Jak se chránit před nulovou ztrátou?

Mnohým se tento článek samozřejmě nebude líbit, a to jak z technického hlediska, tak z hlediska bezpečnosti. Už vidím, jak někdo šel na PUE nebo TCP (v Bělorusku se tomu říká „Technický kodex zavedené praxe“), aby mi řekl, že to nelze udělat. To je s největší pravděpodobností pravda, ale chci napsat článek. A na tomto webu není kde utratit vydělanou karmu (ve smyslu použití těchto bodů ve prospěch sebe nebo někoho jiného).

Vše, co je napsáno níže, by nemělo být považováno za výzvu k akci. Berte to jako logické cvičení pro váš mozek.

Budeme hovořit o dvou dobře známých problémech v obytných budovách, kde není samostatný zemnící vodič, a to i ve formě rozdělení PEN na PE a N v ASU budovy:

1. Jak se uzemnit tam, kde žádná „země“ není?
2. Ochrana při spálení hlavního nulového vodiče

Bez ochranného vodiče

Jedinou možností ochrany osoby před úrazem elektrickým proudem, když se fáze dotýká neuzemněného (a nenulovaného) těla elektrického zařízení, je elektromechanický RCD. Existuje také PES (Potential Equalization System), ale pokud není správně uzemněn, může nést ještě větší riziko.

Všechno je zde jednoduché, když tudy protéká proud podmíněný rod – lidské tělo – elektrické zařízení tělo RCD se spustí podle rozdílu proudu přitékající a odtékající nulou a fází. To znamená, že nezáleží na tom, kterou cestou se tento aktuální únik vydá: fáze-podlaha, nulové pohlaví nebo fáze a vyhořelá nula – patro – RCD bude fungovat v kterékoli z těchto možností. Důležité stejný směr tyto proudy.

Ale kromě bezpečnosti existují potíže, které jsou někdy nepřekonatelné:

1. Elektrický spotřebič „kousne“ díky svým konstrukčním prvkům (kondenzátory v napájecím zdroji).
2. Elektrický spotřebič zpočátku „nekousal“, ale začal „kousat“, přičemž stále funguje jako dříve. Otočení zástrčky v zásuvce nepomáhá. Na opravy nejsou peníze, čas atd., chci jen eliminovat „kousání“ nebo dokonce „škubání“ a používat to do úplného rozbití.
3. Elektrické zařízení „nekouše“, ale kvůli přítomnosti „chodícího“ napětí na těle nechce normálně fungovat (například dlouhý USB kabel z počítače do tiskárny, hučení v reproduktorech audio zesilovačů, špatný příjem rádia atd.).

Aby se zbavili těchto problémů, mnozí obětují bezpečnost připojením krytů elektrických zařízení přímo k „uzemnění“ ve formě topných trubek, armatur, nebo pokud to podmínky dovolí: zakopáním kovového kolíku do země. Nebezpečí těchto metod „uzemnění“ je již dlouho známo. V určitých úsecích trasy mohou být trubky spojeny spíše plastem než kovem a mají vysokou odolnost proti uzemnění. Unikající proudy z elektrických spotřebičů přispívají k rychlé korozi potrubí. Pokud se fáze dotkne těla, jistič nebo proudový chránič nemusí fungovat, pokud jsou protékající proudy malé. Nebezpečí úrazu elektrickým proudem bude hrozit nejen tomu, kdo takové uzemnění provedl, ale i všem, kteří se náhodou ocitli v postiženém místě (instalatér měnící potrubí nebo sousedé v patře pod a nahoře).

Zrušení štítu

Zde je nutné udělat odbočku.

Přestože v našich elektrických sítích je nula připojena k zemní smyčce v trafostanici, kvůli nerovnoměrnému proudovému zatížení napříč fázemi a také velké délce kabelových vedení, pro vzdálené spotřebitele elektřiny, napětí mezi nulou a zemí může být více než deset voltů. Také na nulovém vodiči je pokles napětí!

Když stojíte na mokré betonové podlaze a dotýkáte se rukama těla vynulovaného ohřívače vody nebo kovové baterie spojené kovovými hadicemi, toto napětí rozhodně cítíte. A pokud připojíte neutrální vodič ke kovovým trubkám nebo jiným konstrukcím uloženým v zemi, může jimi protékat tak slabý proud několika ampérů.

Tzn., že ani teoreticky nelze uzemnit každý nulový vodič, pokud je pevně zašroubován do ASU s PEN rozděleným na PE a N. Takové případy se stávají například, když budova nemá vlastní zemnící smyčku. Potenciál vznikne mezi skutečnou zemí (spojovací bod na TP zemní smyčky a výstupní nulový vodič) a oddělenou „země“ v ASU budovy.

Pokud nula „nekousne“, můžete fantazírovat o tom, jak se s ní můžete chránit, dokud je neporušená. A abychom věděli, že je intaktní, je potřeba se přiložit k určitému bodu, který bude mít alespoň teoreticky vůči zemi konstantní nulový elektrický potenciál (referenční napětí). Tento bod může být místem, kde je nulový vodič připojen k uzemňovací sběrnici na trafostanici, a samotná zem může být jako ideální vodič, na kterém podmíněně nedochází k žádnému poklesu napětí v sekci „uzemnění trafostanice – zem připojené budovy“. Zde je například citace z jednoho komentáře na YouTube na stejné téma

. existuje takový koncept (statistický (umělá 0), pokud jej použijete relativně k přirozené 0, můžete tento problém vyřešit mnohem snadněji a levněji). Rozdíl mezi umělým 0 a přirozeným dosahuje při zkreslení a fázových zlomech od 0,5 do 10 V. Testováno empiricky.

Důležitou podmínkou takového „referenčního uzemnění“ je schopnost procházet proudem dostatečné velikosti ke spuštění ochrany, přičemž výsledné napětí mezi „referenčním uzemněním“ a „přirozenou zemí“ by nemělo překročit nebezpečné hodnoty, např. 30 voltů.

Kde najít takové referenční uzemnění v bytě je velká otázka. Z výše popsaných důvodů odstraňujeme rozvody topení, vody a plynu. Možnost napojení na EMS v koupelně, ale není známo, jak je tato EMS propojena mezi sebou a do ostatních bytů, je nebezpečná. Ukazuje se, že jedinou možností je vyztužení stěn a stropu, svařené dohromady a mající odpor vůči skutečné zemi menší než 1 kOhm. I když ve zděné nebo dřevostavbě to tak být nemusí.

Ale pokud ano, můžete otestovat jeho „kvalitu“. Vezměte voltmetr a změřte napětí mezi nulou v zásuvce a armaturou ve zdi. Pokud není nula, ale např. 3 a více voltů, zkratováním nuly a kotvy přes pojistku 100 mA by tato pojistka měla shořet (za předpokladu, že odpor mezi kotvou a skutečnou zemí je malý). Nebo pokud se napětí mezi nulou a armaturou blíží nule, zapojte do obvodu korunovou baterii do série a přidejte 9 voltů.

Spálená pojistka je indikátorem úspěšného testu „referenčního uzemnění“.

Pro teoretický experiment budete potřebovat jako nejběžnější čtyřpólový elektromechanický proudový chránič nebo diferenciální jistič typu AC se svodovým proudem 30 mA.

Na základě skutečnosti, že ochranný obvod funguje vzhledem k „referenční zemi“, nakreslím první schéma.

Schéma je podobné schématu pro připojení proudového chrániče ve dvouvodičové síti, pouze s tím rozdílem, že „ochranný“ nulový vodič odebraný z těla panelu je také připojen přes třetí kontakt proudového chrániče, ale zespodu. Situace:

A. Nula ve štítu je neporušená. Pokud dojde k svodovým proudům z těla elektrického zařízení do fáze nebo nuly, RCD zaznamená rozdíl v přitékajícím a odtokovém proudu a ochrana bude fungovat.

B. Nula nedosahuje těla štítu (zlomení). Napětí na pouzdru je relativní k „referenční zemi“. Pokud proud teče podél řetězu „ochranná nula – pouzdro – tělo – podlaha“, RCD bude také reagovat na tento únik.

A pokud je nutné, aby RCD nespouštělo svodové proudy z nuly do pouzdra nebo z fáze do pouzdra? Na horní kontakty RCD jsme nastavili ochrannou nulu. Nyní se proudy sčítají a odečítají jinak.

A. Nula ve štítu je neporušená. Vyskytnou-li se svodové proudy z těla elektrického zařízení do fáze nebo nuly, RCD nezaznamená rozdíl v přitékajícím a odtokovém proudu, RCD nebude fungovat.

B. Nula nedosahuje těla štítu (zlomení). Napětí na pouzdru je relativní k „referenční zemi“. Pokud proud teče podél řetězu „ochranná nula – pouzdro – tělo – podlaha“, RCD na tento únik zareaguje.

Nulová ochrana proti zlomení

Čtvrtý kontakt proudového chrániče lze použít jako detektor přerušení nuly. Opět s použitím naší „referenční půdy“. Jakmile se ve stínění na ochranném nulovém vodiči objeví napětí vyšší než 30 voltů vůči „referenční zemi“, objeví se svodový proud a ochrana bude fungovat.

Komentář z internetu

Mimochodem, v roce 2000. v butiku v Podolu v Kyjevě (předrevoluční dům, přívod vzduchu) se mi podařilo přimět RCD, aby reagoval na nulový zlom. Mezi nulu a čistou zem jsem umístil rezistor 1kOhm (obvod jsem si vyrobil sám), s normálním napětím na nule 5V, únik z nuly je 5mA, pokud je na něm nula prolomená alespoň 50V, únik je 50mA, proudový chránič je vypnutý.

Nevýhodou rezistoru je proud několika miliampérů při nízkém napětí mezi zemí a nulou, to znamená, že může vždy viset 10-15 mA, což není dobré pro všechno ostatní, co je připojeno k RCD, které může fungovat, např. při 17-20mA.

Varistor nemá příliš dobrou proudově-napěťovou charakteristiku, odpor při proražení prudce neklesá, navíc i když omezíte proud odporem, má stále omezený počet operací.

Plynové vybíječe od 75 voltů jsou moc. Odpor závisí na použitém napětí.

Je mnohem jednodušší sestavit obvod pomocí diod, zenerovy diody a tranzistoru. U dvou výkonných zenerových diod to možné je, ale v prodeji se shánějí hůře.

Provozní stav okruhu:

1. Minimální stabilizační napětí zenerovy diody Ust.min musí být větší než amplituda hodnota napětí mezi „referenční zemí“ a ochrannou nulou.
2. Zesílení tranzistoru h21e by nemělo být větší než 20 – 40. Aby se jednotky mikroampérů na bázi neměnily na desítky miliampérů na kolektoru. Tranzistor je obyčejný bipolární.
3. Rezistor omezující proud obvodu je vybrán z podmínky, že při 30V by měl mezi „referenční zemí“ a ochrannou nulou protékat proud 30mA.

Když je napětí mezi „referenční zemí“ a ochrannou nulou menší než Ust.min, je proud obvodem několik mikroampérů. Když se napětí zvýší na 30 nebo více voltů, proud v obvodu se prudce zvýší na 30 nebo více miliampérů, které potřebujeme.

Vše dohromady bude vypadat takto

Pokud nedochází k pájení obvodů, můžete mezi pracovní nulu a fázi nainstalovat jednoduchou přepěťovou ochranu. Když v panelu vyhoří nula a místo 250 se objeví více než 220 voltů, proud bude protékat čtvrtým kontaktem RCD a ochrana bude také fungovat.

Pravděpodobně můžete přijít s mnoha variantami schémat na toto téma.

Vzhledem k tomu, že jsou v prodeji elektronická napěťová relé nebo podobná mechanická spoušť pro RCD a automaty od výrobců elektrických výrobků, lze takový „kulibinismus“ omezit na nic nebo na minimum. Hlavní věcí je vědět, že taková ochranná zařízení existují, a mít obecnou představu o tom, kde a jak se používají.

PS Důležitá poznámka z diskuze na jednom fóru

co se stane, když použijete 4-pólový RCD, který spojí baterii přes kontakty s nulou ve štítu, když ji někdo bude chtít použít jako nulu na baterii, ne vaše, ale sousedova? To znamená, že pak bude přes kontakty vašeho RCD protékat mnohem větší proud, než se původně očekávalo

Zde je důležité, že „ochranná nula“ na krytu může být elektricky připojena k vodovodnímu potrubí, například při připojení pračky nebo ohřívače vody pomocí hadic k potrubí (ne nutně kovovému). Podle ochranné nuly poteče tělem elektropřístroje hadičkami k baterii vyrovnávací proud, vypadne proudový chránič, ale proudy ani v jednotkách miliampérů nejsou dobré. Plus situace popsané na začátku článku.

Pro lepší pochopení toho, jak fungují zařízení diferenční proudové ochrany a jejich neobvyklé aplikace, vřele doporučuji zhlédnout video sérii „Proudové chrániče proti rozbití, přehřátí a oblouku“ od ID – Vladimir Melnikov (na rozbočovači Vladimír Melnikov).

Každý ví, že proud v elektrické síti teče v uzavřeném okruhu a napájí různé domácí spotřebiče a průmyslová zařízení. Napájecí síť do soukromých domů, bytů a chat je jedním ze směrů distribuce elektřiny v globálním napájecím systému pro různé objekty. To vše naznačuje, že pro napájení domácích elektrických spotřebičů jsou potřeba alespoň dva elektrické vodiče, které vytvoří uzavřený napájecí obvod pro domácí spotřebiče.

Tyto vodiče se nazývají fáze (L) a pracovní nula (N). “Nula” není při dotyku pro člověka nebezpečná, protože na něm není žádné síťové napětí. To ale neznamená, že jím neproudí elektřina. V ideálním případě je v jednofázové síti velikost proudu procházejícího fázovým vodičem přesně stejná jako hodnota tohoto parametru procházející nulovým vodičem. V tomto článku se budeme zabývat otázkou příčin přerušení nebo spálení nulového vodiče, co se stane v případě takové nouze, důsledky této nehody a jaký druh ochrany proti přerušení „nuly“ může takový negativní jev eliminovat.

Pozornost! Spálení nulového vodiče v třífázovém hlavním napájecím vedení může způsobit změnu hodnoty napětí z minimální na maximální hodnotu 380 V a přerušení „nuly“ vnitřního vedení ztratí napájení. síť s výskytem fáze na nulovém kontaktu výstupu.

Důvody přerušení nulového vodiče

Přerušení nebo spálení nulového pracovního vodiče se často vyskytuje ve starých domech, kde byla elektrická síť navržena pro nízké zatížení ne více než 2 kW na samostatný byt nebo dům. V moderních podmínkách se saturace realitních objektů výkonnými domácími spotřebiči realitních objektů dramaticky zvýšila a elektrické vedení často takové zatížení nevydrží. Kde je tenký, tam se láme! Nejčastěji k „nulovému“ hoření dochází na spoji N-vodiče s nulovou sběrnicí v rozvodné desce bytu, ale taková nehoda může nastat i jinde, např. v rozvodně nebo v silovém transformátoru.

Je nutné rozlišovat přerušení nulového vodiče v třífázových a jednofázových sítích. Jednofázové elektrické rozvody jsou určeny pro napájení bytů a soukromých domů přímo v interiéru. Před rozvaděčem se nejčastěji dodává elektřina podle třífázového schématu a pouze v něm dochází k rozdělení na jednofázové elektrické vedení. Pro prázdninové vesnice se zpravidla používá jednofázové hlavní vedení k dodávání elektřiny spotřebiteli z výkonového transformátoru. Všechny tyto nuance ovlivňují důsledky, které nastanou po přestávce nebo spálení “nuly”.

Jak v jednofázové, tak v třífázové síti může dojít k přerušení nulového vodiče, ale důsledky budou jiné. V každém případě může být důvodem „nulového“ přerušení buď přetížení, nebo nekvalitní kabeláž, nebo jiné důvody: koroze, mechanické poškození nulového jádra atd. V jednofázových sítích není “nula” náchylná ke spálení, ale může dojít k přerušení z jiných důvodů. Třífázová síť je náchylnější ke spálení nulového vodiče. Níže se budeme zabývat otázkou, proč „nula“ vyhoří v třífázové síti.

Pozornost! Nulový vodič se zpravidla spálí, když je ve špatném kontaktu s jinými prvky sítě. Proto je nutné věnovat zvláštní pozornost instalaci nulového vodiče na různých přechodech jak v rozvaděči, tak i ve spojovacích krabicích.

Přerušení nulového vodiče v třífázové síti

V jednofázové elektrické síti je „nula“ vodič, na kterém není síťové napětí, ale proud přes něj, když je zátěž připojena, se rovná proudu přes fázový vodič. V případě třífázové sítě je vše úplně jinak! Hlavním problémem je, že všechny sítě pro přenos energie jsou postaveny na třífázovém systému a spotřebitelé jsou připojeni podle tradičního schématu „hvězdy“. Zde se objevuje pojem “nulový vodič”! Pokud je zatížení každé fáze stejné, pak jsou kompenzovány proudy všech jednotlivých fází, protože jsou vůči sobě posunuty o 1/3. V tomto případě přes nulový vodič připojený ke středu “hvězdy” proud neteče a nemůže hořet.

Ale to je jedině ideální! Dokonce i ve stejném bytě mohou být různé zátěže připojeny k různým fázím, nemluvě o bytovém domě. Je nemožné předpovědět, jaké zatížení se může každý spotřebitel připojit k síti. Jeden zapne jeden lustr napájený z jedné fáze a další připojí několik elektrických spotřebičů sedících na další fázi. To vše vede ke kolísání výkonu zátěží, takže v určitém okamžiku bude jedna z fází silně přetížena při absenci proudu v jiných fázových vodičích. V tomto scénáři se v nulovém vodiči objeví silný proud, který vyrovná systém, což může vést k nulovému spalování. Aby k tomu nedošlo, je nutná ochrana proti vyhoření „nuly“ v třífázové síti.

Důsledky porušení “nuly”

Důsledky přerušení nulového vodiče mohou být zcela odlišné. Vše závisí na tom, ve které síti došlo k nouzovému vypnutí nuly: třífázové nebo jednofázové. Uvažujme oba případy odděleně od sebe.

Třífázová síť. Vyhoření nebo přerušení nulového vodiče v třífázové síti může vést k úplné nerovnováze napájecích fází, v důsledku čehož může dojít ke zvýšení napětí 380 V na jednom elektrickém vedení, které napájí domácí spotřebiče a svítidla. a na druhé straně může klesnout až na nulu. Přepětí, stejně jako pokles napětí elektrické sítě, je nebezpečné pro jakékoli elektrické spotřebiče a elektronická zařízení. Meze napětí v elektrickém vedení mohou způsobit vznícení jak samotných vodičů, tak elektrických spotřebičů, což povede k požáru v místnosti.

Důležité! Otevření nebo vyhoření “nuly” v třífázové síti vede k velkým a nepředvídatelným poklesům napětí v jednom nebo druhém směru. V důsledku tohoto jevu mohou selhat drahé domácí spotřebiče a elektronická zařízení, pro které je jak zvýšení napětí, tak jeho pokles oproti běžné úrovni 220 V velmi nebezpečné!

Důležité! Pokud je instalace uzemnění v bytě provedena s porušením, může dojít k úrazu elektrickým proudem z těla elektrického spotřebiče. Při správném uzemnění domácích spotřebičů nepřinese „nulový“ zlom v jednofázové síti žádné negativní důsledky, s výjimkou odpojení napájení místnosti a vypnutí všech domácích spotřebičů a svítidel!

Jak vidíme, pokud se v jakékoli síti, třífázové i jednofázové, přeruší nulový vodič, může dojít k řadě negativních a nebezpečných důsledků. Co je třeba udělat, aby se takovému vývoji událostí zabránilo? Samozřejmě existuje cesta ven! Ochrana před vyhořením “nuly” nebo jejím rozbitím je nutná! Níže budeme zvažovat všechny typy ochrany proti otevřenému nebo nulovému vyhoření v třífázových a jednofázových sítích.

Ochrana proti spálení nebo nulovému rozbití

Zlomení a vyhoření nulového vodiče je tedy velmi nebezpečný a poměrně častý jev. Je potřeba chránit elektrickou síť před tímto negativním jevem? Samozřejmě, že existuje! Ochrana proti vyhoření “nula” v třífázové síti vám umožní udržet vaše drahé domácí spotřebiče v provozuschopném stavu. Nulová ochrana proti přerušení v jednofázové síti zajistí vaši osobní bezpečnost. Všechny tyto typy zajištění bezpečnosti lidí a domácích elektrických spotřebičů před následky vyplývajícími z přerušení nulového vodiče se provádějí pomocí speciálních zařízení a elektroinstalačních technik, o kterých budeme diskutovat níže.

1. Přepěťové a podpěťové relé. Toto je hlavní zařízení, které by mělo být použito k ochraně elektrických sítí před spálením nebo rozbitím nulového vodiče. Platí pro všechny typy nemovitostí. Průmysl vyrábí modely napěťových relé pro jednofázové i třífázové sítě. Principem činnosti zařízení je prolomit cenu napájení při odchylce napětí v síti nad nastavené hodnoty.
2. SPD – svodič přepětí. Jedná se o zařízení pro ochranu a odpojení zařízení v případě přepětí v elektroinstalaci, ke kterému dojde v důsledku přerušení nebo vyhoření “nuly”, úderu blesku a dalších důvodů. Používá se hlavně v soukromých domácnostech. Princip činnosti zařízení spočívá ve zvýšení vlastního vnitřního odporu proti elektrickému proudu při velkých úbytcích napětí.
3. Zařízení na zbytkový proud (RCD). Takový modul, který má zkrácený název RCD, je schopen vytvořit účinnou ochranu osoby před úrazem elektrickým proudem v případě přerušení nulového vodiče v jednofázových vedeních. RCD okamžitě deaktivuje síť, když fáze narazí na nulový vodič v případě, že uzemnění domácích spotřebičů je provedeno v rozporu s PUE (pravidla elektrické instalace).
4. Diferenciální stroj s rozšířenými funkcemi. Difavtomat je ochranné modulární zařízení, které umožňuje současné vypnutí fáze a nulového vodiče v případě jakékoli nouze. Tento modul ve své konstrukci kombinuje jistič pro případ zkratu (zkratu) v zátěži a ochranné zařízení (RCD). Když je „nula“ spálena v hlavních sítích se třemi fázemi a nulový vodič je přerušen v jednofázových vedeních, je schopen chránit elektrické spotřebiče a další zařízení před selháním a osobu před úrazem elektrickým proudem.
5. Vícenásobné opětovné uzemnění. Tato technologická technika je schopna chránit domácí spotřebiče a osobu před následky rozbití a spálení „nuly“, ale je obtížné ji provést, řeší omezený rozsah úkolů a používají ji hlavně specialisté organizací zásobujících energii na hlavních elektrické vedení.

Kde koupit ochranná zařízení

Dotaz můžete co nejrychleji uzavřít v nejbližší specializované prodejně. Nejlepší variantou z hlediska poměru ceny a kvality je možnost nákupu v internetovém obchodě Aliexpress. Povinné dlouhé čekací doby na balíky z Číny jsou minulostí, protože nyní je mnoho zboží v meziskladech v cílových zemích: například při objednávce můžete vybrat možnost „Doručení z Ruské federace“:

Závěr

Nikdo se nemůže plně pojistit proti problémům vznikajícím při provozu elektrických sítí. I když je elektrické vedení v soukromém domě, bytě nebo venkovském domě provedeno v souladu se všemi pravidly a předpisy, nulový vodič se může zlomit nebo spálit z důvodů, které nemůžete ovlivnit. Proto se předem postarejte o ochranu svých domácích spotřebičů a vlastního života před následky, které mohou nastat v důsledku „nulové“ přestávky!