Dlaczego drut neutralny jest podgrzewany?

Ogrzanie przewodu neutralnego może spowodować jego przepalenie i awarię zasilania. Najczęściej dzieje się tak, gdy obciążenia są nierównomiernie rozłożone w fazach w trójfazowej sieci energetycznej i ze względu na słaby styk. W tym artykule wyjaśnimy, dlaczego drut zerowy jest podgrzewany i co robić w tej sytuacji.

Prąd trójfazowy

Aby uzyskać powód zerowania, musisz zrozumieć, jak działa sieć trójfazowa. Obciążenie w sieci trójfazowej może być połączone gwiazdą i trójkątem, a także uzwojenia transformatora zasilającego. Uzwojenie ma dwa wnioski - koniec i początek.

Jeśli końce zwojów transformatora trójfazowego są połączone w jednym punkcie - wtedy mówią, że jest to schemat połączeń w gwiazdę. Zgodnie z prawami Kirchhoffa w miejscu ich połączenia (O) prąd zawsze będzie wynosił zero, to znaczy przepływ między fazami. Jeśli obciążenie w każdej fazie (a, b, c) jest takie samo, to napięcia na początku uzwojenia (A, B, C), a także prąd w nich będą równe. To, co ilustruje poniższy schemat wektorowy, w którym fazy prądów i napięć są wskazywane przez wektory i są przesunięte o jedną trzecią okresu względem siebie (120 stopni).

R1 = R2 = R3

I = I1 + I2 + I3 = 0

Uwaga:

Symetryczny nazywany jest takim trójfazowym obciążeniem, w którym rezystancja obciążenia (odpowiednio pobierany prąd lub moc) każdej z trzech faz jest taka sama.

Ale gdy tylko prąd w fazach zacznie się różnić, gdy obciążenie w fazach będzie się różnić mocą, wówczas napięcia w fazach zaczną się od siebie różnić. Nazywa się to brakiem równowagi faz.

Aby rozwiązać ten problem, punkt połączenia gwiazdy obciążenia jest połączony z punktem połączenia gwiazdy transformatora. Nazywa się to przewodem neutralnym lub neutralnym lub po prostu zero.

Zasilacz dla manekinów w domu

Bezproblemowo przeszliśmy do praktyki, gdy podłączając odbiorniki jednofazowe do sieci trójfazowej, obciążenia są często nierówne, to znaczy asymetryczne.

Często można to znaleźć w budynkach mieszkalnych. Trzy fazy i zero rozruchu w domu, jedna faza i zero rozruchu w każdym mieszkaniu. W jednym mieszkaniu jest włączona tylko lodówka i żarówka, w drugim działa potężny grzejnik elektryczny, aw trzecim nic się nie włącza. Oznacza to, że obciążenia w fazach nie są takie same. Obecnie wejście trójfazowe często znajduje się w mieszkaniach, ale sytuacja się nie zmienia.

W domach prywatnych sytuacja jest podobna - na ulicy przebiega trójfazowa linia elektroenergetyczna wzdłuż biegunów, a W domu rozpoczyna się 1-3 fazy i zero.

Mimo to, dlaczego się rozgrzewa

W wyniku nierównomiernego rozłożenia obciążenia między fazami w domach i mieszkaniach wzdłuż przewodu neutralnego prąd zaczyna płynąć. Czy zauważyłeś, że w grubych kablach 4-żyłowych są 3 przewodniki „fazowe” o tym samym polu przekroju, a czwarty rdzeń jest „zero” lub „ziemia” zwykle cieńszy?

Wynika to właśnie z faktu, że przy symetrycznym obciążeniu nie przepłynie przez nie prąd, a przy niesymetrycznym obciążeniu prąd powinien być mniejszy niż w przewodzie fazowym. Ale nie zawsze tak się dzieje.

W przypadku obciążeń nieliniowych, a także obciążeń sporadycznie prądowych (przełączanie zasilaczyi są teraz używane wszędzie) prądy faz nie znoszą się nawzajem, ponadto są nasycone różnymi składowymi harmonicznymi ... Wszystko to jest przyczyną tego, że prądy w punkcie połączenia gwiazdy po prostu nie są kompensowane i może się okazać, że prąd jest zerowy drut będzie więcej niż w fazie.

Gdy prąd przepływa, przewodnik nagrzewa się, jest to nienaganne dzieło prawa Joule-Lenza w praktyce. Mówi, że im większy opór przewodnika i im dłużej płynie prąd elektryczny, tym więcej ciepła zostanie na nim uwolnione.

Pamiętamy również, że im mniejszy przekrój przewodu i większa jego długość, tym większy opór.Ponadto zależy również jakość styków na połączeniu zacisków i przewodów rezystancja przejścia. Krótko mówiąc, im większa powierzchnia styku styków i tym silniej są one dociskane do siebie - im niższy opór przejścia i tym mniejsze jest ich nagrzewanie.

W takim kontakcie, jak na poniższym rysunku, powierzchnie są płaskie, powierzchnia będzie równa powierzchni końcówki dotykającej podkładki, plus opór samej podkładki i obszar jej kontaktu z miedzianą szyną zbiorczą. Jeśli wszystkie elementy są w dobrym stanie, nie zawierają tlenków i sadzy, wynikowa rezystancja przejściowa będzie niska.

Jeśli powierzchnie są spalone, utlenione lub zardzewiałe, kontakt uzyskuje się, jak pokazano na poniższej ilustracji. Widać tutaj wyraźnie, że dotknięcia występują w poszczególnych punktach, a nie na całym obszarze.

W Złączki VAGO i innych sprężynowych bloków zacisków powierzchnia styku płytki z okrągłym rdzeniem przewodzącym jest dość mała, dlatego głównym obszarem zastosowania takich bloków zacisków są obwody o prądzie 8-16 A, w rzadkich przypadkach, gdy blok zacisków jest strukturalnie zdolny do przepuszczania większego prądu.

W zaciskach śrubowych i oponach obszar styku jest bardziej determinowany przez obszar śruby, która dociska rdzeń przewodzący. Poniżej widać listwy zaciskowe w plastikowej osłonie.

Tuleja wykonana z materiału podobnego do mosiądzu i dwóch śrub znajduje się wewnątrz polietylenowej obudowy. Ze względu na konstrukcję nieosłoniętych przewodów nie można łączyć z zaciskami śrubowymi. Muszą być cynowane lub zaciskane za pomocą końcówek NShVI.

Dlatego przy podobnej zasadzie działania bloki zacisków na podstawie karbolitu zapewniają lepszy kontakt dzięki kwadratowej płycie podkładki. Ponadto możesz zrobić pierścień z drutu i owinąć go śrubą lub użyć końcówek, takich jak NKI.

Jeśli jesteś zainteresowany sposobami i sposobami łączenia przewodów - napisz w komentarzach, a my zrobimy przegląd wszystkich typów, wymieniając zalety i wady każdego z nich.

Gdzie jest ciepło

Ustaliliśmy, dlaczego zero jest rozgrzane, a teraz zastanówmy się, gdzie to się najczęściej zdarza. Przede wszystkim zero może wypalić się w centrali przy wejściu do budynku. Jest to najczęstsza sytuacja, ponieważ w tym miejscu obciążenie ze wszystkich mieszkań i ze wszystkich trzech faz spada na drut zerowy.

Ponadto często pojawiają się problemy na szynie zerowej w panelu elektrycznym napędu. Jeśli w ogóle są jakieś autobusy i nie jest podłączony, jak na zdjęciu poniżej.

Często autobus jest montowany bezpośrednio na korpusie dostępnego panelu elektrycznego, a następnie wygląda jak ten pokazany poniżej.

W listwach zaciskowych wyłączników automatycznych zero jest podgrzewane aż do zwęglenia części jego obudowy.

Jeśli masz stare okablowanie i wtyczki z bezpiecznikami lub korki, zwróć uwagę zarówno na zaciski śrubowe, jak i samą podstawę wtyczki. Nitka i środkowy kontakt mogą się utleniać i palić, jak pokazano na poniższym rysunku.

Zwykłe opony bardzo często mają problemy z zerowym poparzeniem. Wynika to z ich urządzenia i zgodności z zasadami współpracy z nimi. Śrubowy sposób łączenia przewodów, chociaż jest to z pewnością wygodne, ale takie kontakty muszą być co najmniej raz poprawione - aby rozebrać i rozciągnąć, w przeciwnym razie otrzymasz to, co pokazano na poniższym rysunku.

I w normalnym stanie powinno to wyglądać tak:

Rozwiązanie problemów spowodowanych ogrzewaniem jest proste - zdejmij styki, przewody i ponownie rozciągnij. Jeśli blok zacisków był bardzo przegrzany - wymień go, jeśli drut został nagrzany w maszynie, może być również konieczna wymiana maszyny!

Co stanie się potem i jak uniknąć konsekwencji?

W miarę nagrzewania kontakt zaczyna się palić i pogarszać. Zaciski śrubowe są osłabione z powodu rozszerzalności cieplnej i późniejszego chłodzenia po rozładowaniu. Powoduje to lawinowy proces wzrostu oporności i ogrzewania związku. W rezultacie zero wcześniej czy później wypala się całkowicie.Jednocześnie może się wydawać na zewnątrz, że nadal znajduje się w listwie zaciskowej, ale w rzeczywistości wszystkie sąsiednie powierzchnie zostaną pokryte warstwą tlenków i sadzy.

Po czym następuje zjawisko, o którym mówiliśmy na początku artykułu - nierównowaga faz.

Uwaga:

Fakt, że zero wkrótce wypali się, można pośrednio ocenić na podstawie częstych pobrań i wzrostów napięcia, szczególnie jeśli masz wejście trójfazowe i zainstalowane woltomierze lub przekaźniki napięcia oraz wskazanie napięcia w sieci. Jeśli napięcia są stale stabilne (lub odchylenia są nieznaczne) - oznacza to, że okablowanie jest w porządku.

Z nierównowagą fazową obciążenie, w naszym przypadku, prywatnych domów lub mieszkań okazuje się być połączone szeregowo przy 380 woltach. Napięcia będą rozdzielane zgodnie z prawem Ohma - w przypadku włączenia większego obciążenia - napięcie spadnie (rezystancja obciążenia jest niewielka), aw mieszkaniu, w którym włączono minimum urządzeń elektrycznych, napięcie wzrośnie (rezystancja obciążenia jest wysoka).

Konsekwencją nierównowagi faz w najlepszym przypadku będzie wypalenie przewodów na wejściu, wybicie maszyny itp. W najgorszym przypadku, ze względu na zwiększony prąd, izolacja przewodów może się stopić i może dojść do pożaru.

Aby zabezpieczyć dom przed skutkami wypalenia zera, zalecamy instalację przekaźnik monitorujący napięciejeszcze lepiej w połączeniu z SPD. Regulator napięcia przy wejściu do mieszkania w tej sytuacji może nie rozwiązać problemu i sam zawieść.

Poniżej znajduje się schemat połączeń przekaźnika napięcia.

Jako takie urządzenia możemy polecać popularne modele:

• UZM-50TS (urządzenie połączone z funkcją woltomierza);

• Digitop VA-32 (niedroga, ale niezawodna opcja, model może się różnić w zależności od prądu znamionowego);

• RN-106.