El nulového vodiče

Nulový vodič je v obecném případě vodič, kterým se vrací zbytkový proud v uzavřeném obvodu.

Navzdory názvu může mít neutrální vodič v určitých okamžicích potenciál. Ve schématech je nulový vodič obvykle označen písmenem $N$.

Role nulového vodiče

Proč je v třífázovém obvodu potřeba nulový vodič? Účel nulového vodiče v třífázových obvodech je následující: nulový vodič se používá k vyrovnání fázových napětí.

Fázové napětí je napětí mezi nulovým a fázovým vodičem.

Pokud je zatížení každého z fázových vodičů stejné (tj. stejná spotřeba energie pro každý ze spotřebičů fázového proudu z fázových vodičů 1-3) – pak systém zůstane funkční, i když se nulový vodič přeruší, protože při v každém okamžiku bude rozdíl potenciálů mezi nulovým a libovolným fázovým vodičem stejný.

Úloha nulového vodiče při nerovnoměrném zatížení

Pokud je zatížení každé fáze jiné, pak je nutné připojit nulový vodič.

V případě jeho přerušení nebo náhlého zvýšení odporu na něm bude napětí rozděleno podle spotřeby energie na každou ze zátěží třífázového obvodu, a tedy čím méně energie je spotřebováno, tím větší je fázové napětí. současný spotřebitel obdrží.

To je pro mnoho elektrických spotřebičů nepřijatelné a může to způsobit jejich poruchu a dokonce i požár, aby se zabránilo takovým problémům, že je ke každé zásuvce připojen neutrální vodič.

Úloha nulového vodiče v hvězdicovém zapojení

Hvězda je speciální způsob připojení konců vinutí generátoru, ve kterém jsou všechny spojeny do jednoho bodu, nazývaného neutrál.

V tomto případě jsou vodiče na výstupu spotřebitele také připojeny k podobnému bodu a vodič spojující dva neutrály se nazývá neutrální. Vodiče spojující začátek fáze u spotřebiče a generátoru se nazývají lineární.

„Účel nulového vodiče“
Autorská pomoc s tématem práce
Slevy na vaši první objednávku
Shromáždil více než 72 000 autorů akademických prací

Pokud je připojen třífázový motor, zatížení pro všechny tři fázové vodiče bude podle toho stejné, návrat zbytkového proudu do generátoru je možný přes jeden z fázových vodičů, na kterých je v daném čase fázové napětí; je nula.

Pokud zátěže na straně spotřebitele nejsou stejné, bude zbytkový proud po každé zátěži vycházet jinak a v důsledku toho se bude lišit i fázové napětí.

Zjednodušeně řečeno, v každém okamžiku se bude rovnat napětí mezi drátem, který v daném okamžiku nevede fázový proud, a fázovým drátem – to znamená, že bude jiné.

Použití neutrálního vodiče v tomto případě pomůže těmto rozdílům zabránit a tím eliminovat výskyt poruch v síti.

Obrázek 1. Úloha nulového vodiče v třífázovém obvodu při připojení hvězdou

Na obrázku je schéma zapojení pro třífázový obvod při zapojení do hvězdy.

Proud nulovým vodičem spojujícím dva nuly poteče pouze tehdy, když je celý systém zapnutý (nebo vypnutý) a první z vinutí generátoru začne fungovat.

Zbytek času se postupně vrátí do generátoru přes fázové vodiče.

Fázové napětí na obrázku je označeno písmeny $U_A$, $U_C, U_B$, EMF na vinutí generátoru je $E_C, E_A$ a $E_B$ a proud procházející fázovými vodiči je označen písmena $I_C, I_A$ a $I_B $.

Samotný generátor je označen písmenem $G$ a spotřebitel písmenem $M$. Odpory spotřebitele jsou označeny písmeny $Z_A, Z_B$ a $Z_C$.

Síťová napětí – tj. napětí mezi fázemi – jsou označena $U_CA, U_AB, U_BC$. Šipky na obrázku ukazují vodiče, ke kterým je třeba připojit voltmetr pro měření síťového napětí.

Označení nulových vodičů

Aby byl neutrální vodič snadno odlišitelný od zbytku, podle GOST je pro ně obvyklé používat bílo-modré nebo jednoduše modré kabely.

Při kombinaci nulového vodiče s uzemněním se používají pruhované žlutozelené kabely s modře označenými konci vodičů:

Obrázek 2. Označení nulového vodiče

Datum poslední aktualizace článku: 28.12.2024
podíl

• Telegram
• WhatsApp
• VKontakte
• Spolužáci
• Email

Pokud jste se někdy setkali s problémy s vaším elektrickým systémem, jako je přehřívání a pálení vodičů v rozvodných deskách, pak už možná víte o „nulovém“ vodiči. Tento nulový vodič v třífázovém systému, získaný spojením vinutí transformátoru do „hvězdy“, je klíčovým prvkem, který umožňuje připojení třífázových i jednofázových zátěží.

„Drsná ruská LED“ – tak bych popsal právě ten okamžik, kdy závora zajišťující neutrální přípojnici v panelu žhavě žhne a světlo v bytě bliká jako novoroční věnec. Mnozí z vás pravděpodobně viděli memy o přetížených zásuvkách a vypalování neutrálních vodičů. Ale tady je otázka: proč zrovna nula? Proč ne fáze, po které také běží elektrony jako blázen? Zjednodušeně se pokusím vysvětlit, co je to „nula“ a proč se tak často stává „slabým článkem“ naší elektrické sítě.

Co je to „nula“ a jak to funguje v bytovém domě

Nejprve si ujasněme, co je to „nula“. Ve vícepodlažních budovách se používá třífázový napájecí systém. To znamená, že do domu přicházejí tři fáze (říkejme jim A, B a C) a nula – nulový pracovní vodič. Tato nula, mimochodem, může být kombinována s ochrannou, ale o to teď nejde. Zaměřme se na to, proč zrovna nula tak často „hoří“.

Představte si tedy, že tři fáze a nula stoupají stoupačkou z panelu v prvním patře. Každý byt obdrží jednu z těchto fází. Jeden byt je napájen z fáze A, další z fáze B, třetí z fáze C a tak dále ve všech podlažích. V ideálním světě, kdyby všichni obyvatelé zapínali své elektrické spotřebiče rovnoměrně, pak by zátěž na každé fázi byla stejná. V tomto případě by podle fyzikálních zákonů byl proud v nulovém vodiči nulový. Ale bohužel žijeme ve světě, kde neexistuje dokonalá uniformita a nula se stává skutečným „pracantem“.

Zero bus: realita našich energetických sítí

Nyní se podívejme, co se stane ve skutečnosti. Představte si, že nájemník bytu č. 1 přišel domů z práce a rozsvítil vše, co mohl: světlo, elektrický sporák, rychlovarnou konvici, žehličku a dokonce se rozhodl spustit vysavač. Celá tato zátěž prochází fází A a přirozeně se vrací přes nulu. Pak vše vypnul a šel si odpočinout. Pak ale do hry vstoupí soused z bytu č. 2, zapne svá zařízení a nahraje fázi B. Proud opět prochází fází a vrací se stejným nulovým vodičem. A pak, řekněme, nájemník bytu č. 3 se rozhodl spustit svářečku a nyní funguje fáze C a nula je zpět v akci.

co se stane? Fáze A, B a C fungují střídavě, jako když se mění směny v továrně, a nula funguje vždy, jako stálý důstojník. Neustále přijímá proud z různých fází. Kontakt tohoto nulového vodiče v panelu prostě nestihne vychladnout. Fázové vodiče se zahřívají, když jimi protéká proud, a poté se ochlazují, když se zátěž sníží. A nulový kontakt se neustále zahřívá. Proto často vyhoří.

Harmonics: Skrytý nepřítel neutrálního vodiče

V moderních domácnostech je mnoho elektrických spotřebičů, které „kazí“ naši elektrickou síť a vytvářejí takzvané „harmonie“. Tyto harmonické jsou jako parazitní proudové oscilace, které přidávají dodatečné zatížení k nule. V naší síti, stejně jako v orchestru, by měla hrát jedna melodie, čistá sinusovka, na 50 hertzů, jako hodiny. Stává se ale, že do této melodie začnou zasahovat nejrůznější „levé“ zvuky, jako by někdo hrál rozladěně na trubku. Tyto „falešné“ zvuky jsou harmonické. Jsou také jako vlny, ale s různými frekvencemi a překrývají naši hlavní vlnu a kazí její tvar. Z tohoto důvodu se v síti objevují napěťové rázy a poklesy a někdy dochází pouze k šumu na pozadí.

Odkud tato „hudba“ pochází? A to vše kvůli nelineárnímu zatížení. Jsou to zařízení, která spotřebovávají proud nerovnoměrně, jakoby „trhavě“, a ukazuje se, že jejich aktuální tvar už není sinusoida, ale nějaká křivka. Tento zakřivený tvar proudu také způsobuje zkreslení napětí v síti a to nejen u tohoto zařízení, ale i u všech, kteří jsou napájeni ze stejné zásuvky. To znamená, že jeden je „rozladěný“, ale všichni musí poslouchat.

Jednoduše řečeno, kvůli harmonickým se proudy v nulovém vodiči nesčítají „jak by měly“, fázově posunuté o 120 stupňů, ale vzájemně se překrývají a vytvářejí chaos. V důsledku toho může být proud v nulovém vodiči dokonce větší než proud ve fázových vodičích. Nula pracuje neustále, zatímco fáze pracují. Přijímá proud z různých bytů, které se postupně zapínají. Kromě toho se na něj „buší“ harmonické, což vytváří další zatížení. V důsledku toho se kontakt nulového vodiče v panelu neustále přehřívá. Je to jako kdyby se kov neustále ohýbal a neohýbal – dříve nebo později by se prostě zlomil. Totéž se děje s nulovým vodičem: neustálé přetížení a přehřátí vedou k jeho vyhoření.

Závěr

Nyní víte, proč je to právě nula, která v našich domovech tak často „hoří“. To není nějaký druh mystiky, ale docela vysvětlitelná fyzika. Samozřejmě jsem některé body zjednodušil, ale doufám, že jsem vám to vysvětlil. Pamatujte, že správné elektrické vedení je klíčem k bezpečnosti vašeho domova. Pokud zaznamenáte známky přetížení, jako je blikání světel, jiskření v panelu nebo vyhřívání zásuvek, neotálejte s řešením problému. Je lepší kontaktovat odborníka včas, než později čelit vážnějším následkům.