- Найбільш ймовірні причини нагрівання
- Чим небезпечний перегрів нульового проводу?
- Як не допустити критичного нагріву нуля?
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Досить поширена проблема старої проводки - нагрівання нульових проводів в розподільному щитку. Якщо ви зіткнулися з такою неприємністю необхідно терміново вживати заходів, оскільки обрив нуля становить серйозну небезпеку, особливо в трифазних ланцюгах електричного струму. З сьогоднішньої статті Ви дізнаєтеся, чому гріється нульовий провід і як усунути цю проблему.
Найбільш ймовірні причини нагрівання
На тематичних форумах періодично виникають суперечки щодо причин, що викликають нагрівання жив з нульовим потенціалом при нормальному стані фазних проводів побутової мережі. Незважаючи численні дискусії з даного питання, існує всього три фактори, здатні викликати розглядається негативний вплив:
- Низька надійність електричного контакту.
- Вплив вищих гармонік.
- Підвищене навантаження на нуль.
Пропонуємо детально розглянути кожну з перерахованих вище причин.
Низька надійність електричного контакту
Зазначена причина найбільш характерна для старих проводок з алюмінієвих проводів. Недоліки цього матеріалу неодноразово описувалися в інших публікаціях на нашому сайті, але не буде зайвим ще раз коротко перерахувати їх:
- Освіта оксидної плівки на дроті, що викликає зростання опору контакту.
- Пластичність матеріалу вимагає регулярного підтягування з'єднань.
- Перегрів алюмінієвого проводу підвищує його крихкість.
З огляду на, що увагу частіше приділяється електричним контактам фазних проводів, про нульову шину часто забувають. В результаті з часом збільшується опір контакту, він нагрівається і рано чи пізно отгорает. Заради справедливості слід зауважити, що дана проблема може спостерігатися і у мідних проводів. Приклад поганого контакту з нульовою шиною в квартирному щитку продемонстрований на фото.
Характерно, що наведена проблема найчастіше проявляється саме в квартирних щитках, а не електроточки. Це пояснюється тим, що на контактні з'єднання проводів з нульовою шиною припадає понад значне навантаження, ніж на окрему розетку.
Вплив вищих гармонік
З появою в побуті і офісах великої кількості електричних приладів, оснащених імпульсними БЖ виникла проблема з перегрівом і, як наслідок, руйнуванням (отгоранія) дроти робочого нуля. Це відбувається через перевантаження останнього струмами вищих гармонік. Тобто, виникає ситуація, при якій на нуль доводиться більший струм, ніж на фазні провідники. При цьому установка захисних пристроїв часто проводиться тільки на останні.
У старих системах в розрахунок приймалася виключно лінійне навантаження, в якій присутня лише основна гармоніка (В Радянському Союзі, а згодом і на пострадянському просторі це 50, 0 Гц). Відповідно до цього вважалося, що навантаження фазні дроти буде завжди вище, ніж на робочий нуль. На цьому йшла неможливість перевантаження нуля більше фази. Таким чином, захист фаз від перегріву забезпечувала і безпеку нуля.
З появою великої кількості електроспоживачів, що створюють нелінійні навантаження, відбувається підвищення струму, що йде через робочий нуль. Це може привести до отгоранія останнього в старих енергосистемах. Приклади побутових електроприладів викликають нелінійність:
- Мікрохвильові, індукційні, а також дугові електропечі.
- Світлодіодні і газорозрядні джерела світла.
- Всі пристрої з імпульсними БП.
- Інверторні електричні машини і т.д.
Щоб не допустити обриву нуля внаслідок впливу вищих гармонік, в деякі нормативні документи були внесені зміни. Як приклад можна привести ГОСТ 30804.4.30 2013, в якому пропонується при розрахунках брати до уваги гармоніки, чий порядок від 40-го і вище. У ГОСТ 50571.5.52 2011 рекомендується вибирати переріз кабелю в залежності від самої навантаженої токоведущей жили, при цьому повинна враховуватися і струмовий навантаження робочого нуля.
На жаль, рамки поточної статті не дозволяють більш повно розкрити тему вищих гармонік, але ми обов'язково до неї повернемося в одній з наступних публікацій на нашому сайті.
Підвищене навантаження на нуль
Іноді можна почути, що перегрів проводу нуля пов'язаний з підвищеним навантаженням через підключення сусіда до шини РЕ з метою крадіжки електрики. Такий варіант цікавий, але не реалізований. В одній з наших публікацій, де описувалися різні конструкції електролічильників, розглядалася їх стійкість до різних способів крадіжки електричної енергії. Зокрема, там розбирався варіант використання землі в якості робочого нуля і пояснювалося, чому цей спосіб не працює на сучасних пристроях енергообліку.
Як уже згадувалося вище, в нульовому робочому проводі струм може перевищити фазний тільки у випадках прояви вищих гармонік. Підключення сусіда до нуля (у Вашому щитку) викличе перегрів даного проводу, якщо в результаті таких дій утворюється поганий контакт із загальною шиною.
Чим небезпечний перегрів нульового проводу?
Подібна нештатна ситуація майже гарантовано призведе до обриву нуля. Чим це загрожує, неодноразово згадувалося в інших публікаціях на нашому сайті. Коротко нагадаємо, про що в них йшлося, почнемо з обриву нуля в трифазних мережах.
Як видно з наведеного зображення, обрив нульового проводу призведе до несиметрії фазних напруг, таку позаштатну ситуацію також називають перекосом фаз. В результаті аварії в однофазних мережах можуть утворитися напруги близькі за величиною до лінійного, тобто, наблизитися впритул до 380 В. Чим це загрожує побутову техніку і електроніку? У кращому випадку спрацює захист БП, в гіршому, - пристроїв потрібно дорогий ремонт.
Якщо отгоріт нуль в системі однофазних навантажень, то наслідки для побутової техніки будуть не настільки сумні, як випадку електричної мережі на 3 фази. Нижче продемонстровано найбільш ймовірні точки обриву для побутової мережі.
З малюнка видно, що обрив можливий на вступних контактних з'єднаннях автомата захисту. Проблеми з електричним контактом можуть утворитися на шині РЕ (особливо, якщо розводка виконана алюмінієвим кабелем). Останній варіант - обрив в розетці. При будь-якому з перерахованих варіантів побутова техніка не буде працювати.
Здавалося б, нічого страшного, але будь-який прилад, що залишився підключеним до мережі, призведе до того, що нейтральному проводі утворюється небезпечний потенціал. В системі заземлення TN-C це може створити пряму загрозу для життя, оскільки на занулення корпусі з'явиться фазна напруга. У більш сучасних системах TN-CS, подібна ситуація призведе до короткого замикання і спрацьовування АВ.
Як не допустити критичного нагріву нуля?
Оскільки в масштабах квартири вплив вищих гармонік незначно, то відразу перейдемо до проблеми поганих електричних контактів. Якщо Ви виявили в квартирному щитку проблемне місце, де гріється електричне з'єднання, то в першу чергу вимкніть вступний автомат і переконайтеся, що після цього струм не тече. Перевірку краще виконати, комбінуючи пробник напруги і мультиметр, включений в режим вимірювання змінного струму.
Переконавшись у відключенні харчування, звільніть проблемний контакт (як правило, це гвинтовий затиск), щоб отримати від нього провід. Проведіть його зачистку, а також затиску. Якщо розводка щитка виконана багатожильним мідним дротом, то його кінці необхідно залудити або обжати. Після цього можна зібрати контакт. Слід враховувати, що «перетискання» дроти гвинтовим з'єднанням також небажано, як і слабкий зажим.
Прямий контакт міді і алюмінію неприпустимий, оскільки ці матеріали утворюють гальванічну пару, в результаті електричний опір такого з'єднання досить швидко зросте.
Якщо монтаж виконаний за допомогою тонких проводів, то бажано провести їх заміну. Як правильно підібрати переріз в залежності від струму навантаження, розказано на нашому сайті.
Захист від перекосу фаз
Найбільш оптимальний варіант для даного випадку - установка реле напруги.
Це пристрій забезпечить захист, як від падіння напруги, так і його надмірного збільшення. Як альтернативне рішення можна запропонувати установку стабілізатора на всю квартиру. Незважаючи на більш високу вартість переваги очевидні - «просідання» або перенапруження не викликатиме відключення подачі електроенергії.