Nulová přestávka v třífázových a jednofázových sítích

I ti, kteří nemají elektrotechnické vzdělání, pravděpodobně slyšeli o takové nouzové situaci, jako je fázová nerovnováha. V některých předchozích publikacích jsme již zmínili, co hrozí přerušení nuly, a stručně jsme zmínili metody ochrany proti asymetrii fázového napětí. Dnes se tímto tématem budeme zabývat podrobněji.

Co je nulová přestávka?

Pro úplnou odpověď na tuto otázku je nutné uvést příklady standardního provozu vstupního obvodu třífázového napájení. Jako příklad uvedeme zjednodušenou verzi se vstupem pro podlahový rozvaděč.

Jak je vidět z obrázku, každý byt na patře je napájen ze samostatné fáze (L₁ – L₃) a společnou nulu. Která tvoří fázové napětí 220 voltů (L) v domácí síti každého bytu₁N=L₂N=L₃=220 V.). V tomto případě se používá schéma napájení TN-CS, kde je zapojena uzemňovací sběrnice PE, připojená k nule v rozvaděči budovy. Daný systém je vyvážený, protože proud zátěže ve fázových vodičích je sčítán přes nulovou linku, což snižuje pravděpodobnost nerovnováhy fázového napětí.

Upozorňujeme, že je poměrně obtížné tento jev zcela eliminovat, protože odpor zátěže v každé fázi se může lišit. Například v bytě_1 je zapnutá klimatizace a pračka, v bytě_2 majitel spustil kotel a elektrický sporák a v bytě_3 nejsou žádní obyvatelé a všechny domácí spotřebiče jsou odpojeny od sítě. V důsledku toho dojde k asymetrii napětí v třífázovém napájecím systému.

Nyní zvažme provoz sítě v abnormálním režimu, kdy nula vyhoří.

Co se stane v elektrické síti, když je nulový vodič přerušen?

Zvažme samostatně změnu provozního režimu třífázové sítě při přerušení hlavního nulového vodiče a jak se bude chovat jednofázové elektrické vedení, pokud nulový vodič na vstupu shoří.

Vyhoření nuly v třífázové síti

Proveďme změny na obrázku 1 způsobené nehodou, a to odpojením nuly.

V tomto případě přerušení společného nulového vodiče povede k tomu, že se pohyb elektrického proudu podél něj zastaví. V důsledku toho všechny byty R₁-R₃ budou napájeny pomocí zapojení typu „hvězda bez nulového vodiče“. Jinými slovy, pokud je nulový vodič přerušen, každý byt bude přijímat síťové napětí, nikoli fázové.

Jako příklad navrhujeme zvážit, jak se bude situace vyvíjet v bytech 1 a 2. V tomto obvodu se sčítá zatížení elektrických zařízení, když jím prochází proud I.₁₂V souladu s tím bude úroveň napětí pro byty nastavena v závislosti na zatížení zařízení připojených k síti. To je: U₁ = I₁₂*R₁a U₂ = I₁₂* R.₂Z toho vyplývá, že celková hodnota proudu bude I₁₂ =U₁₂ / (R.₁+R₂):

Všimněte si, že celkové napětí obvodu bude rovno síťovému napětí v dané elektrické síti, tj. U₁₂ = 380 voltů. Zároveň však indikátory U₁ a U₂ se může pohybovat v rozsahu 0-380 voltů a přirozeně se od sebe výrazně liší. Tyto hodnoty mohou být ovlivněny jak zatížením připojených zařízení v každém bytě, tak i jeho aktivními a pasivními složkami.

V důsledku toho, pokud se vyskytnou problémy s nulovým vodičem transformátoru (zdroj nula), existuje vysoká pravděpodobnost selhání zařízení připojených k síti. Důvodem je zvýšení úrovně napětí v síti.

Nulové přerušení v jednofázové síti

V této situaci nebudou důsledky tak hrozné jako v případě popsaném výše, ale pokud v systému TN-C dojde k vyhoření vstupní nuly, může to představovat vážné nebezpečí pro lidský život.

U jednofázových zátěží bude přerušení nuly podobné vypnutí napětí, až na to, že na fázovém vodiči zůstane život ohrožující potenciál. Navíc se objeví i tam, kde se dříve v kontaktech zásuvky nacházela ochranná nula. Pokud by pouzdra elektrických spotřebičů byla uzemněna pracovní nulou, pak je pravděpodobnost negativních důsledků velmi vysoká. V systémech TN-CS je rizikový faktor výrazně snížen díky použití PEN vodiče.

Jak se chránit?

Poté, co jsme se dozvěděli o nebezpečí, které představuje ztráta nuly, doporučujeme zvážit možnosti ochrany proti tomuto jevu:

• Je nutné začít s odbornou instalací elektrického vedení. Pokud se pro napájení zařízení plánuje použití třífázového schématu napájení, měl by být jeho výpočet proveden tak, aby se minimalizovala pravděpodobnost fázové nerovnováhy. To znamená, že je nutné systematicky rozložit zátěž na každé vedení.
• V síťovém řízení je nutné používat zařízení, která vyrovnávají zátěž na každé z fází. V ideálním případě by tato práce měla být prováděna bez zapojení operátorů, tj. měla by být prováděna automaticky při přerušení nuly.
• Musí existovat možnost rychlé změny schématu zapojení spotřebitelů. To umožňuje provádět úpravy, pokud nebylo ve fázi návrhu řádně zohledněno zatížení každého úseku nebo pokud se spotřeba energie zvýšila v důsledku zavedení nových zařízení. To znamená, že pokud nastane kritická situace, musí existovat možnost změny výkonu. Příkladem je, když je bytový dům převeden na vedení s vyšším zatížením, aby se „zředila“ fázová nerovnováha, ke které dochází při přerušení neutrálního vedení.

Ve výše uvedených možnostech jsme zohlednili ochranu před zkreslením v globálním měřítku; koncový uživatel si tak může mnohem snadněji zajistit požadovanou úroveň ochrany. K tomu stačí nainstalovat relé pro regulaci napětí, ve kterém jsou specifikovány přípustné minimální a maximální úrovně. Zpravidla se jedná o ±10 % normy.

Shrnout

Samozřejmě, že pravděpodobnosti nehod jsou náhodné; Kromě toho by však nebylo zbytečné včas identifikovat nouzovou situaci na základě jejích charakteristických znaků. Za prvé, spálení nulového hlavního vodiče vede k přepětí sítě. Po objevení prvních příznaků tohoto jevu byste měli vypnout všechny elektrické spotřebiče.

Udělat to rychle a nezávisle je téměř nemožné. Časové období je příliš krátké, takže byste měli na elektrický panel nainstalovat speciální zařízení, která reagují na přerušení nuly. Jakmile napětí překročí nastavené meze, napěťové řídicí relé provede ochranné vypnutí.

Bezpečnostnímu systému byste neměli zcela důvěřovat. Může se stát, že pokud se objeví charakteristické známky napěťových rázů, k výpadku proudu nedojde. Proto má smysl uvést nejpravděpodobnější projevy tohoto jevu:

• Blikání žárovek. Jsou nejcitlivější na rozdíl v úrovni napětí, ke kterému dochází při porušení nuly. Energeticky účinná svítidla a LED žárovky nereagují tak na změny.
• Elektronická zařízení s vestavěnou ochranoujsou zpravidla odpojeny od napájení. Nebo nezačnou. Takové akce jsou zajišťovány ochrannou odezvou pulzních napájecích jednotek na napěťové rázy. Je typické, že taková reakce může fungovat dříve než napěťové relé. To však do značné míry závisí na výrobci a implementačním schématu ochrany elektrických sítí a také na spolehlivosti elektrického připojení.
• Dalším charakteristickým znakem je zvýšení teploty spínače. I když jste nevěnovali pozornost blikání lamp, tento projev by měl způsobit obavy.
• Jiskření, při pokusu o připojení elektrického spotřebiče může indikovat přerušení nuly na vstupu jednofázového spotřebiče. I když je to způsobeno jiným faktorem, a ne nulovým zlomem, je to velmi špatné znamení.
• Spontánní aktivace vstupních strojů, může také indikovat přepětí. Tato reakce na přerušení nuly je typická při zapnutí elektrických topných zařízení, jako je elektrická pec, kotel, kotlík atd.
• Charakteristické zvuky v příchozím elektrickém panelu může také indikovat napěťové rázy. V takové situaci se doporučuje vypnout přívod proudu a počkat na příjezd záchranného týmu. Je vysoká pravděpodobnost, že v rozvodné síti dodavatele došlo k havárii s nulovými ztrátami.
• Ujistěte se, že instalujete na vstupu elektrické sítě napěťové relé. V ideálním případě je vhodné tento systém duplikovat se stabilizátorem napětí pro dům nebo byt. Takové zařízení, pracující v tandemu s relé, vám umožní udržovat danou úroveň napětí bez vypnutí napájení.

Ve skutečnosti pouze víceúrovňová ochrana může zajistit maximální bezpečnost.