Что такое заземление и нейтральный провод
Функция нейтрального проводника N – баланс потенциалов нескольких фаз и обеспечение потребителей током. Нулевой провод соединяется с глухозаземленной нейтралью трансформатора. В частных домах используется однофазный тип подключения с помощью нулевого и фазного кабеля. Для соединения нуля и земли используется заземляющий контур. Сама нейтраль маркируется изоляцией голубого цвета.
Проводник заземления обеспечивает безопасность электролинии при поломке. Его нормальный режим работы – проводной, при критических сбоях потенциал тока отводится в почву. Кабель РЕ маркируется при помощи сине-желтого цвета.
Схема подключения нейтрального провода и заземления
В МЭК-364, ГОСТе 30331.1-95 приводятся схемы подключения сети, нагрузка которой равняется 380 Вольт. По этой причине в квартире рекомендуется применять одну из систем.
Отдельная линия заземления TN-CS. Нейтральный щитки и защитные проводники домашнего коммутатора соединяются друг с другом. При наличии двух проводов PEN-кабель в определенной точке разделяется на нейтраль и защиту. Провода PE подкидываются к проводникам N. Защита схемы зависит от точки обрыва:
- До места разделения. Фазный проводник и устройство зашиты отводят напряжение в нейтраль, а от нее – на провод защиты.
- После места разделения. Опасное электричество не передается на корпус бытовой техники, а сразу передается на провод защиты.
Отдельный заземляющий контур TN-S.
Принцип работы
TN-S
В новостройках и домах старой застройки схема передачи энергии принципиально отличаются. Электросеть новостроек сконструирована по принципу TN-S:
- электричество поступает от трансформаторов со вторичной обмоткой, соединенной по типу «звезда» (провода, сходящиеся в нулевой точке);
- вторая часть концов кабелей отводится к клеммам А, В, С, также соединенных в нулевой точке, и подключается по заземляющему контуру к подстанции;
- высоковольтный провод с нулевым сопротивлением разделяется на защитный РЕ (желто-зеленый) и рабочий N (голубой).
В общем распредщитке новостройки подводятся 3 фазы, защитный проводник и нейтральный провод.
Дома старой застройки не имеют защитной проводки. Там реализована устаревшая четырехпроводная система TN-C:
- нулевой заземленный проводник находится в распределительной коробке;
- фаза и ноль от трансформатора подкинута к зданию через подземные или надземные высоковольтные кабели;
- провода соединяются в щитке ввода, образуя трехфазную систему с рабочим напряжением 220 или 380 В;
- от щитка выполняется разводка проводки на квартиры и подъезды;
- потребители получают электроэнергию от проводов одной из фаз через сеть с напряжением 220 В;
- разница в нагрузке устраняется за счет подвода нулевого N-провода.
Режимы работы
Существуют следующие режимы нейтрали электрических сетей:
- глухозаземленный (сети на 380 вольт– 110 киловольт) – потенциалы нейтрали и земли одинаковы;
- изолированный (сети на 6, 10 и 35 киловольт) – между нейтралью и землей наблюдаются незначительные утечки тока;
- часть электросети с небольшим импедансом сопротивления и сопротивлением земли.
Применяют нейтральный провод для предупреждения аварийных скачков напряжений по фазе, с целью релейной защиты от замыканий фазы на землю, а также для обеспечения надежности работы электроприборов.
Что такое нулевой провод
Нулевые провода в электрощитке (синий цвет)
При работе с электричеством важно понять, что такое рабочий и защитный нулевой провод. В первом случае он выравнивает напряжение по фазе, во втором – защищает зануление
Пользователи ошибочно считают, что нейтральный проводник является исключительно заземлением. Его главная функция – соединение нейтралей установок в трехфазной цепи.
При подаче различной нагрузки на каждую из фаз происходит смещение нейтрали – симметрия напряжений нарушается. Одним потребителям подается повышенное напряжение, другие получают пониженное. При низком напряжении электроприборы функционируют со сбоями, при высоком – подвергаются перегрузке и загораются. Задача нуля – уравнять повышенные и пониженные показатели, обеспечив баланс электросети.
Фаза, чем характеризуется
Фазой называют провод, находящийся под напряжением. Данный проводник располагается относительно другого, называемого ноль. Обоснованием для определения фазы является особенность устройства подстанций. Вырабатываемый на них переменный ток обладает одинаковой частотой в 50 Гц. В то же время ЭДС сдвинуты относительно друг друга во времени на определенный фазовый угол.
На первом рисунке схематично изображена система электроснабжения стандартного жилого объекта с тремя фазами и одним нулевым проводником. Второе изображение демонстрирует особенности подключения электричества к квартире от трансформатора. Потребитель в виде электроприбора обозначен, как Rн. В этом случае из трансформатора выходит два провода в виде фазы и ноля, к которому подключается заземление Змл. Третий рисунок показывает, как наглядно производится монтаж электроснабжения при отсутствии нулевого заземленного провода, проведенного в квартиру. Заземление в этой ситуации располагается непосредственно в жилом помещении.
Понятие фаза вытекает из определения электричества. Характер образования и течения переменного тока позволяют разобраться в природе и назначении фазного провода. Переменный ток отличается от постоянного значением и направлением, его можно наблюдать в розетках и прямых подключениях к электрощиткам. Основные характеристики переменного тока:
- напряжение;
- частота.
Однофазным током называют переменный ток, получаемый по средствам вращательного движения проводника или системы проводников в условиях магнитного потока. Провода при этом могут быть объединены в одной катушке. Для того чтобы передавать электроэнергию применяют два провода, включая фазу и ноль. Показатель напряжения между проводниками составляет 220 Вольт. Существует два способа подключения однофазного тока к потребителю:
- двух-проводной;
- трех-проводной.
В первом случае используется два проводника, по одному из которых передается фазный ток, а второй является нулевым. Это устаревшая схема электроснабжения, которая эксплуатировалась во времена СССР. Вторая методика предполагает наличие еще одного провода, который необходим для заземления, что позволяет предотвратить поражение человека электрическим током, выполнить отвод утечек электричества и исключить поломки электроприборов.
Двухфазный ток называют слиянием двух фаз, которые сдвинуты относительно друг друга. Угол сдвига может составлять 90 градусов. К примеру, можно взять две катушки с перпендикулярно расположенными осями, которые подключены к двухфазному току. В результате образуется система из двух магнитных полей. Результирующее магнитное поле будет обладать вектором, который вращается под одинаковым углом и с неизменной скоростью, создавая магнитное поле.
Трехфазный ток включает три фазы, каждая последующая из которых смещена относительно предыдущей на 120 градусов. Прокладка сетей электроснабжения в данном случае выполняется с помощью четырех кабелей, включая три фазы и ноль, либо добавляя еще один провод заземления. На выходе из распределительного щитка ток поступает к розеткам по одной фазе и ноль.
Зануление в квартире
Электричество в современной жизни — источник создания комфортной жизни для человека. Вокруг нас постоянно работают электрические помощники бытового предназначения, это может быть кухонный комбайн или моющий пылесос, телевизор или ПК, по этой причине понимать, как получают питание эти приборы и устройства просто необходимо.
Важным аспектом безопасной эксплуатации бытовой техники является наличие в квартире рабочего нуля (N) и защитного провода (РЕ). Ноль нужен для создания нагрузки с использованием фазы, а защитный провод — зануления. В качестве защиты может применяться провод, имеющий соединение с ТП по изолированной схеме или глухо заземленной нейтралью — эффективный заземленный ноль.
Значение защитного провода можно рассмотреть на таком примере, как работа нагревательного устройства (бойлера). Вариант, который можно часто встретить, — это когда вследствие нагрузки и длительной работы элемент нагревания ТЭН делает пробой, иными словами, корпус лопается, и нить спирали касается воды. В этом случае вода — токопроводящая жидкость — касается корпуса обогревателя, но когда произойдет включение бойлера от терморегулятора, автомат защиты сработает от КЗ между корпусом и фазой, так как он был занулен защитным проводом, и человек не попадет под воздействие электротока. Не существует выражения «нулевая фаза», это противоположные понятия.
Фаза и нуль в электрике
Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.
Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.
ФАЗА, НОЛЬ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ
Давайте для начала разберемся что такое фаза и что такое ноль, а потом посмотрим как их найти.
В промышленных масштабах у нас производится трехфазный переменный ток. а в быту мы используем, как правило, однофазный. Это достигается за счет подключения нашей проводки к одному из трех фазовых проводов (рисунок 1), причем, какая именно фаза приходит в квартиру нам, для дальнейшего рассмотрения материала, глубоко безразлично. Поскольку этот пример очень схематичен, следует кратко рассмотреть физический смысл такого подключения (рисунок 2).
Электрический ток возникает при наличии замкнутой электрической цепи, которая состоит из обмотки (Lт) трансформатора подстанции (1), соединительной линии (2), электропроводки нашей квартиры (3). (Здесь обозначение фазы L, нуля — N).
Еще момент — чтобы по этой цепи протекал ток, в квартире должен быть включен хотя бы один потребитель электроэнергии Rн. В противном случае тока не будет, но НАПРЯЖЕНИЕ на фазе останется.
Один из концов обмотки Lт на подстанции заземлен, то есть имеет электрический контакт с грунтом (Змл). Тот провод, который идет от этой точки является нулевым, другой — фазовым.
Отсюда следует еще один очевидный практический вывод: напряжение между «нулем» и «землей» будет близко к нулевому значению (определяется сопротивлением заземления), а «земля» — «фаза», в нашем случае 220 Вольт.
Кроме того, если гипотетически ( На практике так делать нельзя! ) заземлить нулевой провод в квартире, отключив его от подстанции (рис.3), напряжение «фаза» — «ноль» у нас будет те же 220 Вольт.
Что такое фаза и ноль разобрались. Давайте поговорим про заземление. Физический смысл его, думаю уже ясен, поэтому предлагаю взглянуть на это с практической точки зрения.
При возникновении по каким- либо причинам электрического контакта между фазой и токопроводящим (металлическим, например) корпусом электроприбора, на последнем появляется напряжение.
В описанной выше ситуации защиту от поражения электрическим током может также обеспечить устройство защитного отключения.
При касании этого корпуса может возникнуть, протекающий через тело электрический ток. Это обусловлено наличием электрического контакта между телом и «землей» (рис.4). Чем меньше сопротивление этого контакта (влажный или металлический пол, непосредственный контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи отопления, металлические водопроводные трубы) тем большая опасность Вам грозит.
Решение подобной проблемы состоит в заземлении корпуса (рисунок 5), при этом опасный ток «уйдет» по цепи заземления.
Конструктивно реализация этого способа защиты от поражения электрическим током для квартир, офисных помещений состоит в прокладке отдельного заземляющего проводника РЕ (рис.6), который впоследствии заземляется тем или иным образом.
Как это делается — тема для отдельного разговора, поскольку существуют различные варианты со своими достоинствами, недостатками, но для дальнейшего понимания этого материала они не принципиальны, поскольку предлагаю рассмотреть нескольку сугубо практических вопросов.
Назначение нулевого проводника
Некоторые ошибочно думают, что ноль является только заземлением. На самом деле он выполняет функцию соединения нейтралей электроприборов в трехфазной цепи.
Во время подачи разных нагрузок на все фазы происходит их смещение, а точнее смещение нейтрали. Это нарушает симметрию напряжений. Одному потребителю электричества подается слишком большая величина, а другому — слишком маленькая и недостаточная. В первом случае электроустановки могут перегружаться и сгорать, а во втором — работать некорректно, сбоить и т. д.
К сведению! Основное предназначение нулевого проводника заключается в создании цепи для тока короткого замыкания. Она имеет слишком маленькое сопротивление, а значение тока должно быть таким, чтобы быстро реагировала защита, отключающая поврежденную электронику из сети.
Про электричество. Что такое Фаза и Ноль
В электроэнергетике не так-то и много разновидностей подключённых проводов. Различают провода питания и защитные провода.
В этой небольшой статье мы не будем углубляться в дебри, трёхфазные и пятифазные сети. Всё рассмотрим буквально на пальцах, на том, что нас окружает и что есть в наличии во всех магазинах и в каждом электрифицированном жилище. Проще говоря, возьмём и вскроем обычную розетку.
Начнём с времён минувших и отдадим предпочтение той электрической розетке, которая была изготовлена и установлена лет так 10, а то и 15 назад. Мы видим, что розетка подключена всего к двум проводам.
Один из этих проводов обязательно должен иметь голубоватую или синюю окраску. Именно так определяется рабочий нулевой проводник. По нему не идёт ток от источника — он направляется от Вас к источнику. Он вполне безобидный, и если схватиться за него, не прикасаясь ко второму, то ничего страшного и ужасного не случится.
А вот второй провод, окраска которого может быть любой, за исключением синей, голубой, жёлто-зелёной в полоску и чёрной, более коварный и злостный. А что вы хотите, ведь он всегда под напряжением, так как именно к нему поступают свеженькие электроны и заряженные частицы от трансформаторов и генераторов электростанций и подстанций. Называется он фазный проводник.
Дотронувшись до этого провода, вы можете получить хорошенький разряд, вплоть до смертельного исхода. И это не шутки, так как любой ток, напряжение которого свыше 50 Вольт убивает человека за несколько секунд, а у нас в бытовых розетках не менее 220 Вольт переменного тока.
Наличие напряжения на фазных проводниках можно определить специальными индикаторами. Они выполнены в виде обыкновенных отвёрток с крестовиной или лопаткой.
Рукоятка такой отвёртки состоит из полупрозрачного пластика, внутри которой встроена лампочка — диод. Верхняя часть рукоятки — металлическая.
Дотроньтесь рабочей частью индикатора до проводника, а большим пальцем руки — до металлической части на рукоятке. Если встроенный диод загорелся, значит трогать этот провод не стоит — он сейчас под напряжением.
Заметьте, что нулевой проводник никогда не вызовет горение диода, так как на нём по определению нет напряжения при условии, что он не соприкасается с проводником, по которому протекает ток.
А что же мы увидим, если вскроем розетку современного производства, приобщённую к евро стандартам. В такой розетке три провода. Два нам уже знакомы. Фазный проводник, который всегда под напряжением и может иметь любую окраску. Рабочий нулевой проводник, как правило имеет синюю или голубоватую окраску. И третий проводник, состоящий из жёлтой и зелёной окраски вдоль всего провода, который принято называть защитным нулевым проводником. Причём обычно фазный проводник расположен справа в розетках или сверху в выключателях. А нулевой защитный проводник располагается слева в розетках или снизу в выключателях.
Если по фазному проводу поступает напряжение к розетки, а по нулевому уходит от розетки к источнику, то зачем же нужен защитный?
Если подключаемое в розетку оборудование полностью исправно и проводка в надлежащем состоянии, то защитный нулевой проводник не принимает никакого участия и попросту бездействует.
Но представим, что произошло короткое замыкание, перенапряжение или замыкание на части оборудования, нормально не находящиеся под напряжением. То есть ток попал на те части, которые обычно не находятся под его действием, и поэтому изначально не соединены с проводниками Фаза и Рабочий ноль. Вы попросту ощутите удар электрического того на себе, и в худшем случае — можете погибнуть в следствии остановки сердечной мышцы.
Тут и нужен тот самый защитный нулевой проводник. Он заберёт этот ток и перенаправит его к источнику или в землю, в зависимости от того, как выполнена проводка в конкретном помещении. И даже Если Вы случайно прикоснётесь к оборудованию, не нормально находящемуся под напряжением, вы не ощутите сильного удара, ведь ток тоже не дурак — он ищет лёгкие пути, то есть выбирает ту дорогу, где наименьшее сопротивление. Сопротивление человеческого тела составляет приблизительно 1000 Ом, в то время как сопротивление защитного нулевого проводника всего около 0,1-0,2 Ом.
Пользуйтесь современными технологиями и стандартами, чтобы быть в безопасности в любой момент при любых обстоятельствах. Помните, что Ваша безопасность зависит от принимаемых Вами действий и мероприятий по её обеспечению!
Что такое нулевой провод
Нулевые провода в электрощитке (синий цвет)
При работе с электричеством важно понять, что такое рабочий и защитный нулевой провод. В первом случае он выравнивает напряжение по фазе, во втором – защищает зануление
Пользователи ошибочно считают, что нейтральный проводник является исключительно заземлением. Его главная функция – соединение нейтралей установок в трехфазной цепи.
При подаче различной нагрузки на каждую из фаз происходит смещение нейтрали – симметрия напряжений нарушается. Одним потребителям подается повышенное напряжение, другие получают пониженное. При низком напряжении электроприборы функционируют со сбоями, при высоком – подвергаются перегрузке и загораются. Задача нуля – уравнять повышенные и пониженные показатели, обеспечив баланс электросети.
Что такое фаза в электричестве — определение понятия
Фаза в электричестве — это разговорное название провода, находящегося под напряжением относительно другого, который называют нуль. Это название произошло из-за того что вырабатываемый на подстанциях ток, подающийся в дома, является переменным, то есть ЭДС, создаваемые на подстанциях, имеют одну и ту же частоту (для России и стран СНГ она составляет 50 Гц), но сдвинуты относительно друг друга во времени на определённый фазовый угол. В дома обычно подаются все три фазы и нет никакого значения, к какой фазе подключена ваша квартира.
Рисунок 1. Электрика и электричество – схематическое изображение фазы, нуля и земли
На рис. 1 схематично нарисована схема проведения электрического тока в квартиру от общей системы. Буквами $L1$, $L2$, $L3$ обозначены 1-3 фазы, а буквой $N$ — нулевой провод.
На рис. 2 показано схематическое подключение тока к квартире от трасформатора, буквой $L_T$ обозначена фаза на трансформаторе, буквой $L$ — фаза в квартире, а буква $R_H$ — это подключенный электроприбор, обладающий некоторым сопротивлением $R_H$.
От трансформатора идёт 2 провода, один — так называемый фазовый провод с напряжением, а другой – нулевой провод, от которого отведено заземление, осуществляемое помещением контакта в землю. Существуют и другие источники заземления помимо собственно земли, на данных рисунках заземление обозначено буквами $Змл$.
На рис. 3 изображён случай, когда нулевой заземлённый провод не проведён в квартиру от подстанции, а заземлён непосредственно в квартире. Напряжение $L_T$ между нулём и фазой будет одинаково для рисунков 2 и 3, однако, не рекомендуется заземлять напряжение от трансформатора непосредственно в квартире.
Нулевой рабочий нулевой защитный проводник
Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны соответствовать требованиями гл.
Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны соответствовать требованиям гл.
Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.
Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны соответствовать требованиям гл.
Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.
Запрещается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.
Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать на щитках под общий контактный зажим.
Последующие буквы ( если таковые имеются) – устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводника.
В силовых и вторичных цепях во взрывоопасных зонах любого класса, а также в групповых осветительных сетях в качестве нулевого защитного проводника следует использовать отдельную жилу кабеля или отдельный провод, подключенный одним концом к нулевой шине РУ ( подстанции, щиту, щитку, сборке и т.п.), расположенного вне взрывоопасной зоны, а другим – к заземляющему зажиму внутри вводного устройства электрооборудования; совмещение нулевого рабочего и нулевого защитного проводника не допускается.
Трехфазные линии в жилых зданиях должны иметь сечение нулевых проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 25 мм2 ( по алюминию), а при больших сечениях – не менее 50 % сечения фазных проводников. Сечения нулевых рабочих и нулевых защитных проводников в трехщюводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников.
Трехфазные линии в жилых зданиях должны иметь сечение нулевых проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 25 мм2 ( по алюминию), а при больших сечениях – не менее 50 % сечения фазных проводников. Сечения нулевых рабочих и нулевых защитных проводников в трехпроводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников.
Трехфазные линии в жилых зданиях должны иметь сечение нулевых проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 25 мм2 ( по алюминию), а при больших сечениях – не менее 50 % сечения фазных проводников. Сечения нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должны соответствовать также требованиям гл.
Трехфазные линии в жилых зданиях должны иметь сечение нулевых проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 25 мм2 ( по алюминию), а при больших сечениях – не менее 50 % сечения фазных проводников. Сечения нулевых рабочих и нулевых защитных проводников в трехпроводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников.
Во взрывоопасных зонах класса B-I устраивают двухпроводные групповые линии, при этом в двухпроводных линиях с нулевым рабочим проводником должны быть защищены от токов короткого замыкания как фазный, так и нулевой рабочий проводники. Для одновременного отключения фазного и нулевого рабочего проводников применяют двухполюсные выключатели. Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.
