Итак, почему в некоторые электрощитки приходит напряжение 380 В, а в некоторые – 220? Почему у одних потребителей напряжение трёхфазное, а у других – однофазное? Было время, я задавался этими вопросами и искал на них ответы. Сейчас расскажу популярно, без формул и диаграмм, которыми изобилуют учебники.
Другими словами. Если к потребителю подходит одна фаза, то потребитель называется однофазным, и напряжение его питания будет 220 В (фазное). Если говорят о трехфазном напряжении, то всегда идёт речь о напряжении 380 В (линейное). Какая разница? Далее – подробнее.
Чем три фазы отличаются от одной?
В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я , это обширная тема. По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт.
Напряжения в трёхфазной системе
Так получается, потому что напряжения (при активной нагрузке, и ток) на трёх фазных проводах отличаются на треть цикла, т.е. на 120°.
Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, а также увидеть векторные диаграммы.
Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.
Кроме того, чрезмерно нагруженной фазе будет тяжело и обидно, что другие “отдыхают”)
Преимущества и недостатки
Обе системы питания имеют свои плюсы и минусы, которые меняются местами или становятся несущественными при переходе мощности через порог 10 кВт. Попробую перечислить.
Однофазная сеть 220 В, плюсы
- Простота
- Дешевизна
- Ниже опасное напряжение
Однофазная сеть 220 В, минусы
- Ограниченная мощность потребителя
Трехфазная сеть 380 В, плюсы
- Мощность ограничена только сечением проводов
- Экономия при трехфазном потреблении
- Питание промышленного оборудования
- Возможность переключения однофазной нагрузки на “хорошую” фазу при ухудшении качества или пропадании питания
Трехфазная сеть 380 В, минусы
- Дороже оборудование
- Более опасное напряжение
- Ограничивается максимальная мощность однофазных нагрузок
Когда 380, а когда 220?
Так почему же в квартирах у нас напряжение 220 В, а не 380? Дело в том, что к потребителям мощностью менее 10 кВт, как правило, подключают одну фазу. А это значит, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов именно так и происходит.
Однофазный электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, далее – по комнатам. Кто найдёт ошибки на фото? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…
Однако, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее ), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это позволит сэкономить на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.
Не смотря на то, что есть способы включения трехфазной нагрузки в однофазную сеть, такие переделки резко снижают КПД двигателей, и иногда при прочих равных условиях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.
Однофазное напряжение применяется в частном секторе, где потребляемая мощность, как правило, не превышает 10 кВт. При этом на вводе применяют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – не более 40 А.
Про выбор защитного автомата я уже . А про выбор сечения провода – . Там же – жаркие обсуждения вопросов.
Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то тут обязательно нужно использовать трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, например, электродвигателей. В таком случае мощность разделяется по фазам, и на электрооборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если бы ту же мощность брали от одной фазы.
Например, 15 кВт – это для одной фазы около 70А, нужен медный провод сечением не менее 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет существенно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.
Поэтому в офисах, магазинах, и тем более на предприятиях применяют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).
А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?
Подписывайся, и читай статью дальше:
И на вводе (перед счетчиком) стоят примерно такие “ящички”:
Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.
Существенный минус трехфазного ввод а (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазных нагрузок. Например, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это значит, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это значит, что максимальный ток по каждой фазе – не более 22 А (практически – 25). И надо крутиться, распределяя нагрузку.
Надеюсь, теперь понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В?
Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети
Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.
Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда” , то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.
В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных и .
Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.
Система распределения электроэнергии
Исходно напряжение всегда является трехфазным. Под “исходно” я подразумеваю генератор на электростанции (тепловой, газовой, атомной), с которого напряжение в много тысяч вольт поступает на понижающие трансформаторы, которые образуют несколько ступеней напряжения. Последний трансформатор понижает напряжение до уровня 0,4 кВ и подаёт его конечным потребителям – нам с вами, в квартирные дома и в частный жилой сектор.
Далее напряжение поступает на трансформатор ТП2 второй ступени, на выходе которого действует напряжение конечного потребителя 0,4 кВ (380В). Мощность трансформаторов ТП2 – от сотен до тысяч кВт. С ТП2 напряжение поступает к нам – на несколько многоквартирных домов, на частный сектор, и т.п.
Схема упрощённая, ступеней может быть несколько, напряжения и мощности могут быть другие, но суть от этого не меняется. Только конечное напряжение потребителей одно – 380 В.
Фото
Напоследок – ещё несколько фото с комментариями.
Электрощит с трехфазным вводом, но все потребители – однофазные.
Друзья, на сегодня всё, всем удачи!
Жду отзывов и вопросов в комментариях!
Нештатная ситуация, при которой в обоих гнездах розетки индикатор напряжения показывает наличие фазы, на практике встречается довольно часто. При этом попытки измерить разность потенциалов между контактами штепсельного разъема не дадут результата, индикатор вольтметра покажет ноль. Соответственно, подключение электроприбора также будет бесполезным. Почему возникают две фазы в розетке и как устранить эту неисправность, Вы узнаете из материалов сегодняшней статьи.
Краткий экскурс в теорию
Сегодня мы не будем сильно углубляться в теоретические основы электротехники, а попытаемся кратко объяснить суть проблемы. Тем, кто желает более детально ознакомиться с данным вопросом, рекомендуем прочитать на нашем сайте серию статей по физике переменного электрического тока.
Штатная установка выключателя.
Приведем в качестве примера фрагмент бытовой электросети, где организовано подключение электролампы освещения и штепсельного разъема (розетки).
Обозначения:
- L – фаза.
- N – ноль.
- Ps – розетка.
- Sw – .
- Lm – лампа.
Как известно, в однофазных цепях электрический ток (Ì) течет от фазы к нулю. В приведенном выше рисунке выключатель SW находится в разомкнутом положении, следовательно, лампа будет обесточена, в чем можно убедиться, измерив напряжение U 2 . При этом на штепсельном разъеме и части сети до выключателя (отмечено красным) будет оставаться рабочий потенциал U 1 , соответствующий фазному напряжению. Это штатный режим работы для данной схемы, где выключатель размыкает фазный провод.
Обратим внимание, если производить замеры индикатором напряжения, то он покажет наличие фазы на одном из контактов штепсельного разъема и ее отсутствие на обоих контактах патрона лампы.
Установка выключателя на ноль
Теперь посмотрим, что произойдет, если поменять фазу и ноль местами, или, что чаще встречается на практике, установить выключатель на ноль, а не фазный провод.
Внешне такое изменение никак не проявит себя. Лампа будет так же, как и в предыдущем примере включаться и выключаться, а на контактах розетки присутствовать разность потенциалов. Но, возникают определенные нюансы, которые проявляются в виде наличия напряжения на контактах патрона и части нулевой линии между лампой и выключателем. В чем несложно убедиться, используя электрический пробник.
Такой вариант подключения несет в себе потенциальную угрозу поражения электротоком при попытке замены или ремонта светильника.
Характерно, что измерения вольтметром наличия напряжения между контактами патрона осветительного прибора не принесут результатов. Прибор покажет «0», поскольку на контактах будет один уровень потенциала фазы.
Резюмируя итоги главы можно констатировать, что неправильное подключение контактов выключателей в распределительной коробке не оказывает значимого влияния на работу электрических приборов, подключенных к розетке. Помимо этого мы выяснили о необходимости комбинированного применения измерительных приборов (вольтметра и пробника).
О наличии второй фазы в розетке
Индикация фазы на двух контактах штепсельной розетки в большинстве случаев не является показателем наличия двух фаз. Чтобы убедиться в этом, достаточно измерить напряжение между контактами мультиметром. Хотя нельзя полностью исключать возможность появления межфазного напряжения, это характерный признак обрыва магистрального нуля с последующим смещением фаз. Предлагаем рассмотреть все возможные варианты, для начала перечислим их:
- Нарушение электрического контакта одной из линий с нулевой шиной в распределительной коробке.
- Обрыв нуля с последующим замыканием на фазу.
- Повреждение магистральной нулевой жилы с последующим смещением фаз.
Характерно, что первых трех вариантах, если подключить прибор к проблемной розетке, то он просто не будет функционировать. Что касается последнего случая, то при смещении фаз велика вероятность выхода из строя всех подключенных к сети электроустройств. С чем это связано, будет рассказано далее.
Обрыв нуля на входе
Одна из характерных неисправностей старой электропроводки – отгорание нуля на нулевой шине (см. А на рис. 3) или пропадание электрического контакта на вводном автомате (В). В большинстве случаев причина кроется в применении алюминиевых проводов, пластичность которых вызывает ослабление контактных соединений. Нарушение качества электрического контакты приводит к повышению его переходного сопротивления, в результате происходит перегорание провода. Заметим, что проблемы могут возникнуть и с медным кабелем, если не обеспечить надежность соединения проводов.
Рисунок 3. Характерные проблемные места: нулевая шина (А) и вводный автомат (В)
При повреждении нулевого провода на вводном автоматическом выключателе в квартире не будет работать не один из бытовых потребителей. Но при этом, если к сети будет подключен хоть один электроприбор, на всех нулевых проводниках установится фазный потенциал (см. А на рис. 4).
Рисунок 4. Примеры обрывов нуля
Если в данной ситуации попробовать измерить напряжение пробником на контактах любой розетки, то покажет наличие фазы на каждом из них. Подключив вольтметр, вы убедитесь, что разность потенциалов между штепсельными разъемами равна нулю.
Чтобы убедиться, что имеет место описанная неисправность, следует отключить от бытовой электросети всех потребителей, включая осветительные и обогревательные приборы. Как только Вы это сделаете, в розетках будет индуцироваться только одна фаза.
Устранить неисправность можно восстановив электрический контакт на входе. Для этого проверьте зажимы АВ и надежность соединений с нулевой шиной.
Повреждение нуля на одной из линий
Пример такой неисправности продемонстрирован на рисунке 4 (В). Как видите, в данном случае наблюдается возникновение обрыва нуля на линии, соединяющей распределительные коробки. Это говорит о том, что на части розеток и других электроточек сохраняться фазные напряжения, а значит, подключенные к ним приборы будут нормально функционировать. Проблемы возникнут только в той линии, где нет контакта с нулевым проводом.
Поиск обрыва может вызвать немалые сложности. Мы рекомендуем для начала вскрыть распределительные коробки, между которыми произошел разрыв нуля и проверить качество электрического контакта соединения нулевых проводов. Проще всего это сделать, срезав старое соединение и организовав новое. Напоминаем, что соединение метод холодной скрутки недопустимо.
Если в результате этих манипуляций удалось восстановить соединение, считайте что Вам повезло, поскольку в противном случае потребуется вскрытие штробы или проложение новой трассы.
Ноль оборван и замкнут на фазу
Такая неисправность наиболее характерна для отдельно стоящей группы розеток, на практике такие случаи довольно редки, но, тем не менее, они встречаются. Речь идет о повреждении проводника нейтрали и последующем ее замыкании на фазу.
Чаще всего подобная неисправность проявляется после попытки просверлить стену или подготовить отверстие под «быстрый монтаж». Если при такой операции случайно попасть на трассу скрытой проводки, то велика вероятность ее повреждения. Чаще всего это заканчивается , но может возникнуть и частичное КЗ, при котором происходит обрыв нейтрали с последующим электрическим контактом с фазой, так как это показано на рисунке 5.
В результате на контактах блока розеток лампочка индикатора начнет светиться, показывая наличие фазы. Попытки произвести замер напряжения между нулем и фазой ни к чему не приведут, поскольку на них будет одноименная фаза.
Чтобы восстановить работоспособность розетки, потребуется устранить неисправность проводки на данном участке.
Для предотвращения описанной ситуации следует отказать от сверления стен в местах, где проходят (или могут проходить) нулевые и фазные жилы проводов. Как правило трасса скрытой проводки направлена вертикально от того мест, где расположена розетка.
Смещение фаз
Данный случай самый тяжелый, поскольку в розетках будут присутствовать 2 фазы (вплоть до 380 вольт). Такая авария может быть вызвана проблемой с магистральным нулем на линии между объектом и трансформаторной подстанцией. Самостоятельно решить такую проблему не представляется возможным, необходимо сообщить об аварии поставщику электроэнергии.
Вызванное , может повредить бытовые приборы, поскольку они рассчитаны на питание от 220 вольт. Единственное решение для данного варианта – профилактическое, оно заключается в установке в щиток автоматов (перед электрическим счетчиком) специального устройства – реле напряжения.
Подведение итогов
При неисправностях проводки вызванных локальным исчезновением нуля в электрическом щите или на внутренних линиях проводки неисправность может быть устранена самостоятельно. Наличие напряжения на неисправной розетке следует проверять , если его лампочка горит на каждом контакте, то, скорее всего, пропал ноль. Чтобы убедиться в этом, достаточно измерить напряжение между нулем и фазой штепсельного разъема.
В старых системах TN-C, где для разводки используются только 2 провода, отсутствует заземление проводки, поэтому подобные аварии могут представлять серьезную угрозу для жизни.
Видео в развитие темы
Применялись в начале XX века в электрических распределительных сетях переменного тока. В них применялись два контура, напряжения в которых были сдвинуты по фазе друг относительно друга на (90 электрических градусов). Обычно в контурах использовались четыре линии - по две на каждую фазу. Реже применялся один общий провод , имевший больший диаметр, чем два других провода. Некоторые из наиболее ранних двухфазных генераторов имели по два полноценных ротора с обмотками, физически повёрнутыми на 90 градусов.
Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG . Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов.
Преимуществом двухфазных сетей было то, что они допускали простой, мягкий пуск электрических двигателей. На заре электротехники эти сети с двумя отдельными фазами были более просты для анализа и разработки. Тогда ещё не был создан метод симметричных составляющих (он был изобретён в 1918 году), который впоследствии дал инженерам удобный математический инструментарий для анализа несимметричных режимов нагрузки многофазных электрических систем.
Схема трансформатора Скотта
Двухфазные контуры обычно используют две отдельные пары токонесущих проводников. Могут использоваться и три проводника, однако по общему проводу течёт векторная сумма фазных токов, и поэтому общий провод должен иметь больший диаметр. В отличие от этого, в трёхфазных сетях при симметричной нагрузке векторная сумма фазных токов равна нулю, и поэтому в этих сетях возможно использовать три линии одинакового диаметра. Для электрических распределительных сетей требование трёх проводящих линий лучше, чем требование четырёх, поскольку это даёт значительную экономию в стоимости проводящих линий и в расходах по их установке.
Двухфазное напряжение может быть получено от путём соединения однофазных трансформаторов по так называемой схеме Скотта. Симметричная нагрузка в такой трёхфазной системе в точности эквивалентна симметричной трёхфазной нагрузке.
В некоторых странах (например, в Японии) схему Скотта используют для питания железных дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока промышленной частоты. В этом случае в контактной сети чередуются только две фазы, а не три. На двухпутных дорогах пути разных направлений могут на всём протяжении питаться каждый от своей фазы двухфазной сети, что позволяет избавиться от чередования фаз по ходу следования поезда и устройства нейтральных вставок (хотя это усложняет работу станций). В России такая система не получила распространения.
Двухфазный электрический ток
Двухфазным электрическим током называется совокупность двух однофазных токов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол π 2 {\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} , или на 90°:
I 1 = I m sin ω t {\displaystyle i_{1}=I_{m}\sin \omega t} ;
I 2 = I m sin (ω t − π 2) {\displaystyle i_{2}=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})} .
Φ 1 = Φ m sin ω t {\displaystyle \Phi _{1}=\Phi _{m}\sin \omega t} ;
Φ 2 = Φ m sin (ω t − π 2) {\displaystyle \Phi _{2}=\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})} .
Двухфазные электрические сети применялись в начале 20-го века в электрических распределительных сетях переменного тока. В них применялись два контура, напряжения в которых были сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90 градусов. Обычно в контурах использовались 4 линии - по две на каждую фазу. Реже применялся один общий провод, имевший больший диаметр, чем два других провода. Некоторые из наиболее ранних двухфазных генераторов имели по два полноценных ротора с обмотками, физически повёрнутыми на 90 градусов.
Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году . Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года , примерно тогда же им была разработана конструкция соответствующего электродвигателя . Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза , которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским , работавшим в Германии в компании AEG . Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов.
Преимуществом двухфазных сетей было то, что они допускали простой, мягкий пуск электрических двигателей. На заре электротехники эти сети с двумя отдельными фазами были более просты для анализа и разработки. Тогда ещё не был создан метод симметричных составляющих (он был изобретён в 1918 году), который впоследствии дал инженерам удобный математический инструментарий для анализа несимметричных режимов нагрузки многофазных электрических систем.
Двухфазные контуры обычно используют две отдельные пары токонесущих проводников. Могут использоваться и три проводника, однако по общему проводу течёт векторная сумма фазных токов, и поэтому общий провод должен иметь больший диаметр. В отличие от этого, в трёхфазных сетях при симметричной нагрузке векторная сумма фазных токов равна нулю, и поэтому в этих сетях возможно использовать три линии одинакового диаметра. Для электрических распределительных сетей требование трёх проводящих линий лучше, чем требование четырёх, поскольку это даёт значительную экономию в стоимости проводящих линий и в расходах по их установке.
Электрический ток особо опасен для человека, к тому же он не виден. При монтаже проводки применяют провода разных цветов для безопасной и быстрой работы, буквами и цифрами обозначают сечение провода. Цветовые и символьные обозначения прописаны в стандартах, не стоит их нарушать, чтобы не подвергать свою и чужую жизни опасности.
Цветовая маркировка изоляции жил
Визуально провода отличаются друг от друга не только цветом и диаметром, но и количеством и видом жил. В зависимости от этой характеристики различают одножильные и многожильные электрические провода. Их многообразие находит свое применение в цепях переменного тока как в производственных трехфазных сетях напряжением 380В, так и в домашней однофазной сети 220В. Силовые цепи постоянного тока используют этот же стандарт электрических проводов.
Однофазная двухпроводная сеть 220В
К такой сети относится устаревший тип проводки, где в качестве жил используются алюминиевые провода в единой белой оплетке, в народе «лапша». Одна жила электрического провода – фазный проводник, вторая жила - нулевой. Однофазная двухпроводная сеть используется для обычных бытовых нужд: простых розеток и выключателей.
Проблема при монтаже одноцветной проводки заключается в затруднительном определении фазного и нулевого проводов . Наличие дополнительного измерительного оборудования поможет справиться с задачей, можно использовать мультиметр или специальную отвертку с индикатором, пробник, тестер, «прозвонку».
Проектирование однофазной двухпроводной сети разрешено ГОСТом для помещений с небольшой нагрузкой на электрическую сеть и невысокими требованиями к безопасности. В таких случаях применяют два одножильных провода или один двухжильный с жилами разных цветов.
В случае использования цельного провода одна жила имеет коричневый цвет, другая синий или голубой. Согласно общепринятой маркировке коричневая жила – это фаза, а синяя - нулевой проводник, строго не рекомендуется этот порядок нарушать. На практике встречаются фазные провода отличных от коричневого цветов: черный, серый, красный, бирюзовый, белый, розовый, оранжевый, но не синий.
Применение двух независимых одножильных проводов также требует маркировки. Можно использовать цветной по всей длине провод, например, синий - для нуля, красный - для фазы. Допустимо маркировать одинаковые по цвету провода изолентой или термоусадочными трубками разных цветов, располагая маркировку с обоих концов каждой жилы.
Применение трубки предполагает не обматывание концов, а надевание ее на провод и воздействие горячим воздухом с целью фиксации термоусадки на проводе. Для домашнего использования можно использовать любые цвета маркировочных материалов, доступные и понятные монтажнику проводки.
Однофазная трёхпроводная сеть 220В
Современные требования к монтажу электрической проводки диктуют наличие третьего провода - заземления. В этом отличие и основное преимущество однофазной трехпроводной сети.
Три электрических проводника выполняют соответствующие функции: фаза, ноль и заземление, защита от травмирования переменным током. Маркировка фазного провода остается коричневой, нулевого – синей или голубой, а провод заземления обязательно применять в оплетке желто-зеленого цвета.
Бытовая техника, соответствующая европейским стандартам безопасности, требует подключения к розеткам, имеющим заземление. Такие розетки имеют специальный контакт, к которому подводится желто-зеленый провод. Использовать этот цвет для маркировки провода фаза и ноль строго не рекомендуется, чтобы избежать возможных неприятных последствий.
Трёхфазная сеть 380В
Трехфазная сеть так же, как и однофазная, может быть с заземлением или без него. В зависимости от этого разделяют трехфазную четырехпроводную электрическую сеть напряжением 380В и трехфазную пятипроводную сеть.
Четырехпроводная сеть состоит из трех фазных проводников и одного нулевого рабочего проводника, защитный проводник заземления здесь отсутствует. В пятипроводной сети кроме трех фазных проводников и одного нулевого есть и проводник заземления.
Аналогично с двухфазной маркировкой жил, синяя или голубая жила используется для нулевого проводника , желто-зеленая – для проводника заземления. Для фазы А предусмотрен коричневый цвет, для фазы В – черный, фаза С маркируется серым цветом. Возможны исключения из правил для фазных жил , их цветовая маркировка допускает использовать другие цвета, но не синий и желто-зеленый, у которых уже имеется своя функция.
В распределении по группам однофазной нагрузки или подключении трехфазной нагрузки используются четырехжильные и пятижильные провода.
Сеть постоянного тока
Сеть постоянного тока отличается от сети переменного тока тем, что в ней присутствуют два проводника: плюс и минус. Жила плюсового проводника маркируется красным цветом, а жила минусового проводника – синим.
Практика цветового разделения проводов знакома профессионалам и любителям своего дела, активно применяется в электрике, но все же не стоит слепо доверять маркировке. Подстраховка измерительным прибором – обдуманный и взвешенный ход при монтаже электрических сетей, не стоит им пренебрегать.
Если вы электрик, нам полезно ваше мнение о статье. Напишите пожалуйста свой комментарий ниже.
Рядовой потребитель с электричеством сталкивается, ежедневно заживая
свет и включая тот или иной прибор в розетку. Выключатели
друг от друга отличаются мало, а вот с розетками все гораздо
сложнее. Попробуем разобраться, как устроена розетка.
Начнем с той, которая была изготовлена и установлена лет этак
10-15 назад. Она подключена всего к двум проводам. Изоляция
одного из проводов обязательно должна иметь голубоватую или
синюю окраску. Именно так определяется рабочий нулевой проводник.
Ток по нему идет не от источника, а от потребителя. Этот
провод 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, желто-зеленой в полоску и черной, более
опасный и коварный. Называется он фазный проводник.
Дотронувшись до этого провода, можно получить хорошенький
разряд. И это не шутки, поскольку напряжение бытовой сети переменного
тока 220 В, а любой ток, напряжение которого свыше 50 В,
убивает человека за несколько секунд. Наличие напряжения на фазных
проводниках можно определить специальными индикаторами.
Однофазный трехфазный переменный ток Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три
фазы, ноль, заземление, или земля, и знают, что это важные понятия
в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают.
Тем не менее знать это обязательно. Не углубляясь в технические
подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно
сказать, что трехфазная сеть - это такой способ передачи электрического
тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по
одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить.
Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному
ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому -
возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти
не будет. Вот и все описание однофазной цепи . Тот провод, по которому
ток идет, называется фазовым или просто фазой, а по которому
возвращается - нулевым или нолем. Трехфазная цепь состоит
из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно
потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута
по отношению к соседнему проводу на 120° . Более
подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.
Передача переменного тока происходит именно при помощи
трехфазных сетей. Это выгодно экономически - не нужны еще
два нулевых провода . Подходя к потребителю, ток разделяется на
три фазы, и каждой из них дается по нолю. В таком виде он обычно
и попадает в квартиры и дома, хотя иногда трехфазная сеть заводится
прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое
положение дел имеет свои плюсы и минусы.
Трехфазная система состоит из трех источников
электроэнергии и трех цепей, соединенных общими проводами
линии передач.
Источником энергии для всех фаз является трехфазный генератор.
Очередность подключения трехфазных двигателей
в качестве нагрузки оказывается существенной для установления
направления их вращения, то для обеспечения этой однозначности
приняты следующие условные цветовые обозначения
фаз: А - желтая изоляция; В - зеленая; С - красная и нейтраль
- черная.
Однофазный трехфазный переменный ток. При соединении звездой, кроме равного напряжения на зажимах
каждой из фаз (фазного напряжения между фазой и общим
проводом - Uф), существует и напряжение между разными фазами,
называемое линейным напряжением - Uл. Линейное напряжение
в этом случае больше фазного в √3 раз.
Если ток во всех фазах оказывается одинаковым (такая нагрузка
называется симметричной; примером может служить трехфазный
двигатель), то ток в нейтральном проводе отсутствует и этот
провод не нужен. Но другие подключаемые нагрузки бывают несимметричными,
поэтому для них нейтральный провод необходим.
Несколько реже, чем соединение звездой, в трехфазных сетях
применяют соединение треугольником. Обмотки фаз источника
электродвижущей силы при этом соединяются так, что конец
одной соединяется с началом следующей и т. д.
Преимуществом соединения фаз треугольником считается то,
что даже при несимметричной нагрузке нет необходимости использовать
четвертый провод.
Заметим, что подключение нагрузок в случае подведения
напряжения от источника способом треугольника может быть произведено
как треугольником, так и звездой.
Среди арсенала инструментов любого домашнего мастера всегда есть отвертка-индикатор, с помощью которой определяют потенциал фазы в домашней проводке.
Незатейливая конструкция, простая эксплуатация и низкая стоимость придают ей популярность.
Этот индикатор работает четко, позволяет увидеть потенциал фазы, использует принцип протекания активного тока через тело человека и встроенной неоновой лампочки.
Правила его применения описаны статьей .
Работая индикатором, мы привыкли, что на фазном контакте розетки лампочка светится, а на нулевом - погашена. Считаем в своем сознании это нормой. Причем, чётко понимаем, что при обрыве фазного провода свечения не будет и нам следует искать неисправность.
Целостность нулевого потенциала на розетке проверяется редко, да и технология требуется другая, например - .
Когда же в однофазной домашней проводке на обоих контактах розетки индикатор показывает фазу, то неискушенный электрик начинает думать, что их две и ставит вопрос: «Откуда взялась вторая?».
При этом он ошибается дважды на:
- примерно 90%;
- оставшуюся часть в 10%.
В первом случае допускаем, что внутри однофазной сети появиться посторонней фазе неоткуда и возникла совсем другая неисправность. А во втором - все же рассмотрим вариант появления постороннего потенциала.
Краткий экскурс в теорию
При подаче напряжения на бытовой потребитель по нему течет электрический ток в замкнутой цепи. Если схема разомкнута, например, выключателем люстры, то свечения не будет.
При этой ситуации потенциал фазы доходит до выключателя, а нуля - до ближнего контакта цоколя на каждой лампочке.
Их провода кратко называют фазой и нулем. После включения выключателя потенциал фазы доходит до удаленного контакта лампочки и через сопротивление нити накала образуется ток, который протекает по проводам замкнутой цепочки от источника питающей трансформаторной подстанции.
Если проверить индикатором напряжение на удаленном контакте патрона лампочки, то он своим свечением укажет фазу, а на ближнем - свечения не будет. Делаем вывод, что здесь потенциал нуля. Теперь рассмотрим другой вариант.
Неправильное подключение выключателя к люстре
В старых квартирах часто допускали ошибку: разрывали не фазу, а ноль. При такой ситуации освещение от выключателя работало нормально, но создавалась опасность получения электротравмы при замене лампочки, которая всегда была под потенциалом фазы.
Если при такой ситуации воспользоваться емкостным индикатором, то он будет светиться на обоих контактах цоколя лампочки и одном - .
Причина кроется в том, что потенциал фазы по разорванной цепочке от квартирного щитка дошел до отключенного контакта выключателя.
А условий для прохождения тока нет - схема разомкнута. На своем языке электрики говорят - разрыв или обрыв нуля.
Подобная ситуация может проявиться и в электрической розетке. Для этого достаточно отсоединить ноль на входе их блока и иметь параллельную цепочку с подключенным сопротивлением, например, настольной лампой.
Подобный случай может возникнуть в упрощенной , когда не выполнено разделение на силовые цепи розеточной группы и освещения, а все защиты квартиры выполнены электрическим пробками или автоматическими выключателями серии ПАР.
При обрыве нуля на входе розетки, находящейся, например, на кухне и включенном выключателе освещения в комнате повторится подобная ситуация, когда емкостной индикатор напряжения будет светиться в обоих гнездах розетки, указывая на потенциал фазы.
Как оценить напряжение в розетке
Потенциал фазы вызывает свечение лампочки емкостного индикатора, а ноля - не может. В рассматриваемом нами случае это его свойство вводит человека в заблуждение.
Для правильной оценки ситуации необходимо пользоваться прибором, указывающим не один потенциал, а их разность. По этому принципу работают:
- двухполюсные индикаторы напряжения;
- вольтметры.
Режим вольтметра есть у всех современных мультиметров - комбинированных электрических приборов домашнего мастера.
Если его щупы установить в контакты проблемной розетки, то он покажет 0 вольт на ней, что означает отсутствие разности потенциалов, необходимой для нормальной работы электрических приборов.
Величина напряжения 220 будет только между нулем и фазой нормальной электрической проводки.
Делаем вывод: вольтметр не показывает напряжение между одной и той же фазой, ибо его там просто нет. Оно присутствует в однофазной сети только между проводами фазного и нулевого потенциалов.
Возможные случаи обрыва нуля в домашней однофазной сети
Неисправность может возникнуть практически в любом месте проводки, но наиболее часто повреждения возникают там, где электрик делал коммутацию проводов схемы в:
- распределительном щитке квартиры;
- распаечной коробке;
- розетке.
Также возможно разрушение слоя изоляции провода и обрыв нулевой жилы с созданием контакта на фазе.
Неисправность может возникнуть на:
- вводном автоматическом выключателе;
- электросчетчике;
- нулевой шине.
Причиной обрыва может стать плохой контакт с проводом из-за:
- загрязнения рабочих поверхностей;
- недостаточного усилия ужима винтового соединения;
- надрезов металлической жилы провода.
Любая из них создает повышенное сопротивление на переходном участке, ведущее к излишнему нагреву, образованию нагара, постепенно переходящему в обрыв.
В этой ситуации на всех электроприборах квартиры пропадет напряжение, но фаза останется присутствовать.
Если хоть один выключатель освещения будет включен или в одну из розеток вставлен бытовой прибор, то фазный потенциал пройдет на второй контакт всех розеток через нулевую шину.
Придется осматривать возможные места повреждения и устранять неисправность.
Неисправность с отсутствием напряжения проявится в том помещении, на которое работает распределительная коробка с оборванным нулем. Во всех других местах напряжение будет присутствовать.
Внутри старых распаечных коробок подключение проводов выполнялось скрутками и обматывалось изолентами. У нуля обычно требовалось делать больше соединений, а общая скрутка получалась толще. С этого косвенного признака проще делать прозвонку схемы для выявления нулевого потенциала электрическими методами.
Обрыв нуля может возникнуть и в проводе, соединяющем распределительные коробки. Для его замены часто требуется долбить стену и заменять кабель. Чтобы уменьшить трудозатраты проще создать новую магистраль, расположив ее по .
Обрыв нуля и замыкание на фазу в блоке розеток
Такая ситуация может создаться при неправильных работах по сверлению стен, забиванию гвоздей, вворачиванию саморезов без учета проложенных трасс электрической проводки, когда нарушается целостность изоляции жил и возникают короткие замыкания и обрывы провода.
Потенциал фазы появится на обоих контактах розетки без создания дополнительных шунтирующих цепочек.
Устраняется такая неисправность полной заменой неисправного участка проводки.
Для тех читателей, кто интересуется видеороликами по этой теме рекомендуем посмотреть работу Сергея Сощенко: «Две фазы в розетке.»
Это как раз тот случай, когда внутрь домашней однофазной сети может проникнуть второй потенциал фазы и напряжение на всех бытовых приборах способно подскочить до линейной величины вплоть до 380 вольт.
Виновником такой аварии чаще всего выступает электроснабжающая организация, а страдают от нее все задействованные потребители.
Рассмотрим вариант воздушного подключения к трехфазному вводу в частный дом.
Такие провода расположены открыто. имеют большую протяженность. Существует масса причин, по которым может возникнуть обрыв фазы. Их количество уменьшается при подключении электрическим кабелем, спрятанным в грунте, который чаще применяется для питания многоэтажных зданий. Но человеческий фактор и нарушение правил эксплуатации не стоит забывать…
Обрыв нуля в трехфазной сети происходит периодически, его надо учитывать.
Работа трехфазной сети в нормальном режиме
В каждую квартиру с однофазной проводкой поступает одинаковое фазное напряжение.
Его величина 220 вольт прикладывается к различным сопротивлениям бытовых потребителей, которые периодически коммутируются к питанию случайным образом. В схеме протекают только токи от генераторного конца по фазным проводам к нагрузке и возвращаются через нулевой провод.
Ток в ноле состоит из суммы трех токов всех фаз и обычно уравновешивается ими. Напряжение в фазах колеблется в пределах эксплуатационных нормативов.
Работа трехфазной сети при обрыве нуля
Здесь сбалансированная система сразу нарушается. Обрыв нуля исключает прохождение по нему токов фаз, а напряжение, которое поступает потребителям, претерпевает изменения.
Рассмотрим на примере контура АВ. К квартирам А и В прикладывается уже линейное напряжение АВ. Их сопротивление подключено к нему последовательно и складывается из двух составляющих.
За счет суммарного сопротивления Ra+Rв по цепочке течет ток Iaв, рассчитываемый по закону Ома. Он общий для обеих квартир.
Падение напряжения на каждой квартире теперь не одинаковое, а зависящее от сопротивления, которым обладают подключенные в работу электроприборы. Если один владелец отсутствует дома и выключил все приборы, а второй интенсивно использует стиральную и посудомоечную машины, включил моющий пылесос и обогреватель, то ситуация складывается неблагоприятная: все 380 вольт окажутся у одного хозяина. Его бытовая техника сгорит от перенапряжения.
Снизить риски повреждения своего имущества от аналогичной поломки можно включением в квартирный щиток . Оно своевременно отключит питание при возникновении подобной аварии. РКН входит в состав защит и обеспечивает в автоматическом режиме .
Случаи обрыва нулевого провода подробно объясняет видеоролик владельца Master007: «Отгорание нуля».
Дополняйте материал статьи своими комментариями, делитесь ею с друзьями в соц сетях.
Одной из популярных неисправностей электропроводки в квартире является появление так называемой второй фазы в розетке. Если пропал свет в комнатах, но все приборы работают, значит и Вы стали жертвой такой поломки. Далее мы расскажем, что делать, если в розетке две фазы, почему такое может произойти и как устранить повреждение самостоятельно!
Как это происходит?
Для того, чтобы Вы поняли причину неисправности, предоставим наглядную :
Как Вы понимаете, напряжение подается по фазному проводу и возвращается по нулевому. А теперь представьте, что будет, если произойдет обрыв нуля:
Если включить выключатель света, напряжение пройдет через нить накаливания либо включенный электроприбор, перейдет в нулевой провод и т.к. нули связаны, направится к розетке по второму контуру. Итог – при проверке напряжения в гнездах розетки пробником Вы увидите две фазы. Если Вы позаботились о , опасности для жизни не будет, просто нужно будет найти обрыв нулевого провода и восстановить контакт. Однако если в квартире использовалось зануление электропроводки, последствия могут быть не самыми лучшими.
Основные причины неполадки
Как Вы уже поняли, причиной появления двух фаз на розетке чаще всего является . Потеря контакта может произойти на этажном щитке, на вводе в квартиру, в одной из распределительных коробок и даже просто в стене.
Если провод отгорел в электрощитке, в квартире погаснет свет, но розетки все также будут работать, но только когда включаешь электроприбор либо освещение в комнате. Если же Вы все выключите и проверите напряжение в розетке, увидите, что фаза будет только одна.
Иной случай, когда обрыв нуля происходит в распределительной коробке одой из комнат. В этом случае перестанет гореть свет только в этой комнате, в остальных все будет работать, как и раньше. Чтобы решить проблему, нужно будет раскрыть распредкоробку и восстановить .
Еще одна частая причина, почему две фазы в розетке – старая проводка при которой вместо автоматических выключателей на вводе вкручены пробки. Если выбьет только одну пробку, нулевую, напряжение появится в двух гнездах. Чтобы такого не произошло, рекомендуем заменить электропроводку в квартире на современную – с .
Также часто встречается ситуация, когда обрыв происходит непосредственно в стене из-за Вашего непрофессионализма. Перед тем, как вешать картину необходимо обязательно найти электропроводку в стене, чтобы не повредить ее гвоздем (и себя в том числе). Если Вы перебьете только нулевой проводник, появятся две фазы в розетках. Сюда же можно отнести и повреждение провода грызунами, которые могут существовать в пустотах панелей многоквартирных домов. О том, мы рассказывали в соответствующей статье.
Итак, мы рассказали, почему может появиться напряжение в двух гнездах розетки, как это происходит и что делать, чтобы решить проблему. Теперь хотелось бы объяснить, как сразу же понять, что произошло повреждение провода N и это не обе фазы, а одна, которая перетекла по второй линии электросети.
Ситуация понятная – пропал свет в квартире и Вы сразу же пробником решили . Заметив, что индикатор показывает фазу на двух проводах, Вы подумали, что это две фазные жилы у Вас в электропроводке. Как мы уже сказали, все далеко не так и убедиться в этом можно следующим образом:
С помощью мультиметра проверьте напряжение в розетке, если покажет 0, значит фаза у Вас только одна, перетекающая на нулевой проводник.
Это самый верный способ определить неисправность, ведь индикаторная отвертка это крайне не точный метод проверки. Индикатор может сработать на наводку и показать вторую фазу, хотя на самом деле она будет одна.
