категории: Препоръчани статии » Тайните на електротехника
Брой преглеждания: 17457
Коментари към статията: 1

Защо неутралният проводник се нагрява

 

Загряването на неутралния проводник може да доведе до неговото изгаряне и да доведе до електрическа авария. Най-често това се случва, когато натоварванията са неравномерно разпределени на фази в трифазна електрическа мрежа и поради лош контакт. В тази статия ще обясним защо нулевият проводник се нагрява и какво да направите в тази ситуация.


Трифазен ток

За да са причините за нагряване на нула, трябва да разберете как работи трифазна мрежа. Натоварването в трифазната мрежа може да бъде свързано със звезда и триъгълник, като може да се свържат и намотките на захранващия трансформатор. Навиването има два извода - край и начало.

Трифазен ток

Ако краищата на намотките на трифазен трансформатор са свързани в една точка - тогава те казват, че това е схема за свързване на звезди. Според законите на Кирхоф, в точката на тяхното свързване (O) токът винаги ще бъде нула, тоест протича от фаза във фаза. Ако натоварването във всяка от фазите (a, b, c) е едно и също, тогава напреженията в началото на намотките (A, B, C), както и токът в тях, ще бъдат равни. Това е илюстрирано на векторната диаграма по-долу, където фазите на токове и напрежения са обозначени с вектори и са изместени с една трета от периода спрямо 120 градуса.

R1 = R2 = R3

I = I1 + I2 + I3 = 0

Векторна диаграма

Забележка:

Симетричен се нарича такъв трифазен товар, при който съпротивлението на товара (съответно консумираният ток или мощност) на всяка от трите фази е еднакво.

Но щом токът във фазите започне да се различава, когато натоварването във фазите е различно по мощност, тогава напреженията във фазите започват да се различават една от друга. Това се нарича фазов дисбаланс.

Фазов дисбаланс във векторна диаграма

За да се реши този проблем, точката на свързване на товарната звезда е свързана към точката на свързване на трансформаторната звезда. Това се нарича неутрална, или неутрална жица, или просто нула.

Електрическа мрежа

Захранване за манекени у дома

Плавно се наложихме на практика, когато свързваме еднофазни консуматори към трифазна мрежа, натоварванията често са неравномерни, тоест асиметрични.

Захранване у дома

Това често се среща в жилищни сгради. Три фази и нула стартират в къщата, една фаза и нула стартират във всеки апартамент. В единия апартамент са включени само хладилник и електрическа крушка, в другия работи мощен електрически нагревател, а в третия изобщо нищо не е включено. Тоест, натоварванията във фазите не са еднакви. В момента в апартаментите често се среща трифазен вход, но ситуацията не се променя от това.

В частните домове ситуацията е подобна - на улицата по протежение на полюсите минава трифазна електропреносна линия, т.е. В къщата се стартират 1-3 фази и нула.

Влизане в къщата

И все пак защо се загрява

В резултат на неравномерното разпределение на товара по фазите в къщите и апартаментите по неутралния проводник, токът започва да тече. Забелязали ли сте, че в дебели 4-жилни кабели има 3 "фазови" проводници със същата площ на напречното сечение, а четвъртото ядро ​​е "нула" или "земя" обикновено по-тънки?

Електрически кабелни ядра

Това се дължи именно на факта, че при симетричен товар, през него няма да тече ток, а при несиметричен товар токът трябва да е по-малък, отколкото във фазов проводник. Но това не винаги се случва.

С нелинейни товари, както и товари, които консумират периодично ток (превключване на захранващи устройства, и те се използват навсякъде) токовете във фазите не се отменят взаимно, в допълнение, те са наситени с различни хармонични компоненти ... Всичко това е причината, че токовете в точката на съединение на звездата просто не се компенсират и може да се окаже, че токът е в нула жицата ще бъде повече, отколкото във фаза.

Ток на заземяване

Когато електрическият ток тече, проводникът се загрява, това е безупречната работа на закона на Джоул-Ленц на практика. Тя казва, че колкото по-голямо е съпротивлението на проводника и колкото по-дълго протича електрическият ток, толкова повече топлина ще се отделя върху него.

Припомняме също, че колкото по-малко е напречното сечение на проводника и колкото е по-голяма неговата дължина, толкова по-голямо е съпротивлението.Освен това качеството на контактите при свързването на клеми и проводници също зависи преходно съпротивление, С прости думи, колкото по-голяма е контактната площ на контактите и толкова по-силно се притискат един към друг - по-ниско е съпротивлението на прехода и по-малко е тяхното нагряване.


При такъв контакт, както на фигурата по-долу, повърхностите са плоски, площта ще бъде равна на площта на върха, докосващ шайбата, плюс съпротивлението на самата шайба и областта на нейния контакт с медната шина. Ако всички компоненти са в добро състояние, нямат оксиди и сажди, получената преходна устойчивост ще бъде ниска.

Електрически контакти

Ако повърхностите са изгорени, окислени или ръждясали, контактът се получава, както е показано на илюстрацията по-долу. Тук ясно се вижда, че докосванията се появяват в отделни точки, а не в цялата зона.

Електрически контакт

Най- VAGO терминални блокове и други пружинни клемни блокове, контактната площ на плоча с кръгла проводима сърцевина е доста малка, поради което основното поле за приложение на такива клемни блокове са вериги с ток 8-16 ампера, в редки случаи, когато клемният блок е конструктивно способен да пропуска по-голям ток.

При винтовите клеми и гумите контактната зона се определя по-често от площта на винта, която притиска проводимата сърцевина. По-долу виждате клемните блокове в пластмасова обвивка.

Пластмасови клеми

Вътре в полиетиленовия корпус е разположен ръкав, изработен от материал, подобен на месинг и два винта. Поради дизайна, голите жици не могат да бъдат свързани с винтови клеми. Те трябва да бъдат калайдисани или оплитани с върховете на NShVI.

Следователно, при подобен принцип на работа, клемните блокове на карболитовата основа осигуряват по-добър контакт благодарение на квадратната плоча за миене. Освен това можете да направите пръстен от жицата и да го увиете с винт или да използвате съвети като NKI.

Електрически клемен блок

Ако се интересувате от начини и средства за свързване на проводници - пишете в коментарите и ние ще направим преглед на всички видове, изброяващи предимствата и недостатъците на всеки от тях.


Къде е топло

Защо нулата се нагрява, разбрахме и сега нека разберем къде се случва това най-често. На първо място, нулата може да изгори в разпределителното табло на входа на сградата. Това е най-често срещаната ситуация, защото на това място натоварването от всички апартаменти и от трите фази лежи на нулевия проводник.

Освен това често възникват проблеми на нулевата шина в електрическия панел на задвижването. Ако въобще има автобуси и не е свързан както на снимката по-долу.

Нулев обрат

Често шината е монтирана директно върху тялото на електрическия панел за достъп, тогава изглежда като тази, показана по-долу.

Нулева гума

В клемните блокове на прекъсвачите се нагрява нула, чак до карбонизацията на части от нейния корпус.

Ако имате старо окабеляване и щепсели с предпазители или задръствания, след това обърнете внимание както на винтовите клеми, така и на самата основа на щепсела. Нишката и централният контакт могат да се окисляват и изгарят, както е показано на фигурата по-долу.

Нишката и централният контакт могат да се окисляват и изгарят.

Често срещаните гуми са много склонни към проблеми с изгарянето на нула. Това се дължи на тяхното устройство и спазването на правилата за работа с тях. Винтовият метод за свързване на проводници, въпреки че със сигурност е удобен, но такива контакти трябва да се преразглеждат поне от време на време - да се събличат и разтягат, в противен случай ще получите това, което е показано на фигурата по-долу.

Scratch Burn

И в нормално състояние трябва да изглежда така:

Контакт на гумите в електрическия панел

Решението на проблемите, причинени от нагряването, е просто - съблечете контактите, проводниците и разтегнете отново. Ако клемният блок е бил много прегрял - заменете го, ако жицата е била нагрята в машината, може да се наложи и машината да бъде сменена!


Какво се случва след това и как да избегнем последствията?

Докато се загрява, контактът започва да гори и да се влошава. Винтовите скоби са отслабени поради термично разширение и последващо охлаждане след разтоварване. Това причинява лавинообразен процес на растеж на устойчивост и нагряване на съединението. В резултат нулата рано или късно изгаря напълно.В същото време външно може да изглежда, че той все още е в клемната лента, но всъщност всички съседни повърхности ще бъдат покрити със слой оксиди и сажди.

След това възниква явлението, за което говорихме в началото на статията - фазов дисбаланс.

Забележка:

Фактът, че нулата скоро ще изгори, може индиректно да се съди от честите прекъсвания и повишаването на напрежението, особено ако имате трифазен вход и инсталирани волтметри или релета на напрежение и индикация за напрежението в мрежата. Ако напреженията са постоянно стабилни (или отклоненията са незначителни) - тогава сте добре с окабеляването.

При фазов дисбаланс натоварването, в нашия случай, частни къщи или апартаменти се оказва свързано последователно при 380 волта. Напреженията ще се разпределят според закона на Ом - там, където е включен по-голям товар - напрежението ще отпадне (съпротивлението на натоварването е малко), а в апартамента, където е включен минимум електрически уреди, напрежението ще се увеличи (съпротивлението на натоварването е високо).

Последицата от фазовия дисбаланс в най-добрия случай ще бъде изгарянето на проводниците на входа, чукането на машината и т.н. В най-лошия случай, поради увеличения ток, изолацията на окабеляването може да се стопи и може да възникне пожар.

За да защитите дома си от ефектите на изгаряне от нула, препоръчваме да инсталирате реле за наблюдение на напрежениетооще по-добре сдвоени с SPD, Регулаторът на напрежение на входа на апартамента в тази ситуация може да не реши проблема и самият той да се провали.

Можете да видите схемата за свързване на релето за напрежение по-долу.

Диаграми за свързване на релето на напрежение

Като такива устройства можем да препоръчаме популярни модели:

  • UZM-50TS (комбинирано устройство с функция на волт-амперметър);

  • Digitop VA-32 (евтин, но надежден вариант, моделът може да се различава в зависимост от номиналния ток);

  • RN-106.

Вижте също на electrohomepro.com:

  • Какво е симетричен и асиметричен товар?
  • Изходът не работи, какво да правя?
  • Трифазна система за захранване
  • Прекъснат общ нулев проводник в електрическия панел за достъп: опасност от пренапрежение ...
  • Защита от прекъсване на нула линия

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написа: Алекс жлъч | [Цитиране]

     
     

    Не мисля, че статията напълно разбра въпроса „защо се нагрява нулевият проводник.

    Небалансираните товари всъщност причиняват ток в неутралния проводник на трифазна система. Тя е трифазна, т.е. тя не влияе на обичайния „еднофазен потребител“ и нулата му не се прегрява. Това се случва преди него, в захранващата линия 3ph и не зависи от него по никакъв начин.
    Но трябва да вземем предвид, че в трифазна линия такава асиметрия не мога дайте ток при нула по-голям от тока във фазовия проводник. НЕ МОЖЕ! Защото има изместване на напрежението в различни фази с 120 градуса, което просто няма да позволи това да се случи. Ето защо при равномерно фазово натоварване токът в неутралния проводник ще бъде нулев, дори ако във всички фази той ще бъде максимално възможен за дадена линия. Тоест, токовете на различни фази взаимно се изваждат в неутрала.

    Но при нелинейни натоварвания всички импулсни консуматори, включително разрядни лампи (флуоресцентно осветление), могат да доведат до прегряване на нула. В момента наистина има много такива товари и с техния значителен дял в общата консумация на енергия и в трите фази, токът в неутралния проводник може да се увеличи три пъти в сравнение с тока във фазите.
    Защо? Всичко е много просто, виновни са самите "хармонични компоненти", които са споменати в статията. И още по-точно тяхната трета (и кратна от три) хармоника - 3, 9 и т.н. По принцип, разбира се, засяга третото, защото най-голямото е най-голямото. Ако начертаем третата им хармоника върху синусоидите и на трите фази, ще стане ясно, че ако основните хармоници на различните фази взаимно се извадят при нула, тогава третите хармонични токове се добавят аритметично. Следователно токът е на нула и теоретично може да бъде три пъти по-голям, отколкото във фаза. Но това е в онези мрежи, които са напълно заредени с налагане на потребителите.
    "На пръсти" е трудно да се разбере, но можете да прочетете повече за това (вижте снимки) в книгата на E.A. Камински "Звезда, триъгълник, зизаг". Връзките към тази книга в мрежата - морето, са препечатвани многократно.