Przerwanie przewodu neutralnego w obwodzie trójfazowym (lub jego przepalenie) jest powszechnym zjawiskiem znanym większości specjalistów i obsługi podstacji. Zmagają się z nim również elektrycy obsługujący budynki mieszkalne, w których uszkodzenie to następuje przy wejściu do pionu lub bezpośrednio w mieszkaniu. Zwykle objawia się pęknięciem w „ziemnej” żyle. Aby zrozumieć istotę zjawiska, musisz najpierw zrozumieć przyczyny jego wystąpienia.
Tworzenie obwodów zasilających i przyczyny awarii
Zasada tworzenia obwodów zasilających 380 V opiera się na fakcie, że każda faza jest połączona z „własną” grupą odbiorców (domy, wejścia lub mieszkania). Zerowa przerwa w sieciach trójfazowych występuje, gdy rozkład obciążeń jest zakłócony, połączony, podobnie jak uzwojenia transformatora stacyjnego, zgodnie ze schematem „gwiazdy” - muszą być połączone równomiernie. Przy prawidłowym rozkładzie składowe prądu są wzajemnie kompensowane, a całkowita wartość w przewodzie neutralnym jest bliska zeru. Dlatego przewód neutralny ma mniejszy przekrój niż przewody fazowe - teoretycznie można go całkowicie wykluczyć, ponieważ prąd nie powinien tutaj płynąć.
Każde odstępstwo od tego wymogu prowadzi do nierównowagi faz i pojawienia się prądów pasożytniczych w przewodzie neutralnym.
Ponieważ po stronie konsumenta liczba włączonych urządzeń gospodarstwa domowego i żarówek na fazę może być dowolna, żadna linia zasilająca nie może obejść się bez odchylenia od normy.
Prąd zawsze przepływa przez przewód neutralny, nieznacznie przesuwając węzły fazowe w jednym lub drugim kierunku. Na odpowiednich wykresach wygląda to jak zbliżanie się punktu zerowego do jednej z faz. Jeśli przekrój przewodu neutralnego w sieciach zasilających jest mocno przekrzywiony, może nie wystarczyć, aby wytrzymać przez niego zwiększony prąd. Z biegiem czasu ciągłe przeciążanie prowadzi do jego spalenia.
Przy przełączaniu z obwodów trójfazowych na gałęzie liniowe (ich powstawanie następuje przy wejściu do pionu dostępowego) sytuacja jest zupełnie inna. Problemy z zerowym wypalaniem w sieciach jednofazowych mogą wystąpić z następujących powodów:
- Słaby kontakt lub uszkodzenie przewodu neutralnego na gałęzi liniowej. Osadza się na rozdzielnicy wejściowej wejścia.
- Utrata odpowiedniego styku w panelu podłogowym. W niektórych domach jest instalowany w każdym miejscu.
- Naruszenie połączeń w przewodzie „ziemnym” przy wejściu do mieszkania lub w jego wnętrzu.
Awaria objawia się najpierw krótkotrwałą utratą energii elektrycznej, której przyczyny nie można natychmiast znaleźć. Z biegiem czasu, gdy styk w punkcie, w którym jest połączony zerowy rdzeń, całkowicie się załamie, urządzenia gospodarstwa domowego całkowicie przestaną działać, a światło włączy się.
Możliwe konsekwencje
Konsekwencje przerwy zerowej w sieci trójfazowej są czasami niezwykle niebezpieczne. Niezależnie od zastosowanego systemu uziemienia, po przepaleniu przewodu zerowego w mieszkaniach podłączonych do takiego kabla pojawiają się wysokie potencjały. Z powodu silnego skosu na niektórych liniach elektrycznych pojawią się napięcia sięgające 380 woltów. Na pozostałych gałęziach z wejścia 3-fazowego wręcz przeciwnie, mogą spaść prawie do zera.
Przerwy w przewodzie neutralnym są niebezpieczne, ponieważ przede wszystkim stanowią zagrożenie dla urządzeń domowych podłączonych do gniazdek.Może to grozić całkowitą awarią drogiego sprzętu lub pożarem starej aluminiowej instalacji elektrycznej, co może doprowadzić do pożaru. Z drugiej strony, jeśli dom jest podłączony poprzez system TN-C z połączonymi przewodami PE i N, przerwa we wspólnym przewodzie PEN spowoduje utratę funkcji ochronnej przed porażeniem elektrycznym. W przypadku braku ponownego uziemienia konsument będzie bezbronny, jeśli przewód PEN zostanie zerwany, nawet jeśli w jego mieszkaniu zainstalowano RCD, który nie będzie w stanie pracować bez zerowego rdzenia.
Jeśli na jednej z linii mieszkania chronionych przez osobną maszynę wystąpi przerwa zerowa, przede wszystkim przestaną działać wszystkie podłączone do niej urządzenia elektryczne. Ponadto, jeśli nie ma zera, a w sieci jest faza, niebezpieczny potencjał 220 woltów przez stale podłączone obciążenia spadnie na zacisk uziemienia. W rezultacie w wylocie będzie jeszcze jedna faza, co jest bardzo niebezpieczne w przypadku braku normalnego uziemienia.
W przypadku przypadkowego uszkodzenia izolacji, na przykład w pralce, niebezpieczny potencjał nie będzie miał gdzie spłynąć, ponieważ przewód uziemiający zostanie odcięty. Dla konsumenta stojącego na betonowej podłodze połączonej z ziemią stanowi to wielkie niebezpieczeństwo, ponieważ cały prąd będzie przez nią przepływał.
Ochrona przed przepaleniem lub zerową przerwą
Badanie konsekwencji naruszeń w działaniu linii trójfazowych i ich odgałęzień wykazało, że konieczne jest podjęcie pewnych środków, aby zapobiec tym zjawiskom. Niezawodna ochrona przed zerową przerwą w sieci jednofazowej umożliwia:
- utrzymuj sprzęt gospodarstwa domowego w stanie nienaruszonym;
- aby zapewnić ochronę użytkownika przed porażeniem elektrycznym;
- aby zapobiec przypadkowemu zapłonowi zużytej instalacji elektrycznej i wybuchowi ognia.
Do ochrony przed utratą fazy stosuje się nowoczesny sprzęt elektryczny, w skład którego wchodzą specjalne przekaźniki, a także urządzenia zabezpieczające przed przeciążeniem linii (SPD). Pierwsze dostępne są w dwóch wersjach, z których jedna przeznaczona jest do obwodów 3-fazowych, a druga umożliwia ochronę gałęzi jednofazowych. Zasada ich działania polega na natychmiastowym odłączeniu sieci zasilającej w przypadku odchylenia w niej napięcia powyżej ustalonej normy.
Drugie urządzenie do ochrony przed zanikiem fazy jest zwykle używane w prywatnych gospodarstwach domowych w celu odłączenia obciążeń w przypadku niebezpiecznej sytuacji. Jego zasadą działania jest zmniejszenie przewodności obwodów wewnętrznych przy znacznych spadkach potencjału. Najskuteczniejszym sposobem zapobiegania niebezpiecznym konsekwencjom w sieciach trójfazowych jest zastosowanie ponownego uziemienia, którego urządzenie w budynkach mieszkalnych wiąże się z dużymi trudnościami.
Na obszarach wiejskich i prywatnych budynkach podmiejskich takie podejście jest bardzo proste do wdrożenia. Wystarczy w sąsiedztwie domu wyposażyć urządzenie uziemiające i podłączyć je miedzianą szyną do osobnego styku zamontowanego w skrzynce odbiorczej.
Jako kolejny środek zdolny do ochrony przed pęknięciem rdzenia zerowego można użyć wyłącznika różnicowoprądowego lub, w skrócie, RCD. Jego rodzaj to urządzenie różnicowe, które łączy funkcje RCD i typowej maszyny. Do tych celów nie nadają się zwykłe produkty, które koniecznie wymagają całego zerowego rdzenia do normalnej pracy. Dozwolone jest instalowanie w odgałęzieniach tylko tych urządzeń, w których specjalnie przewidziana jest funkcja ochrony przed zerwaniem.
