Při instalaci domácí elektrické sítě se vždy provádějí alespoň dva vodiče – fáze a nula. Někdy také provoz zařízení vyžaduje uzemnění nebo ochrannou nulu. Pojďme analyzovat, k čemu se používá neutrální vodič, jaký je jeho účel a vlastnosti, jaký je princip jeho fungování a jaké aspekty jeho fungování potřebujete vědět, jak v praxi určit přítomnost napětí ve vodiči, jaké typy nulového vodiče existují v elektrických vedeních a jaká pravidla je třeba dodržovat při připojení nuly a země.
Moderní napájecí kabely obsahují 5 vodičů – 3 fáze, nula a ochrana Zdroj rusenergetics.ru
Neutrální vodič – účel, vlastnosti
Nulový vodič je samostatná větev domácí elektrické sítě s hodnotou neutrálního napětí. Naproti tomu fázový vodič má potenciál 220 V. Nulový vodič má následující řadu vlastností:
- Jako součást domácí sítě je vodič připojen k nulovému vodiči transformátoru nebo generátoru.
- V jednofázových systémech všechny elektrické spotřebiče pro provoz nutně vyžadují připojení nulového a fázového vodiče. V tomto případě je v normálním stavu vlastně nula spojena se zemí, takže v ní není žádné napětí. Pokud se však toto spojení přeruší za chodu zařízení, poteče nulovým vodičem napětí rovné fázi, tedy 220 V.
- V elektrických obvodech je neutrál označen N nebo “0”, natřený modrou nebo azurovou barvou. V dřívějších instalačních schématech byla pracovní nula kombinována s ochrannou. V tomto případě měl vodič žlutozelený odstín a na výkresech byl označen jako PEN.
Standardní jednofázový kabel – bílá fáze, modrá nula a žlutozelená ochrana Zdroj esr-energy.ru
Provoz mnoha moderních domácích elektrických spotřebičů vyžaduje nejen fázové a nulové vodiče, ale také zem. Pokud je pro splnění elektrických zákonů vyžadována nula, pak uzemnění slouží jedinému účelu bezpečnosti spotřebitele. Napětí na uzemňovacím vodiči se objevuje pouze v případě nouze – porucha fáze na kovových prvcích zařízení.
Pokud například dojde k výpadku fáze na těle pračky, připojený zemnící vodič jej okamžitě svede do země, čímž se potenciál na zařízení sníží na bezpečné minimum. Pokud se ho tedy člověk během provozu dotkne, pak buď nebude trpět vůbec, nebo dostane mírný výtok.
Ve schématech je “zem” označena písmeny PE a izolace samotného vodiče je standardní žlutozelená. V moderních schématech zapojení je kombinovaná nula a zem, jako dříve, označena symbolem PEN, barva jádra by však měla být modrá s pruhovanou žlutozelenou barvou na koncích.
Účel vodičů a jejich barvy ve složení napájecího kabelu podle GOST Source hammer-shop.ru
Jmenování
Hlavní úlohou nuly ve standardním domácím okruhu s jednou fází připojenou ke spotřebiči je vrátit zbytkový elektrický proud uzavřeným okruhem. Ve 3-fázových obvodech je hlavním účelem nulového vodiče vyrovnání napětí mezi fází a nulou. Současně, v závislosti na variantě schématu, nulové jádro řeší následující úlohy:
Přerušení nulového vodiče nepovede k nouzové situaci. Protože potenciální rozdíl mezi nulou a kteroukoli z fází je vždy udržován stejně konstantní.
K fázím jsou připojena zařízení s různým výkonem. Pokud na něm povolíte přerušení nebo zvýšení odporu, pak se celkové napětí začne distribuovat každému spotřebiteli. Navíc, čím nižší je jeho výkon, tím více fázového napětí obdrží. V důsledku toho se zařízení zhorší a v místnosti může začít hořet. Aby se tomu zabránilo, je ke každému spotřebiteli připojen nulový vodič.
Fázové napětí je určeno stupněm zatížení každé fáze. Při rovnoměrném rozvodu např. při připojení 3fázového elektromotoru dojde k návratu zbytkového proudu jedním z fázových vodičů, na kterém v konkrétním okamžiku nebude napětí. Pokud jsou zátěže na každé fázi odlišné, dojde k poklesu fázového napětí, což vede k poruchám. Problém můžete vyřešit připojením neutrálního vodiče.
K poznámce! Role nulového vodiče je vždy prvořadá, takže jeho přerušení je vysoce nežádoucí. Z tohoto důvodu se vždy instaluje přímo do obvodu – bez pojistky. Navíc, pokud není kombinován s ochrannou “země”, je vodič vybrán s průřezem 2krát menším než pro fáze. To je způsobeno skutečností, že proud na nule je zpravidla buď nevýznamný, nebo zcela chybí.
Princip činnosti nulového vodiče
Elektrický proud je dodáván spotřebiteli z transformátoru, který zase snižuje vysoké napětí na přijatelných 380 V. Současně je sekundární vinutí takového transformátoru uspořádáno podle schématu „hvězdy“ – když všechny tři vodiče jsou připojeny v „nulovém“ bodě.
V tomto případě jsou opačné konce vodičů vyvedeny na 3 svorky – A, B a C. Jejich připojení k jednomu bodu “nula” je připojeno k zemní smyčce na samotné rozvodně. Zde je nulový vodič rozdělen do 2 směrů:
- PE drát, ochranný se žlutozeleným izolačním pláštěm.
- N-jádro, pracovní nula, izolace s modrým odstínem.
Moderní napájecí systém pro obytné prostory je označen jako TN-S. K rozvaděči je kromě 3 fází a nuly dodáván i ochranný PE vodič – celkem 5 vodičů. Ve starých systémech bylo napájení prováděno ve 4 vodičích – 3 fáze a pracovní nula. Byl pojmenován jako TN-C. Nulový vodič v obytných budovách využívající různé zatížení na každé fázi eliminuje nerovnoměrné zatížení a zabraňuje výpadku proudu.
Hlavní aspekty provozu nulového vodiče
Pro úspěšný a bezpečný provoz domácího elektrického zařízení musí každý majitel domu znát následující aspekty fungování neutrálního vodiče:
Na rozdíl od pracovního neutrálního vodiče je účelem PE-jádra dodatečná ochrana pro domácnost. V případě průrazu proudu do kovových prvků zařízení nebo zkratu ochranný vodič sníží potenciál napětí v místě nouze a bezpečně odvede elektřinu do zemní smyčky rozvodny. Tím se zabrání nebezpečnému úrazu elektrickým proudem v domácnostech a ochrání majetek před požárem.
Rozdělení fází mezi spotřebitele se provádí podle schématu „hvězda“ – podobně jako transformátor v rozvodně. Díky tomu nedochází k výpadkům sítě kvůli rozdílům v zátěži. K poruchám však stále dochází pravidelně – kvůli nestandardním připojením, nesprávně zvoleným vodičům a jejich obecné špatné kvalitě.
- Důvody pro porušení nuly a fáze.
Pokud zatížení systémů překračuje stanovené limity a kvalita vodičů není nejlepší, často dochází k přerušení sítě. Navíc, pokud dojde k přerušení jedné z fází, zbývající dvě zůstanou v provozním stavu kvůli vyrovnání napětí přes nulový vodič. Tato situace tedy není pro elektrická zařízení nebezpečná.
Jiná věc je, když dojde k přerušení v samotné trafostanici. Tento jev však patří do kategorie atypických a vzácných, protože k takovým přerušením často dochází kvůli neprofesionalitě týmu opravářů elektro.
Zkrat je možný, když nulový vodič neplní svůj zamýšlený účel. To znamená, když proud v rozvodně neprochází do zemní smyčky, ale je směrován po vnějších smyčkách. V důsledku toho, pokud jsou všechna zařízení vypnuta na jedné fázi a zůstávají na druhé, pak se proud v ní může zvýšit na lineární hodnotu – 380 voltů.
Zkrat může nejen poškodit zařízení a elektroinstalaci, ale také způsobit požár Zdroj rov-adm.su
Důsledkem toho bude vyhoření zařízení a požár. Jediným způsobem, jak chránit domácí spotřebiče před takovým jevem, je instalace pojistek. Mohou být instalovány jak přímo na příchozí štít, tak na samotná zařízení. Téměř všechny moderní modely ledniček, televizorů a tak dále mají takovou ochranu.
- Metoda určování nuly a fáze.
K určení přítomnosti proudu v konkrétním vodiči je nejjednodušší použít indikační šroubovák, který pracuje podle následujícího algoritmu:
- Kovový hrot je připevněn k holému vodiči.
- Současně jej mistr drží za izolovanou rukojeť a prstem nebo dlaní se dotýká speciální plošiny na opačném okraji nástroje.
- Proud z fázového vodiče vstupuje do rezistoru a při průchodu jím klesá na bezpečnou hodnotu a odchází lidským tělem do země.
- Světelný indikátor se rozsvítí, což indikuje přítomnost elektřiny ve zkoumaném vodiči.
Pokud se při kontaktu s ochranným nebo nulovým vodičem rozsvítí kontrolka, znamená to poruchu v elektrickém obvodu. Kromě toho můžete identifikovat přítomnost napětí v drátu pomocí obyčejné žárovky nebo speciálního multimetru.
- Důvody pro přerušení nuly uvnitř obvodu.
Z toho, že nulový vodič je potřeba především pro vyrovnání rozdílu potenciálů ve fázích s různou zátěží, vyplývá, že zpočátku špatná kvalita vodiče nebo spojení často vede k přehřátí. Materiál se proto rychle opotřebovává, oxiduje a kontakt slábne. Dříve nebo později to povede k přerušení jádra.
Kromě toho se vodič může úmyslně nebo náhodně přetrhnout pod vlivem osoby nebo přírodních katastrof. Také může vzniknout mezera v důsledku zkratu a když je kabeláž zchátralá. Důvodem může být nehoda v rozvodně.
- Stav zařízení v případě nulového poškození.
Při přerušení nuly se okamžitě zvýší zatížení fáze, ke které je připojeno velké množství zařízení. V tomto případě napětí na něm klesne. Na druhou stranu ve fázi s menším počtem spotřebičů napětí prudce vzroste.
To vše povede k následující řadě jevů:
- Provozní zařízení začne selhávat.
- Po zapojení do sítě se zařízení buď nezapnou, nebo jednoduše vyhoří.
- Při absenci zemního spojení s tělem zařízení může fáze začít prorážet.
Jediný jistý způsob, jak chránit domácí spotřebiče před zvýšením napětí ve fázi, kdy se nula zlomí, je instalace omezovače napětí do štítu. V případě takové nehody okamžitě vypne proud do domácnosti.
- Způsoby, jak se vyhnout zkratům.
Hlavní role nulového vodiče je omezena na bezpečný provoz domácích elektrických spotřebičů, včetně eliminace zkratů. Ten se často vyskytuje v důsledku spálení přechodu nulového vodiče. Je možné výrazně zvýšit spolehlivost a trvanlivost kontaktu zvětšením oblasti kroucení.
Popis videa
Video o tom, co je nula, fáze a zem v napájení:
Například zkroucení 1 cm zaručeně vydrží pouze 1 měsíc, a pokud jej zvětšíte na 5 cm a navíc ho omotáte neizolovaným kusem drátu, pak několik let. Existují však spolehlivější moderní metody – jedná se o použití spojovacího zařízení. Příkladem jsou konektory OOP a koncovky typu WAGO.
Typy neutrálních silových vedení
Vzhledem k široké škále spotřebičů energie existují různé typy přenosu energie. Neutrály na nich se zároveň liší ve 3 hlavních typech:
Je vybaven elektrickým vedením s jmenovitým napětím 380 až 110 tisíc voltů. Zároveň je délka linky malá a počet spotřebitelů poměrně velký.
V případě potřeby jsou spotřebiče připojeny k 3fázovému a nulovému nebo k jedné fázi a nule. Nulový vodič samotného generátoru je připojen k zemní smyčce.
Popis videa
Video o tom, proč dochází k nulovému přerušení v domácí napájecí síti:
Používají se pro elektrická vedení s napětím od 2 kV do 35 kV. Linka se vyznačuje průměrnou délkou a malým počtem spotřebitelů. Zpravidla se jedná o trafostanice obytných oblastí.
Kromě toho takové elektrické vedení také napájí průmyslová zařízení továren, závodů a podniků. Po dosažení jmenovitého napětí 50 kV může být elektrické vedení vybaveno izolovaným i účinně uzemněným neutrálem.
Úlohou účinně uzemněného nulového vodiče je poskytovat energii objektům na velkou vzdálenost s jmenovitým napětím vyšším než 110 kV.
Dávejte pozor! Při absenci uzemnění v domácí síti, zapnutí jakéhokoli elektrického spotřebiče, nulový vodič spadá pod fázové napětí, to znamená 220 V.
Pravidla nulového připojení
Podle standardních pravidel pro elektrické práce by mělo být připojení neutrálního vodiče provedeno takto:
- Pro provoz elektrických spotřebičů s jmenovitým napětím vyšším než 1000 voltů je nutné pevně uzemněné nulové spojení, protože vzniklé velké poruchové proudy musí být bezpečně svedeny do země.
Popis videa
Video příklad určení nuly a fáze pomocí indikačního šroubováku, multimetru a žárovky:
- Pro připojení zařízení do 1000 V je povoleno použít hluchý i izolovaný neutrál.
- Neutrál s mrtvým uzemněním musí mít nutně uzemnění a připojení k zemní smyčce přes transformátor.
- Neutrál i uzemnění by měly být provedeny vodiči o průřezu – měděné pro 4 mm2, hliníkové pro 6 mm2, izolované kabely pro 2,5 a 1,5 mm2.
- Kabely v jednom zákrutu musí mít průřez – pro měď 1 mm2, pro hliník 2,5 mm2.
- Při použití 3vodičového domácího napájecího systému je nutné vytáhnout ochranný neutrál.
Poradenství! Pro maximální bezpečnost musí být všechny domácí elektrické spotřebiče připojeny k ochrannému neutrálu. V případě zkratu přejde nebezpečné napětí do zemní smyčky, čímž ochrání elektrickou síť, spotřebiče a domácnosti před úrazem elektrickým proudem.
Popis videa
Video o tom, zda je nutné kombinovat uzemnění a nulu v domě:
Nejdůležitější znaky
Nulový vodič na rozdíl od fázového vodiče nenese napětí a slouží k návratu zbytku napětí ve standardním případě nebo k vyrovnání potenciálu ve 3fázovém obvodu. Pracovní nula, nezbytná pro provoz zařízení, je ve schématech označena písmenem N a vodič má modrou barvu. Ochranná nula, která zajišťuje bezpečnost, je zobrazena písmeny PE a její vodič má žlutozelený plášť.
Aby bylo možné efektivně a bezpečně provozovat běžné elektrické spotřebiče, musí každý majitel domu vědět, proč je zapotřebí neutrální vodič. To zohledňuje následující aspekty:
- Role PE drátu.
- Důvody pro porušení nuly a fáze.
- Důvody zkratu.
- Metody určování nuly a fáze.
- Příčiny nulového poškození v obvodu.
- Stav zařízení v případě nulového přerušení.
- Způsoby, jak se vyhnout zkratům.
Moderní elektrické vedení lze vybavit 3 typy neutrálu – pevně uzemněným, izolovaným a účinně uzemněným. Každý z nich má své vlastní vlastnosti a rozsah. Při připojování nulového vodiče je třeba dodržovat zvláštní pravidla.
