачи тока, а другой подключен только к открытым металлическим частям оборудования. Заземленный провод питания называется нейтральным потому, что он не представляет опасности, тогда как провод под напряжением — представляет.
Заземление нейтрального провода не связано с работой электрооборудования, но его необходимо установить для соблюдения правил безопасности. Чтобы уменьшить вероятность поражения электрическим током, следует обеспечить меры по автоматическому отключению электрической цепи при случайном контакте открытой металлической детали с проводом или с цепью под напряжением. Это осуществляется с помощью следующего остроумного метода.
Каждую электрическую цепь защищает автоматический выключатель. Его назначение в том, чтобы предотвратить перегрев проводки здания в результате чрезмерных нагрузок. Однако в трехпроводной системе прерыватель цепи обеспечивает другую важную функцию по обеспечению безопасности. Если провод или цепь под напряжением случайно контактирует с металлической частью оборудования, возникает опасность поражения пользователя током. Однако если открытые части заземлены, провод под напряжением заземляется. Ничего необычного в этом нет, кроме того факта, что второй питающий провод — нейтральный — тоже подключен к заземлению на панели прерывателя цепи. Следовательно, при такой угрозе безопасности заземленный провод становится нагрузкой. Из-за низкого сопротивления по нему при случайном контакте начинает протекать очень большой ток, что в свою очередь вынуждает прерыватель цепи отключить питание провода под напряжением. Следовательно, трехпроводная система при сигнале об угрозе безопасности начинает работать в режиме переизбытка тока, и это приводит к автоматическому устранению угрозы с помощью прерывателя. Таким образом, он используется не только как устройство, защищающее от переизбытка тока, но и в качестве защиты от поражения током.

Существует множество мифов и неправильных представлений относительно роли нейтрального провода. На самом деле нейтральный провод и провод питания взаимозаменяемы на уровне защищенного оборудования. Верное понимание вопросов, связанных с нейтральным проводом, позволяет правильно эксплуатировать системы электропитания.

Нулевой провод в общем случае — это провод, по которому происходит возвращение остаточного тока по замкнутому контуру.

Не смотря на название, нулевой провод может обладать потенциалом в некоторые моменты времени. На схемах нулевой провод обычно обозначают буквой $N$.

Роль нулевого провода

Зачем же нужен нулевой провод в трехфазной цепи? Назначение нулевого провода в трехфазных цепях следующее: нулевой провод используется для выравнивания фазных напряжений.

Фазное напряжение — это напряжение между нулём и фазным проводом.

Если нагрузка на каждом из фазных проводов одинаковая (то есть одинаковая потребляемая мощность у каждого из потребителей фазного тока от фазных проводов 1-3) — то система будет оставаться рабочей даже в случае обрыва нулевого провода, так как в каждый момент времени разница потенциалов между нулевым и любым из фазных проводов будет одинаковой.

Роль нулевого провода при неравномерной нагрузке

Если нагрузка на каждой фазе будет разной — то необходимо обязательно подключать нулевой провод.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

В случае его обрыва или внезапного повышения сопротивления на нём, напряжение распределится согласно потребляемым мощностям на каждую из нагрузок трёхфазной цепи и, соответственно, чем меньше потребляемая мощность — тем большее фазное напряжение получит потребитель тока.

Это неприемлемо для многих электроприборов и может вызвать их неисправность и даже пожар, именно для избегания таких неприятностей к каждой розетке подведён нулевой провод.

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.

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.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

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.

Маркировка нулевых проводов

Для того чтобы сделать нулевой провод легко отличаемым от остальных, соответственно ГОСТ для них принято использовать кабели бело-голубого или просто голубого цвета.

При совмещении нулевого провода с заземлением используются полосатые жёлто-зелёные кабели с концами проводов, обозначенными синим цветом:

Рисунок 2. Маркировка нулевого провода

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Почему на нулевом проводе появляется напряжение: откуда фаза на нуле

Во время эксплуатации электроприборов иногда возникает ситуация, при которой они не работают или выходят из строя, причём происходит это одновременно во всей квартире.

Это указывает на проблемы с параметрами электросети и, в некоторых случаях, при проверке наличия напряжения индикатор показывает наличие напряжения на нулевой клемме в розетке. Это аварийная ситуация и для её устранения необходимо знать, почему на нулевом проводе появляется напряжение.

Почему индикатор показывает напряжение на нуле

Простейшим прибором, указывающим на наличие напряжения, является индикаторная отвёртка, показывающая потенциал между жалом прибора и землёй. При прикосновении щупа к элементу электропроводки, находящемуся под напряжением, загорается сигнальная лампочка. Чувствительность прибора зависит от конструкции индикатора:

  • неоновая лампа — от 90В;
  • светодиод или ЖК-дисплей — от 12В.

В обычной ситуации напряжение на нулевом проводе отсутствует или недостаточно для свечения индикаторной лампы. Если он горит, то возможны два варианта:

  • На нулевом проводе находится та же фаза, что и на фазном проводе. В этом случае при измерении напряжения в розетке вольтметр покажет отсутствие потенциала. Электроприборы работать не будут, но их желательно отключить до выяснения причины неисправности. Причина этого явления чаще всего в обрыве нейтрали и напряжение должно исчезнуть после отключения всех аппаратов от сети.
  • На нейтральной клемме имеется другая фаза. В этом случае напряжение в розетке или клеммах двухполюсного автомата значительно превышает 220В и может достигать 380В. Необходимо немедленно выключить вводной автоматический выключатель или все светильники и вынуть все вилки из розеток. Такая ситуация возникает при обрыве нейтрали или коротком замыкании между фазным и нулевым проводниками.

Зачем нужен нулевой провод

Электроснабжение жилых районов и большинства промышленных предприятий осуществляется при помощи трёхфазных понижающих трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены в «звезду». Средняя точка звезды соединена шиной с контуром заземления, поэтому такая схема называется «TN».

Первоначально это была четырёхпроводная система, в которой функции нейтрального и заземляющего проводников были объединены в проводнике «PEN», однако она не обеспечивала необходимый уровень безопасности. В этой схеме по нейтральному проводу протекает уравнительный ток, вызванный неравномерной нагрузкой на разных фазах.

Попадание напряжения на корпус электрооборудования может привести к электротравмам, поэтому для повышения электробезопасности в 30-е годы ХХ века была разработана пятипроводная система заземления TN-S.

Основной особенностью этой схемы является наличие дополнительного заземляющего провода РЕ, проложенного от глухозаземлённой нейтрали питающего трансформатора без каких-либо разрывов и выключателей до заземляющей клеммы в розетке или корпуса электроприбора.

Система заземления TN-S является самой безопасной из существующих, однако замена на неё ранее установленной схемы TN-С является дорогостоящим мероприятием, поэтому был разработан компромиссный вариант — система TN-С-S.

В этой схеме используется четырёхпроводная схема электропередач, в которой провод PEN во вводном щитке в здании разделяется на два проводника — PE и N. Место разделения подлежит обязательному разделению.

Справка! Требования к различным системам заземления указаны в ПУЭ п.1.7.

Напряжение между фазой, нулем и заземлением

Современная квартирная электропроводка выполнена при помощи трёх проводов — фазный «L», нейтраль «N» и заземление «РЕ». Напряжение между ними нормируется ПУЭ и другими нормативными документами и определяется техническим состоянием сетей электроснабжения.

Какое напряжение между нулем и заземлением

В идеальных условиях напряжение между нейтральным и нулевым проводниками отсутствует. Именно такая ситуация возникает возле нулевой точки трансформатора или места разделения проводника PEN на РЕ и N во вводном щитке в здании, но по мере увеличения длины нейтрального провода между этими проводниками появляется и растёт напряжение.

Это связано с тем, что нагрузка по фазам в трёхфазной сети распределена неравномерно и по нейтрали протекает уравнительный ток, отсутствующий в заземляющем проводе. Соответственно, в этом проводнике происходит падение напряжение и разность потенциалов между землёй и нейтралью составляет именно эту величину.

Такое напряжение не нормируется ни в одном из документов, но на практике при большой протяжённости линий электропередач может достигать 20-30В или даже больше. В некоторых случаях между этими клеммами можно даже подключить лампочку 12-36В.

Кроме обычного падения напряжения из-за протекания уравнительных токов возможно значительное напряжение между нейтралью и землёй в аварийной ситуации, вызванной обрывом нулевого провода и (или) коротким замыканием между нулём и фазой.

В этом случае уравнительный ток отсутствует, индикатор показывает напряжение на нулевом проводе, а в сети появляется перекос фаз. При этом напряжение между этими нулём и заземлением может достигать 220В.

Напряжение между фазой и нулевым и заземляющим проводниками

Напряжение между фазой и нулевым и заземляющим проводниками так же может быть различным:

  • Возле трансформаторной подстанции оно одинаковое. Из-за отсутствия падения напряжения в проводах оно равно выходному напряжению трансформатора;
  • На значительном удалении от подстанции разница в напряжении между фазой и нулевым и заземляющим проводниками определяется падением напряжения в нейтральном проводе. Поэтому разность потенциалов между фазой и нейтралью может быть как больше, так и меньше, чем между фазой и землёй.
  • При обрыве нейтрали напряжение между фазой и землёй составляет 220В, а между фазным проводом и нейтралью может достигать 380В. Это может привести к выходу из строя всех подключённых к сети электроприборов.
Совет! Для защиты бытовых приборов от перенапряжения желательно установить сразу после вводного автомата реле напряжения РН.

Почему ноль бьется током

При прикосновении к элементам, находящимся под напряжением, человек попадает под разность потенциалов между местом контакта и землёй, поэтому в обычных условиях ноль током ударить не может.

Наличие значительного потенциала на нейтральной клемме указывает на аварийную ситуацию. Существует несколько причин, почему на нулевом проводе появляется напряжение.

Обрыв нуля в квартире

Самой частой причиной того, что горит индикатор на нуле, является обрыв или плохой контакт на соединении в цепи нейтрального проводника. В том случае, если обрыв произошёл в однофазной электропроводке в квартире, напряжение на нулевую клемму попадает через включённые в розетку электроприборы на обоих контактах будет присутствовать одна и та же фаза.

Поэтому между ними будет отсутствовать разность потенциалов и при измерении напряжения вольтметром прибор покажет его отсутствие.

Такая ситуация чаще всего возникает при проведении ремонтных работ в помещении и не приводит к выходу из строя электроприборов. Кроме того, обрыв нуля может быть при выходе из строя автоматического выключателя.

Обрыв нейтрали в питающем кабеле

Намного хуже, если оборван нейтральный провод на участке между этажным щитком и местом разделения проводника PEN на РЕ и N или подключением нейтрали к питающему трансформатору. При этом по кабелю перестаёт протекать уравнительный ток и на этой клемме появляется напряжение.

Его величина, а так же напряжение в розетке зависит от равномерности распределения нагрузки по фазам и может достигать 220 и 380В соответственно. В этом случае необходимо немедленно отключить вводной автомат и обратиться в электроснабжающую компанию.

Замыкание фазы на нуль

Ещё одной причиной того, почему нулевой провод показывает напряжение, может быть короткое замыкание между фазным и нулевым проводниками с последующим перегоранием нейтрали. Чаще всего это происходит в воздушных линиях электропередач. При этом на нулевой клемме в розетке появляется ещё одна фаза и напряжение в сети составит 380В.

Необходимые действия такие же, как и в предыдущей ситуации — выключить питание линии и обратиться в соответствующие службы.

Наведенное напряжение

Наведённое напряжение, или наводка, может появляться на отключённых проводах линии электропередач большой протяжённости, проложенных рядом с действующей линией высокого напряжения.

В этом случае провода являются как бы обмотками трансформатора и на отключённой линии может появиться напряжение, достаточное для получения электрического удара. Ток при этом будет небольшим, но достаточным для того, чтобы испытать неприятные ощущения. Поэтому перед работой на отключённых кабелях необходимо проверить, есть ли напряжение на нулевом проводе.

Перекос фаз

В частном секторе, сельской местности и в отдельностоящих зданиях, расположенных на значительном удалении от трансформаторной подстанции может быть ещё одна причина, почему ноль бьётся током. Это связано с падением напряжения в нейтральном проводнике при протекании по нему уравнительных токов.

Большинство воздушных линий было проложено ещё в советское время, когда самым мощным электроприбором был утюг, а на вводе в квартиру устанавливался предохранитель 5А.

Сейчас во многих домах имеются кондиционеры, электрические бойлеры, а обогрев частных домов осуществляется при помощи электроотопления. Это приводит к росту тока в проводах и, как следствие, уравнительных токов.

При этом в проводах происходит падение напряжения, в результате чего фазное напряжение может понизиться до 170-180В, а на нулевом проводнике оно может достигать 20-30В.

Устранить такую неисправность невозможно, для этого необходимо менять линии электропередач, поэтому в подобных ситуациях рекомендуется установить стабилизатор.

Важно! Пониженное напряжение так же может привести к выходу из строя электроприборов, особенно имеющих электродвигатели — холодильники, стиральные машины или кондиционеры.

Вывод

Существует ряд причин, почему на нулевом проводе появляется напряжение:

  • плохой контакт или обрыв нейтрали;
  • питающего кабеля недостаточного сечения;
  • неравномерного распределения нагрузки по фазам;
  • большой протяжённости линии и однофазной нагрузки;
  • короткого замыкания между фазным и нейтральным проводами.

В большинстве случаев такая ситуация является аварийной и требует немедленного отключения питания.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Почему в нейтральный провод не ставят предохранители? — Студопедия.Нет

При режиме холостого хода источника внешний участок электрической цепи отключён. Какое внешнее сопротивление цепи в этом случае со стороны выводов источника.

Внешняя цепь разомкнута и тока в цепи нет, вследствие чего напряжение на зажимах источника равно его ЭДС U=Е, I=0, Рист=0, Rнагр=∞

Так как нагрузка отключается от источника питания и ток в нагрузке становится равным нулю, то внешнее сопротивление равно 0.

 

Зависит ли напряжение на выводах источника электрической энергии от электрического сопротивления внешнего участка цепи.

Да, зависит. Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника e, деленной на сумму внутреннего сопротивления источника r и сопротивления внешнего участка цепи R: I = e / (R + r).

Следовательно, сила тока в цепи ЗАВИСИТ от сопротивления внешнего участка цепи. Далее, согласно закону Ома для участка цепи, напряжение на зажимах источника (оно же — напряжение на концах внешнего участка) равно произведению силы тока на сопротивление внешнего участка. Таким образом, напряжение на зажимах источника зависит от электрического сопротивления внешнего участка:

U = I * R = e * R / (R + r).

 

При режиме короткого замыкания источника, напряжение на его зажимах равно нулю. Почему ток короткого замыкания достигает больших величин?

Коротким замыканием (к.з.) называют такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю. Практически к. з. возникает при соединении друг с другом проводов, связывающих источник с приемником, так как эти провода имеют обычно незначительное сопротивление и его можно принять равным нулю.

К. з. может происходить в результате неправильных действий персонала, обслуживающего электротехнические установки или при повреждении изоляции проводов.

При коротком замыкании ток равен:

Iк.з = E / R

Ввиду того что внутреннее сопротивление источника R обычно очень мало, проходящий через него ток возрастает до весьма больших значений (ток идет по пути наименьшего сопротивления). Напряжение же в месте к. з. становится равным нулю, т. е. электрическая энергия на участок электрической цепи, расположенный за местом к. з., поступать не будет.

Короткое замыкание является аварийным режимом, так как возникающий при этом большой ток может привести в негодность как сам источник, так и включенные в цепь приборы, аппараты и провода. Лишь для некоторых специальных генераторов, например, сварочных, короткое замыкание не представляет опасности и является рабочим режимом.

 

При анализе сложной цепи c помощью закона Кирхгофа следует ли принимать одинаковое направление обхода для всех контуров?

Правила Кирхгофа (Зако́ныКирхго́фа) — соотношения, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Правила Кирхгофа позволяют рассчитывать любые электрические цепи постоянного, переменного и квазистационарного тока. Имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения многих задач в теории электрических цепей и практических расчётов сложных электрических цепей.

а) первый закон Кирхгофа (применяется для узлов электрической цепи)

Алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю, или сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от узла электрической цепи.

Пример: для узла 2 (Рис. 1).

I1 + I2 — I3=0

Токи, направленные к узлу имеют знак «+»; направленные от узлf имеют знак «–».

б) второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма всех действующих ЭДС в любом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме всех падений напряжения на сопротивлениях, входящих в данный контур.

Раскрытие алгебраических сумм ЭДС и падения напряжения следует производить в соответствии с правилом знаков:

1. Если направление ЭДС совпадает с условно выбранным направлением обхода по контуру, то ЭДС берут со знаком «+», если направление ЭДС не совпадает с выбранным направление обхода, то со знаком «–».

2. Если направление тока на участке цепи совпадает с выбранным направлением обхода контура, то падение напряжения на этом участке будет со знаком «+», если направление тока не совпадает с направлением обхода контура, то со знаком «–».

 

Можно ли индуктивную катушку, предназначенную для работы в цепи переменного тока, включить в цепь постоянного тока, сохранив при этом значение подведенного к ней напряжения равным номинальному?

Нельзя. Из-за влияния XL ток катушки в цепи переменного тока меньше, чем в цепи постоянного тока. Поэтому катушки, рассчитанные на включение в цепьпеременного тока, нельзя включать в цепь постоянного тока на то же напряжение(они сгорят).

 

Почему в нейтральный провод не ставят предохранители?

Нейтральный провод необходим для выравнивания фазных напряжений нагрузки, когда сопротивления этих фаз различны.

Благодаря нейтральному проводу, каждая фаза нагрузки оказывается включенной на фазное напряжение генератора, которое практически не зависит от величины тока нагрузки, так как внутреннее падение напряжения в фазе генератора незначительно. Поэтому напряжение на каждой фазе нагрузки будет практически неизменным при изменениях нагрузки.

Если сопротивления фаз нагрузки будут равными по величине и однородными, то нейтральный провод не нужен. Примером такой нагрузки являются симметричные трехфазные токоприемники.

Обычно осветительная нагрузка не бывает симметричной, поэтому без нейтрального провода ее не соединяют звездой. Иначе это привело бы к неравномерному распределению напряжений на фазах нагрузки: на одних лампах напряжение было бы выше нормального и они могли бы перегореть, а другие, наоборот, находились бы под пониженным напряжением и горели бы тускло.

По этой же причине никогда не ставят предохранитель в нейтральный провод, так как перегорание предохранителя может вызвать недопустимые перенапряжения на отдельных фазах нагрузки.

 

7.1. Основные определения

   Трехфазная  цепь  является совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120o, создаваемые общим источником. Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.

   Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, соединительных проводов и приемников или нагрузки, которые могут быть однофазными или трехфазными.

     Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину. На статоре генератора размещена обмотка, состоящая из трех частей или фаз, пространственно смещенных относительно друг друга на 120o. В фазах генератора индуктируется симметричная трехфазная система ЭДС, в которой электродвижущие силы одинаковы по амплитуде и различаются по фазе на 120o. Запишем мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС.

     Сумма электродвижущих сил симметричной трехфазной системы в любой момент времени равна нулю.

       Соответственно                

     На схемах трехфазных цепей начала фаз обозначают первыми буквами латинского алфавита ( А, В, С ), а концы — последними буквами ( X, Y, Z ). Направления ЭДС указывают от конца фазы обмотки генератора к ее началу.
     Каждая фаза нагрузки соединяется с фазой генератора двумя проводами: прямым и обратным. Получается несвязанная трехфазная система, в которой имеется шесть соединительных проводов. Чтобы уменьшить количество соединительных проводов, используют трехфазные цепи, соединенные звездой или треугольником.

7.2. Соединение в звезду. Схема, определения

     Если концы всех фаз генератора соединить в общий узел, а начала фаз соединить с нагрузкой, образующей трехлучевую звезду сопротивлений, получится трехфазная цепь, соединенная звездой. При этом три обратных провода сливаются в один, называемый нулевым или нейтральным. Трехфазная цепь, соединенная звездой, изображена на рис. 7. 1.

Рис. 7.1

     Провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными проводами, провод, соединяющий нейтральные точки источника Nи приемника N’ называют нейтральным (нулевым) проводом.
    Напряжения  между началами фаз  или между линейными проводами называют линейными напряжениями. Напряжения между началом и концом фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными напряжениями.
      Токи в фазах приемника или источника называют фазными токами, токи в линейных проводах — линейными токами. Так как линейные провода соединены последовательно с фазами источника и приемника, линейные токи при соединении звездой являются одновременно фазными токами.

Iл = Iф.

ZN — сопротивление нейтрального провода.

     Линейные напряжения равны геометрическим разностям соответствующих фазных напряжений

     (7.1)

     На рис. 7.2 изображена векторная диаграмма фазных и линейных напряжений симметричного источника.

Рис. 7.2

       Из векторной диаграммы видно, что

       При симметричной системе ЭДС источника линейное напряжение больше фазного
в √3 раз.

Uл = √3 Uф


7.3. Соединение в треугольник. Схема, определения

       Если конец каждой фазы обмотки генератора соединить с началом следующей фазы, образуется соединение в треугольник. К точкам соединений обмоток подключают три линейных провода, ведущие к нагрузке.
        На рис. 7.3 изображена трехфазная цепь, соединенная треугольником. Как видно
из рис. 7.3, в трехфазной цепи, соединенной треугольником, фазные и линейные напряжения одинаковы.

Uл = Uф

       IA, IB, IC — линейные токи;

       Iab, Ibc, Ica— фазные токи.

       Линейные и фазные токи нагрузки связаны между собой первым законом Кирхгофа для узлов а, b, с.

Рис. 7.3

       Линейный ток равен геометрической разности соответствующих фазных токов.
    На рис. 7.4  изображена  векторная  диаграмма трехфазной цепи, соединенной треугольником при симметричной нагрузке. Нагрузка является симметричной, если сопротивления фаз одинаковы. Векторы фазных токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений, так как нагрузка состоит из активных сопротивлений.

Рис. 7.4

       Из векторной диаграммы видно, что

,

Iл = √3 Iф при симметричной нагрузке.

     Трехфазные цепи, соединенные звездой, получили большее распространение, чем трехфазные цепи, соединенные треугольником. Это объясняется тем, что, во-первых, в цепи, соединенной звездой, можно получить два напряжения: линейное и фазное. Во-вторых, если фазы обмотки электрической машины, соединенной треугольником, находятся в неодинаковых условиях, в обмотке появляются дополнительные токи, нагружающие ее. Такие токи отсутствуют в фазах электрической машины, соединенных по схеме «звезда». Поэтому на практике избегают соединять обмотки трехфазных электрических машин в треугольник.

7.4. Расчет трехфазной цепи, соединенной звездой

       Трехфазную цепь,   соединенную звездой, удобнее всего рассчитать методом двух узлов.
       На рис. 7.5 изображена трехфазная цепь при соединении звездой. В общем случае сопротивления фаз нагрузки неодинаковы (ZA ≠ ZB ≠ ZC )

       Нейтральный провод имеет конечное сопротивление ZN .
       В схеме между нейтральными точками источника и нагрузки возникает узловое напряжение или напряжение смещения нейтрали.
       Это напряжение определяется по формуле (7. 2).

                Рис.7.5

     (7.2)

       Фазные токи определяются по формулам (в соответствии с законом Ома для активной ветви):

     (7.3)

       Ток в нейтральном проводе

                 (7.4)

       Частные случаи.

    1. Симметричная нагрузка.   Сопротивления фаз нагрузки   одинаковы и равны некоторому активному сопротивлению ZA = ZB = ZC = R.
       Узловое напряжение

,

потому что трехфазная система ЭДС симметрична,     .

        Напряжения фаз нагрузки и генератора одинаковы:

     Фазные токи  одинаковы по  величине и совпадают по фазе со своими фазными напряжениями. Ток в нейтральном проводе отсутствует

       В трехфазной системе, соединенной звездой, при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен.

      На рис. 7.6 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи для симметричной нагрузки.

       2. Нагрузка несимметричная,   RAB = RC, но сопротивление нейтрального провода равно нулю:  ZN = 0. Напряжение смещения нейтрали

рис. 7.6

       Фазные напряжения нагрузки и генератора одинаковы

       Фазные токи определяются по формулам

      Вектор тока в нейтральном проводе равен геометрической сумме векторов фазных токов.

       На  рис.  7.7  приведена  векторная  диаграмма    трехфазной    цепи,    соединенной    звездой,    с нейтральным    проводом,    имеющим     нулевое     сопротивление,    нагрузкой   которой      являются   неодинаковые   по    величине    активные  сопротивления.

                    Рис. 7.7

       3. Нагрузка несимметричная, RAB = RC, нейтральный провод отсутствует,


       В схеме появляется напряжение смещения нейтрали, вычисляемое по формуле:

      Система фазных напряжений генератора остается симметричной. Это объясняется тем, что источник трехфазных ЭДС имеет практически бесконечно большую мощность. Несимметрия нагрузки не влияет на систему напряжений генератора.
    Из-за напряжения  смещения нейтрали фазные  напряжения нагрузки становятся неодинаковыми.
      Фазные напряжения генератора и нагрузки отличаются друг от друга. При отсутствии нейтрального провода геометрическая сумма фазных токов равна нулю.

       На рис. 7.8 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой и оборванным нейтральным проводом. Векторы фазных токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений нагрузки. Нейтральный провод с нулевым сопротивлением в схеме с несимметричной нагрузкой выравнивает несимметрию фазных напряжений нагрузки, т.е. с включением данного нейтрального провода фазные напряжения нагрузки становятся одинаковыми.
                Рис. 7.8

7.5. Мощность в трехфазных цепях

     Трехфазная цепь является обычной цепью синусоидального тока с несколькими источниками.
        Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей фаз

   (7.5)

       Формула (7.5) используется для расчета активной мощности в трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.
        При симметричной нагрузке:

        При соединении в треугольник симметричной нагрузки

       При соединении в звезду

.

       В обоих случаях

.

Electric — Почему для цепей 240 В не требуется нейтраль?

Для всех электрических цепей требуются 2 «стороны» или «ноги» питания независимо от напряжения или полярности, будь то цепь 12 В постоянного тока в автомобиле, настенная розетка переменного тока 120 В или розетка осушителя 220 В. 1 горячая нога — 120 вольт, две горячие ноги — 240 вольт на обеих ногах с цепью на 120 В мы используем только 1 горячую ногу, так что же будет второй ногой, если не другой стороной питания, то есть горячей ногой? Мы используем «нейтраль», нейтраль — это земля, земля буквально земля — ​​это грязь планеты. земля есть земля.В ваш дом входят всего 3 ножки или провода, и 2 из них — горячие ножки, 120 вольт каждый или 230 вольт на обоих. Причина, по которой мы не можем объединить землю и нейтраль после прекращения обслуживания, заключается в том, что земля должна быть альтернативным путем, а не параллельным путем к земле. Это сводит на нет его цель — объединить их после отключения службы. Так что в основном нам нужны две стороны или ноги питания в любой цепи, поэтому, если вам не нужны обе горячие ноги, нейтраль — ваш единственный вариант. В розетках домов не было земли до 1950-х годов

Заземление

— это трап для аварийного напряжения, который можно использовать, а не использовать наши тела! мы должны попасть в цепь.

Для всех электрических цепей требуется 2 стороны питания, назовем их L 1 и L 2 Это может быть 2 горячих ножки на 120 вольт, как в цепи 230 вольт, или 1 горячая ножка на 120 вольт и нейтральная ножка для противоположной стороны питания. Земля — ​​это Земля, и она также нейтральна, в Европе Земля называется Землей. В любом случае для всех электрических цепей требуются 2 стороны или ветви питания, будь то 1 горячая нога или 2, если для того, чтобы замкнуть цепь, требуется нейтральная нога. Земля и нейтраль — это Земля, Земля — ​​это то, что звучит так, как будто это почва / грязь нашей планеты.У более старых систем не было оснований, оснований только для безопасности, и, как следствие, их нельзя объединять с нейтралью за пределами зоны обслуживания, поскольку это должен быть альтернативный путь к Земле / Земле, если они объединены, земля больше не является альтернативой путь просто параллельный путь к земле. Заземление — обеспечение того, чтобы напряжение между оборудованием и ЗАЗЕМЛЕНИЕю оставалось нелетальным даже в нестандартных условиях, таких как неисправности или молнии.

Заземление — [Предполагая, что вы имели в виду ПРОВОДНИК заземления.] Проводник, предназначенный для заземления части оборудования.Обычно выполняется через неизолированный провод. Это происходит потому, что у земли непостоянный и часто высокий импеданс. Т.е. это плохой дирижер.

Нейтраль — проводник, предназначенный для проведения тока при нормальной и ненормальной работе. Обычно подключается к заземлению местной энергосистемы только в точке питания, а не где-либо еще. Таким образом, «обычно» имеет низкий потенциал и безопасен для прикосновения.

В НОРМАЛЬНОМ режиме работы они могут ВНЕШНИЙ ВИД. Но различия весьма существенны, и их не стоит преувеличивать.

электричество — разница между живыми и нулевыми проводами

Вы можете понять концепцию нейтрального провода математически или практически. Поскольку я больше практичный парень, давайте посмотрим на картину в целом. Нет нулевого провода, идущего от генератора или в системах передачи. Нейтральный провод реализован только на распределительном (4-проводные системы) и сетевом (под напряжением и нейтралью …. и заземлении) конце изображения.

Вы можете спросить, почему это так.Причина в том, что на уровне генератора и передачи линии или проводники имеют почти идентичный импеданс (в идеале идентичный), поэтому напряжение между каждой из 3 линий имеет одинаковую величину, но на 120 градусов друг от друга по фазе. На уровне распределения ваши нагрузки далеко не идентичны, фактически каждый раз, когда потребитель электроэнергии включает свет, полное сопротивление распределительной сети изменяется.

Это означает, что без нейтрального провода напряжение на каждой нагрузке и напряжение между фазами были бы разными, что не идеально как для потребителя, так и для электрической системы, поскольку это приводит к дисбалансу в системе распределения электроэнергии.Нагрузки с большим импедансом потребуют большего падения напряжения на них, чем нагрузки с меньшим импедансом.

Последствия этого могут быть разрушительными для оборудования, не рассчитанного на изменение напряжения питания, не говоря уже о том, что ваш свет будет колебаться между тусклым и солнечным светом, как в дискотеке. Здесь в игру вступает нейтральный провод. Нейтральный провод подключается в общей точке ко всем трем фазам. В идеале при $ 0 \, V $, например, в звездообразной конфигурации.

Это гарантирует, что если есть разница между импедансом нагрузки каждой фазы, то напряжение останется постоянным. Вот почему у вас есть только $ 220 \, V $ (RMS) и $ 110 \, V $ (RMS) или другие стандартные уровни напряжения. Это электрический ток, который всегда должен быть колеблющимся. С реализованной нейтралью мы получаем постоянное напряжение на любой нагрузке (полное сопротивление) с переменным током.

Как нейтральный провод делает это возможным? Поскольку нейтральный провод представляет собой потенциал между всеми тремя фазами, каждая фаза вместе с нейтральным проводом может образовывать независимую цепь, например, ваш дом, следовательно, под напряжением и нейтраль.Роль нейтрального провода заключается в пропускании любого тока в результате дисбаланса импеданса каждой из фазных нагрузок. Это приводит к поддержанию стабильного стандартного номинального напряжения. Помните, что напряжение относится к другому уровню напряжения.

Если $ 220 \, V $ высокое, нейтраль, с другой стороны, низкое, что также означает, что, поскольку существует эта разность потенциалов, в первую очередь может быть сформирована электрическая цепь.

Теперь, чтобы ответить на вопрос, поставленный в этой теме, провод под напряжением , который можно проследить вплоть до ближайшего трансформатора (ов), чьи фазные провода можно проследить до обмотки статора генератора на всем пути к источнику питания. станция. Нейтраль — это провод, связанный с концом с низким потенциалом между каждой фазой, позволяющий завершить цепь и поддерживать стабильный уровень напряжения.

Поскольку нейтральный провод замыкается и электрическая цепь (с точки зрения переменного тока) проходит по току под напряжением или фазному проводу, идущему обратно к генератору, однако его потенциал относительно земли составляет почти $ 0 \, V $. Напряжение между фазой провод и землей будет составлять $ 220 \, В $, поэтому фазный провод будет чередовать направление тока между максимальным положительным и максимальным отрицательным пиками цикла переменного тока.

Для чего нужен нейтральный провод

Назначение нейтрального провода в электрических системах: каково назначение нейтрального провода и разница между заземляющим проводом и белым нейтральным проводом.

Электрические ошибки и способы их избежать Как выявлять и устранять электрические ошибки, которые приводят к электрическим проблемам, предотвращение нарушений правил электротехники и неудачных проверок дома

Видео о домашней электропроводке Проверьте мой канал на YouTube и подпишитесь!

Нейтральный провод в электрических системах
Электрический вопрос: Каково назначение нейтрали?

  • В чем разница между зеленым проводом заземления и белым отрицательным проводом?

Эти вопросы по электричеству поступили от: Джона из Лемон Гроув, Калифорния, и Джона из Сан-Сити-Центр, Флорида.

Ответ Дэйва:
Спасибо за вопросы по электрике.

Назначение нейтрального провода

Ниже приводится объяснение назначения нейтрального провода и разницы между заземляющим проводом и нейтральным проводом.

  • США Домашняя электрическая система
    Типичная домашняя электрическая система здесь, в Соединенных Штатах, использует так называемый переменный ток, что означает переменный ток.
  • Цепи на 120 вольт и нейтральный провод
    Типичная цепь переменного тока на 120 вольт требует обратного пути к заземлению, которое обеспечивается нейтралью. Если нейтральный провод будет отключен, это предотвратит протекание электричества, поэтому цепь перестанет работать.
  • Нейтральный провод
    Назначение нейтрального провода — замкнуть цепь переменного тока на 120 вольт, обеспечивая обратный путь к электрической панели, где нейтральный провод подсоединяется к заземлению.Нейтраль представляет собой изолированный провод, потому что он является частью цепи, по которой протекает электрический ток.
  • Заземленный проводник электрода
    Нейтральный провод является частью GEC или заземленного электродного проводника, который является частью домашней электрической системы. Соединение нейтрального провода и системы заземления выполняется только на главной электрической панели, где происходит соединение с заземлением.
  • Заземляющий провод — это предохранительный провод
    Для всех электрических цепей переменного тока на 120 и 240 вольт требуется отдельный провод заземления, который также подключается к системе заземления панели, на которой возникла цепь.Заземляющий провод не является частью цепи, протекающей по току, поэтому некоторые заземляющие провода не изолированы. Заземляющий провод — это предохранительный провод, который подключается к компонентам цепи, обеспечивая прямой путь к заземлению в случае электрического повреждения. В определенных цепях требуются устройства защиты от замыканий на землю и другие системы безопасности, чтобы предотвратить поражение электрическим током в случае неисправности. Устройства защиты от перегрузки по току, такие как предохранители и химические стаканы, устанавливаются в цепях, которые реагируют и прерывают прохождение электрического тока в ненормальном состоянии.
  • Требования кодов NEC
    Национальный электротехнический кодекс NEC содержит несколько кодексов, которые необходимо учитывать для каждого конкретного проекта и применения электропроводки.
Подробнее о нейтральных проводах и электропроводке

Основные электрические схемы дома

Электросхемы и автоматические выключатели в доме

В этой статье рассматриваются общие схемы домашней электропроводки на 120 и 240 вольт, а также устанавливаемые автоматические выключатели с указанием типов и величин силы тока, используемых в большинстве домов.
Список электрических цепей панели

Схема подключения

Электромонтажная схема

В этой статье рассматриваются общие схемы домашней электропроводки на 120 и 240 вольт, а также устанавливаемые автоматические выключатели с указанием типов и величин силы тока, используемых в большинстве домов.

Для получения дополнительной информации об электропроводке
Электропроводка

Электропроводка
Проекты домашней электропроводки с изображениями и схемами электропроводки.

Эта ссылка полезна как домовладельцу
Самостоятельная работа с электрооборудованием


» Вы можете избежать дорогостоящих ошибок! «

Вот как это сделать:
Подключите его прямо с помощью моей иллюстрированной книги по электромонтажу.

Отлично подходит для любого проекта домашней электропроводки.

Идеально подходит для домовладельцев, студентов,
Разнорабочих, разнорабочих женщин и электриков
Включает:
Электромонтаж розеток GFCI
Электромонтаж домашних электрических цепей
Розетки 120 и 240 В
Электропроводка выключателей света
Электропроводка 3-проводного и 4-проводного электропроводки
Электропроводка 3-проводного и 4-проводного кабеля осушителя и розетки осушителя
Как найти и устранить неисправности и отремонтировать электропроводку
Способы подключения для Модернизация электропроводки
Коды NEC для домашней электропроводки
и многое другое!

Будьте осторожны и безопасны — никогда не работайте с электрическими цепями!
Проконсультируйтесь в местном строительном департаменте по поводу разрешений и проверок для всех проектов электропроводки.

Разница между нейтралью и заземляющим проводом в электротехнике

Нейтральный и заземляющий провода часто путают вне электроснабжения, поскольку оба проводника работают с нулевым напряжением. На самом деле, если вы по ошибке подключите заземляющий провод как нейтральный, большинство устройств будет работать правильно. Однако такое соединение противоречит нормам, поскольку каждый проводник выполняет разные функции, необходимые в электрических установках.

Национальный электротехнический кодекс (NFPA 70 NEC) устанавливает цвета проводки для нейтрального и заземляющего проводов.Стандартные цвета упрощают монтаж проводки и повышают безопасность.

  • Цвета нейтрального провода: белый или серый
  • Цвета заземляющего провода: зеленый, зелено-желтый или голый

Эти цвета изоляции разрешены только для нейтрального и заземляющего проводов, и их использование в любом из токоведущих проводов противоречит нормам. Поскольку электрики работают с предположением, что вся проводка этих цветов находится под нулевым напряжением, использование их для токоведущих проводов очень опасно (и в первую очередь противоречит нормам).


Убедитесь, что ваши электрические установки разработаны профессионалами.


Роль нейтрального проводника в электрических цепях

Чтобы наглядно представить, как работает нейтральный проводник, представьте, что электроэнергия доставляется в виде тока через разность напряжений. Хотя напряжение передается по токоведущему проводнику, нейтральный провод требуется для двух важных функций:

  • Служит точкой отсчета нулевого напряжения.
  • Обеспечивает обратный путь для тока, проходящего через токоведущий провод.

Если к устройству подключен только токоведущий провод, он не активируется, потому что ток не может циркулировать и отсутствует разница напряжений. Это похоже на то, как гидроэлектрической турбине требуется выход для движения: если выход турбины заблокирован, вода не может течь и турбина не может вращаться, даже если вода под давлением подается на вход.

Когда в установке используются трехфазные цепи , могут быть случаи, когда нейтральный проводник не требуется.

  • Например, трехфазная система с линейным напряжением 120 В обеспечивает выходное напряжение 208 В между фазами, и вы можете подключить нагрузку 208 В между двумя фазными проводниками без использования нейтрального провода. Оба токоведущих проводника несут напряжение, но ток может течь, потому что они имеют разное напряжение на .
  • Трехфазные нагрузки, такие как электродвигатели, часто рассчитаны на работу с тремя токоведущими проводниками и без нейтрального проводника. Здесь действует тот же принцип — ток может течь между токоведущими проводниками при разном напряжении.

Однако, даже если некоторые нагрузки не используют нейтральный провод в трехфазной установке, он необходим для однофазных нагрузок, использующих только одно из линейных напряжений. Теоретически, если к трем фазным проводам подключены одинаковые нагрузки, их токи компенсируются, и нейтральный проводник проводит нулевой ток. Однако это невозможно в реальных установках, и нейтральный проводник несет дисбаланс тока между тремя фазами.

Роль заземляющего проводника в электрических цепях

Хотя заземляющий провод имеет нулевое напряжение, как и нейтральный провод, он выполняет совсем другую функцию.Как следует из названия, этот проводник обеспечивает заземление для всех приборов и оборудования.

  • В нормальных условиях весь ток возвращается через нейтральный проводник, а заземляющий провод не несет тока.
  • Однако, когда происходит короткое замыкание в линии, заземляющий провод обеспечивает путь для тока замыкания. Электрическая защита может обнаружить это состояние и отключить цепь от источника питания.

Без заземляющего провода приборы и оборудование могут оказаться под напряжением, если к ним случайно прикоснется токоведущий провод.Повреждение не отключается, поскольку устройства электрической защиты реагируют на ток короткого замыкания, который течет от живого провода к заземляющему проводу. В этом случае любой, кто прикоснется к поверхности под напряжением, получит удар электрическим током.

Поскольку замыкание на землю может повлиять на любую цепь, заземляющий провод необходим даже при отсутствии нейтрального проводника. Например, если в двигателе используются три токоведущих провода и нет нулевого провода, он, тем не менее, должен быть заземлен, потому что любой из токоведущих проводов может выйти из строя.

Правильный выбор размеров нейтрального и заземляющего проводов

Проводники под напряжением подбираются в зависимости от тока, который они проводят, и то же самое относится к нейтральным проводам в однофазных цепях, поскольку они несут тот же ток, что и провод под напряжением. Для трехфазных цепей применяются разные правила: обычно используется тот же размер провода, что и для трехфазных проводов, но в некоторых случаях требуется больший размер провода для нейтрального проводника.

Заземляющие провода для параллельных цепей подбираются в зависимости от мощности устройства защиты от перегрузки по току.С другой стороны, размеры заземляющих проводов для главного служебного входа подбираются в зависимости от емкости служебных проводов. NEC предоставляет таблицы для обоих случаев.

Работая с квалифицированными инженерами-электриками с самого начала проекта, вы можете быть уверены, что все компоненты указаны в соответствии с NEC и местными нормами. Это не только обеспечивает безопасность, но и быстрое согласование проекта с местными властями. Инженеры-электрики также могут предложить меры по повышению энергоэффективности, чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию.

Почему мне нужно разделять заземление и нейтраль?

Я знаю, что электрический код требует, чтобы заземляющая и нейтральная шины в субпанели были разделены, а для субпанели должен быть свой собственный заземляющий стержень. Но я не понимаю почему. Разве все земли и нейтралы не попадают в одно и то же место?

— Энди Энгель, Роксбери, Коннектикут

Разные провода, разные работы. Начиная с Национального электротехнического кодекса 2008 г., жилые субпанели должны иметь четырехпроводную проводку (две точки, нейтраль и земля), а заземление
и нейтрали должны быть изолированы друг от друга.Здесь они подключаются к разным полосам на субпанели.

Клифф Попеджой, лицензированный подрядчик по электрике из Сакраменто, Калифорния, отвечает: Давайте начнем с того, что посмотрим, что делают нейтраль и земля в цепи. Будь то цепь питания, питающая субпанель, или ответвленная цепь, питающая розетку, нейтральный проводник является обратным путем для электрического тока. Каждый раз, когда цепь подает питание на лампочку, инструмент или другое устройство, электрическая энергия течет от источника по проводу (обычно черному или красному в системе 120 В) к тому, что использует энергию (нагрузку), а затем электроны возвращаются к источнику на нейтральном проводе.

Заземляющий провод, который лучше назвать «провод заземления оборудования», предназначен для обеспечения прохода от любых металлических частей электрического устройства, которые могут оказаться под напряжением и создать опасность поражения электрическим током, обратно к панели выключателя, которая питает цепь. , и проводит ток только при замыкании на землю. Это происходит, когда горячий провод — или нейтральный провод, по которому проходит ток из-за нагрузки — касается какой-либо металлической части устройства из-за ослабления провода или другого дефекта. Заземляющий провод обеспечивает безопасный путь для обратного потока электричества обратно к панели, чтобы отключить прерыватель и отключить питание.Без заземляющего провода это неверно направленное электричество может шокировать вас.

На главной сервисной панели нейтральный и заземляющий провода соединяются вместе и к заземляющему электроду, например, металлическому заземляющему стержню, который предназначен для обработки необычных импульсов энергии, таких как удар молнии. Это единственная точка, в которой нейтраль соединяется с землей. Если нейтральный и заземляющий провода соединены вместе где-либо еще, обратный ток, который должен течь по нейтрали, будет течь обратно к панели как по нейтрали, так и по земле.Это опасно по нескольким причинам; Что наиболее важно, в случае плохого соединения или обрыва заземляющего и нейтрального проводов части системы заземления на противоположной стороне обрыва (от панели) будут находиться под напряжением и представляют опасность поражения электрическим током. Это очень важно, потому что любая открытая металлическая часть приспособления, инструмента или прибора может ударить вас током или привести к поражению электрическим током, а обрывы или плохие соединения случаются чаще, чем вы думаете.

Требования Национального электротехнического кодекса (NEC) к разделению нейтрали и заземляющих проводов в субпанели и отдельных нейтральных и заземляющих проводов обратно к главной панели, когда обе панели находятся в одном здании, относятся к редакции 1999 года.Требование о разделении нейтрального и заземляющего проводов внутри и к субпанели в отдельной структуре впервые появилось в NEC 2008 года. Делает ли это небезопасной систему с дополнительной панелью с комбинированными соединениями нейтрали и заземления? Нет, хотя сохранение разделения делает установку более безопасной.

Фото: Мэтью Миллхэм

от Fine Homebuilding # 294

Подпишитесь на участие в голосовании сегодня и получите последние инструкции от Fine Homebuilding, а также специальные предложения.

Разоблачение путаницы с питанием генератора и нейтральными проводниками

Как следует обращаться с нейтральным проводником, зависит от конструкции вашей системы.

Нейтральные проводники должны быть заземлены для предотвращения непреднамеренных потенциалов на токопроводящих поверхностях оборудования, корпусов, кабелепроводов и кабельных каналов. Альтернативные источники могут запутать этот процесс, но обращение к NEC может помочь решить проблему. П. 230.95 требует защиты от замыканий на землю для глухозаземленных электрических цепей со звёздочкой более 150 В на землю, но не более 600 В между фазами для сервисных разъединителей на 1000 А и более.

Почему возникло это требование? Самая популярная система питания на коммерческих, промышленных и институциональных объектах — 480/277 В, 3-фазная, 4-проводная, с соединением звездой. Достижения в дизайне оборудования в конце 60-х привели к росту популярности систем освещения 277 В. По мере того, как все больше предприятий устанавливали эти системы, количество электрических пожаров увеличивалось.Исследование показало, что системы 277 В увеличивают вероятность дугового замыкания на землю. Поскольку дуговые замыкания имеют полное сопротивление, максимальная токовая защита фаз часто не обнаруживает эти замыкания до тех пор, пока не произойдет серьезное повреждение. В ответ NFPA пересмотрела NEC, включив в него защиту от дуговых замыканий на землю.

Поскольку ожидаемый ток при дуговом коротком замыкании значительно меньше, чем при межфазном замыкании или замыкании между фазой и нейтралью, устройствам максимальной токовой защиты в фазах требовалось слишком много времени, чтобы распознать и устранить повреждения.В ответ несколько производителей начали производить схемы обнаружения дугового тока при замыкании на землю, которые зависели от наличия известного пути возврата дугового тока в нейтральную точку энергосистемы. Эти схемы сделали важным уделять пристальное внимание заземлению нейтрального проводника.

Заземление нейтрали источника питания увеличивает стоимость распределительного оборудования. Когда нагрузка переключается с одного источника на другой в системе, которая использует два или более отдельно заземленных источника питания для питания нагрузки, вам может потребоваться переключить нейтральный проводник и фазные проводники.Это увеличивает стоимость безобрывных переключателей, поэтому не переключайте нейтраль без необходимости. Вам также необходимо спроектировать переключение нейтрального проводника, чтобы ваш переключающий контакт не прерывал ток. Предотвращение прерывания тока на этом контакте поддерживает низкое сопротивление в нейтральном тракте.

Падение напряжения на токопроводящем пути ограничивает ток при дуговом замыкании на землю. Напряжение на дуге относительно постоянное и может быть выражено формулой (Esource – Earc) / Zpath, где E1 — ток источника, E2 — ток дуги, а Z — путь (?).Вы можете обнаружить этот ток дуги, измерив ток в перемычке, соединяющей нейтральный проводник с землей системы, или добавив трехфазный и нейтральный токи в любой точке на пути проводника. В одно- и трехфазных токах сумма мгновенных токов в любой точке пути должна быть равна нулю. Если это не так, нежелательный ток выходит за пределы расчетного пути. В действительности, распределенная емкость между параллельными проводниками и землей, такими как фазовые проводники и стенка канала, через который проходят проводники, всегда будет создавать некоторый ток в обратном пути заземления.Однако чрезмерный ток может вызвать значительные повреждения, поэтому вам нужны средства для обнаружения тока заземления и различения допустимых и недопустимых токов.

Проблемы с кодом. п. 250.20 (B) устанавливает, когда энергосистема должна быть заземлена, а 250.20 (D) требует заземления отдельно производных систем. Однако, согласно FPN № 1, когда нейтральный провод альтернативного источника питания жестко подключен к обслуживаемой системе, этот альтернативный источник питания не считается отдельно производной системой.Но что это значит?

Если отдельно полученные источники, удовлетворяющие требованиям 250.20 (B), включают альтернативный источник питания, нейтральный проводник которого жестко соединен с проводом предпочтительного источника, нейтраль альтернативного источника считается заземленной через землю при отключении питания предпочтительного источника. Другими словами, иногда нейтраль источника питания генератора заземляется на нейтраль генератора, а иногда нет. Давайте посмотрим, что вы должны учитывать, прежде чем решать, когда следует заземлить нейтраль.

Когда не заземлять нейтраль генератора. Среди причин, по которым не следует отдельно заземлять нейтраль генератора, является тот факт, что NEC не требует обнаружения замыкания на землю. Как правило, надежное соединение нейтрали генератора с предпочтительной рабочей нейтралью исключает отдельное заземление нейтрали генератора. Можно заземлить нейтрали источника генератора в энергосистемах, которые не подпадают под 250,20 (B), подключив их к предпочтительной нейтрали источника питания.Следовательно, для энергосистем 480/277 В, 3-фазных, 4-проводных, соединенных звездой номиналом менее 1000 А (833 кВА), вы можете подключить нейтральный провод генератора непосредственно к предпочтительной рабочей нейтрали. Вы также можете подключить нейтральный провод генератора напрямую к предпочтительной рабочей нейтрали для всех трехфазных, 4-проводных и соединенных звездой энергосистем на 208/120 В.

Поскольку нехватка электроэнергии и работа на дому растут, растет и количество жилых домов с резервными генераторами. Заземляющий контакт этих розеток соединен с корпусом генератора, который соединен с нейтральной точкой обмотки генератора.Следовательно, любое повреждение или случайный путь тока между корпусом и фазным проводом приведет к отключению розетки. Когда проводка помещения подключена к генератору, нейтраль становится эффективно заземленной, когда нейтральные проводники соединяются вместе.

Если используется напряжение 480/277 В, 3 фазы, 4 провода, соединение звездой и генератор постоянно установлен, вы можете исключить необходимость переключения нейтрали. Если вы ограничите такую ​​мощность до менее 833 кВА, вы можете надежно подключить нейтраль генератора к рабочей нейтрали — перемычку между нейтралью главного сервисного распределительного щита и шиной заземления заземлить сервисную нейтраль.

Заземлить и переключить нейтраль. Когда обслуживание падает ниже 230,95, вы должны заземлить нейтраль на каждом источнике и переключить ее там, где Кодекс требует координации обнаружения замыкания на землю. Когда номинальный ток равен или превышает 1000 А (833 кВА), 230.95 требует защиты от замыкания на землю при отключении обслуживания. Что, если ваша нагрузка достаточно важна, чтобы оправдать использование альтернативного источника питания и безобрывного переключателя (фото)? В этом случае вы можете захотеть расширить схему защиты от замыкания на землю до защиты параллельной цепи второго уровня, согласно 230.95 (В), ФПН №2.

Когда NEC требует защиты от замыкания на землю и у вас есть альтернативный источник питания, вы должны переключить нейтраль. Если у вас есть сеть более 1000 А, NEC требует защиты от замыкания на землю при главном отключении питания. Если заземление нейтрали генератора проходит через прочное соединение с основной рабочей нейтралью, и в генераторе происходит замыкание на землю при питании нагрузки, размыкается главный рабочий выключатель. Это не отключит дуговое замыкание от генератора, и координация будет потеряна.

Если нейтрали двух источников заземлены по отдельности, необходимо переключить нулевой провод нагрузки на источник, питающий нагрузку, согласно FPN № 3 230,95 (C). Ток замыкания на землю вернется только к источнику, от которого он исходит. , обеспечивающий согласование схемы защиты от замыканий на землю.

Не всегда необходимо отдельно заземлять нейтральный провод генератора, но если вы это сделаете, вам может потребоваться переключить нейтраль нагрузки вместе с ее фазными проводниками при переключении нагрузок между источниками питания, особенно при использовании защиты от замыкания на землю.NEC требует защиты от замыканий на землю для 480/277 В, 3-фазных, 4-проводных, соединенных звездой сетей номиналом 1000 А или более, но это необязательно в других конфигурациях, которые не включают защиту от замыканий на землю. Однако, когда нейтральный проводник ответвленной цепи переходит между источниками, средства переключения должны гарантировать, что переключающий контакт нейтрального проводника не прерывает ток.

Дейли — инженер отдела коммутаторов, ASCO, Флорхэм Парк, Нью-Джерси.

3 интеллектуальных коммутатора, которые работают без нейтрального провода

Мой дом был построен в 1909 году.К балкам пола в подвале до сих пор прибиты части оригинальной ручки и трубчатой ​​электропроводки.

К счастью, с тех пор электрическая система была обновлена.

К сожалению, у меня все еще есть несколько распределительных коробок без нейтрали. Это означает, что подавляющее большинство доступных интеллектуальных переключателей не будут работать в этих устройствах. Тем не менее, я поискал в Интернете и нашел такие, которые подойдут.


Изображение Название Цена Купить
Верхняя Lutron Caseta Dimmer Switch Lutron Caseta
C by GE 3-Wire Smart Dimmer Switch Купить сейчас

Цены взяты из API рекламы продуктов Amazon на:


Что такое лучшие умные переключатели, работающие без нейтрали?

Вот два моих основных требования к интеллектуальному переключателю без нейтрали:

  1. Работает без нейтрали — ну да.
  2. Работает со светодиодами. Любой умный выключатель, который я устанавливаю, должен работать со светодиодными лампами. Я перестал покупать лампы накаливания много лет назад.

Вы не поверите, но это немного сужает поле зрения. Есть несколько других умных диммеров, которые работают без нейтрали, но я не перечислял их, потому что они не работают со светодиодными лампами.


Lutron Caseta Dimmer Switch

Цены взяты из Amazon Product Advertising API на:

Цены на продукты и их наличие действительны на указанную дату / время и могут быть изменены.Любая информация о цене и доступности, отображаемая на [соответствующих сайтах Amazon, если применимо] во время покупки, будет применяться к покупке этого продукта.

Если вы ищете надежность, не ищите дальше. Я использую переключатели Lutron более двух лет и не помню ни одного раза, когда я нажимал кнопку, и свет не загорался. Я тестировал ряд других интеллектуальных переключателей, и Lutron — единственный, который НИКОГДА не подводил меня.

Диммирование также исключительное.Даже со светодиодными лампами (должны быть отмечены как регулируемые) свет можно приглушить почти до нуля.

Однако коммутаторы Lutron будут самыми дорогими в группе. Если вы раньше не покупали продукты Lutron, лучший способ сэкономить — купить комплект стартового набора.

Также убедитесь, что у вас есть переключатель диммера Lutron . Стандартный выключатель Lutron не будет работать без нейтрали.

Подробнее: Обзор Lutron Caseta


Inovelli Red Z-Wave Dimmer Switch

Inovelli Red Series Dimmer Switch
  • Использует Z-Wave wireless
  • Цветной светодиод можно использовать для интеллектуальных уведомлений
  • Используйте с вашим концентратором для управляйте сценами или запускайте автоматизацию
  • Используйте интеллектуальный режим для управления интеллектуальными лампочками

Цены взяты из API рекламы продуктов Amazon на:

Цены на продукты и их наличие действительны на указанную дату / время и могут быть изменены.Любая информация о цене и доступности, отображаемая на [соответствующих сайтах Amazon, если применимо] во время покупки, будет применяться к покупке этого продукта.

Если вы заядлый фанат домашней автоматизации, этот коммутатор вам нужен.

Этот коммутатор обладает множеством функций. Вы можете управлять несколькими сценами, умными лампочками и даже настраивать интеллектуальные уведомления с помощью встроенного светодиода. Настройка требует немного больше работы, чем системы Lutron или C от GE, но эти переключатели Inovelli намного мощнее с точки зрения домашней автоматизации.

Как и Lutron, убедитесь, что у вас есть переключатель диммера, поскольку переключатель включения / выключения не будет работать без нейтрали.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для них требуется дополнительная деталь (байпас Aeotec), если вы используете их без нейтрали и , нагрузка менее 25 Вт. Большинство одиночных светодиодных ламп находятся ниже этого порога. Если в приборе несколько лампочек, общая нагрузка складывается из нагрузок всех ламп.

Подробнее: Обзор серии Inovelli Red


C от GE 3-Wire Switches

C от GE 3-Wire Dimmer Switch
  • Простая установка — концентратор не требуется
  • Низкое энергопотребление Адаптер в комплекте
  • Работает с интеллектуальными лампами C by GE для цветного освещения
  • Также доступен дополнительный переключатель с активированным движением

Цены взяты из API рекламы продуктов Amazon на:

Цены на продукты и их наличие действительны на указанную дату / время и могут быть изменены.Любая информация о цене и доступности, отображаемая на [соответствующих сайтах Amazon, если применимо] во время покупки, будет применяться к покупке этого продукта.

Коммутаторы C by GE — отличный универсальный вариант. Их проще настроить, чем Inovelli, и они стоят дешевле, чем Lutron.

Они подключаются напрямую к вашему WiFi-роутеру, поэтому нет необходимости в дополнительном концентраторе. Кроме того, у вас есть возможность установить в светильник интеллектуальные лампы C by GE, чтобы добавить в систему цветное освещение.

Вы можете выбрать один из выключателей, диммеров и даже диммеров, активируемых движением (убедитесь, что у вас есть переключатели с надписью «3-проводные переключатели», а не «4-проводные»).

Каждый коммутатор поставляется с адаптером для ламп малой мощности, который удобен и экономичен. Он просто ввинчивается в патрон перед лампочкой. Единственным минусом является то, что это добавляет дополнительный дюйм или два к длине лампы, что может вызвать проблемы в закрытом помещении.

Коммутаторы C by GE легко интегрируются с Google или Alexa, но в настоящее время они плохо работают с более продвинутыми концентраторами, такими как SmartThings или Hubitat.

Подробнее: C by GE Review


Что такое нейтральный провод?

Если вы собираетесь устанавливать свои собственные интеллектуальные переключатели, вы будете работать с некоторыми потенциально опасными проводами, поэтому, вероятно, неплохо знать, с чем вы имеете дело, чтобы избежать глупой ошибки.

Чтобы полностью понять, что такое нейтральный провод и почему он у нас есть, вам необходимо иметь базовые знания о том, как подключены провода в наших домах.

Типичные линии электропередачи в Соединенных Штатах имеют электричество высокого напряжения (13.2 кВ, что равно 13 200 В!). Прежде чем электричество можно будет использовать в вашем доме, его необходимо преобразовать в более низкое напряжение. Это делается с помощью устройства, называемого трансформатором (показано волнистыми линиями на изображении ниже).

ПРИМЕЧАНИЕ: Переменный ток (AC) не имеет полярности. Вместо этого у него есть фазы. Я использовал символы + и — для обозначения различных фаз.

Трансформатор преобразует входящую электроэнергию 13,2 кВ в полезные 240 В. Обратите внимание, что разница напряжений между концом A (+ 120 В) и концом B (-120 В) трансформатора составляет в общей сложности 240 В.

Также обратите внимание, что трансформатор имеет линию, идущую из центра, с напряжением 0 В. Это нейтральный. Поскольку нейтраль имеет потенциал напряжения 0, работать с ней значительно безопаснее, чем с «горячими» проводами A и B.

Глядя на диаграмму выше, вы должны увидеть три способа создания цепи:

  1. Подключите A к нейтрали = 120 В
  2. Подключите B к нейтрали = 120 В
  3. Подключите A к B = 240 В

Большинство проводов в вашем доме составляет 120 В (1 или 2).Некоторые приложения, требующие большой мощности, например плита, обычно подключаются к сети 240 В (3).

Что означает отсутствие нейтрали в переключателе?

Согласно предыдущему разделу, каждая цепь на 120 В в вашем доме имеет как провод под напряжением (A или B), так и нейтральный провод. Так как же может быть, что у некоторых переключателей «нет нейтрали»?

Чтобы ИМЕТЬ нейтраль, мы хотим, чтобы линейное напряжение сначала приходило на нашу распределительную коробку. Затем из распределительной коробки на нагрузку выходит еще один шлейф (лампочка или что-то еще). На схеме ниже показана эта конфигурация (эта цепь ИМЕЕТ нейтраль).

Случай, который все называют, когда говорят «нет нейтрали», — это когда линейное напряжение сначала поступает на лампочку. Затем от лампочки к выключателю идет еще один шлейф. Это показано на схеме ниже.

Линейное напряжение сначала идет на свет, а затем на выключатель (без нейтрали).

Обе схемы работают нормально, если у вас есть только стандартный механический выключатель. Однако, когда у вас есть умный переключатель, вы столкнетесь с проблемой.

Почему для интеллектуальных коммутаторов нет нейтрали?

На схемах ниже пунктирный прямоугольник представляет интеллектуальный коммутатор. R1 представляет собой нагрузку, необходимую для питания интеллектуального коммутатора. Это означает, что питание через R1 должно быть постоянно. В противном случае интеллектуальный коммутатор не сможет обеспечить беспроводную связь.

Интеллектуальный коммутатор с нейтралью

Ниже представлена ​​схема интеллектуального коммутатора, установленного в первой конфигурации (с нейтралью). Обратите внимание, что независимо от того, включен или выключен переключатель, существует свободный путь от линии к нейтрали, который включает R1.

Интеллектуальный коммутатор без нейтрали

Теперь рассмотрим вторую конфигурацию (без нейтрали) с установленным интеллектуальным коммутатором.

Опять же, независимо от того, включен или выключен переключатель, существует свободный путь от линии к нейтрали, который включает R1. Однако в этом случае свет необходимо включить в этот путь. Это нехорошо, потому что нам нужно, чтобы R1 был включен постоянно, но мы не хотим, чтобы свет был включен постоянно.

Ключ к созданию интеллектуального переключателя, работающего без нейтрального контура, состоит в том, чтобы сделать R1 идеальным сопротивлением.R1 необходимо ограничить ток настолько, чтобы лампочка не загоралась при выключенном переключателе. В то же время он должен пропускать достаточный ток, чтобы переключатель мог питаться сам.

Если бы это было так просто, как установить R1 с правильным сопротивлением, чтобы убедиться, что свет не может включаться, когда переключатель выключен, это было бы довольно простой проблемой. Однако из-за сложностей, связанных с питанием от сети переменного тока, решить эту проблему непросто, когда дело доходит до питания светодиодных ламп. Вот почему возможности интеллектуальных переключателей, которые работают без нейтрали, настолько ограничены.


Как узнать, есть ли у вас нейтральный?

Я объяснил это выше, используя схемы, но если вы не привыкли смотреть на электрические схемы, они, вероятно, прозрачны как грязь.

Вот простой способ проверить:

Если вы откроете распределительную коробку и увидите два белых провода, соединенных проволочной гайкой (не подключенной к переключателю), вы можете быть уверены, что у вашего переключателя есть нейтральный контур. Вы должны уметь работать с любым умным переключателем.

В распределительной коробке без нейтрального контура обычно всего три провода (см. Изображение ниже).Два провода будут токонесущими, питающими свет. Обычно они будут окрашены в черный и белый цвета (возможно, с черной полосой или отмечены черной изолентой). Третий провод должен быть заземляющим и обычно зеленого цвета или оголенного провода.


Три варианта, если у вас нет нейтрали

Если в вашем доме есть распределительные коробки без нейтрали, у вас в основном есть 3 варианта.

1. Добавьте нейтраль.

Для добавления нейтрального провода необходимо добавить дополнительный проводящий провод между прибором и переключателем.

Это можно сделать, но протягивать провода через готовые стены может быть настоящей головной болью, особенно если у вас нет подходящих инструментов. Вы, конечно, можете нанять эксперта, который выполнит эту работу, но это будет стоить вам.

2. Оставьте переключатели в покое и купите вместо них умные лампочки.

Большинство экспертов рекомендуют переключать лампочки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *