Koncept elektrického nulového vyhoření

Pojem „nulové vyhoření“ se v elektrotechnickém slovníku objevil jako důsledek častého vyhoření tzv. „neutrálního vodiče“, který se v průmyslových třífázových střídavých sítích používá jako pracovní vodič a protéká jím proud.
V případě bytového jednofázového obvodu se za „nulový vodič“ považuje vodič, který má nulový potenciál vůči zemi. Druhý vodič se v tomto případě nazývá „fáze“; má vyšší potenciál vůči zemi, rovných 220 voltů a nevznikají žádné problémy s nulovým vyhořením. Nulové vyhoření je možné pouze v třífázových střídavých sítích a pouze při nesymetrii zátěže v každé fázi napájecí sítě. Samotný koncept „neutrálního vodiče“ je použitelný pouze pro připojovací obvod třífázových zdrojů proudu a zátěže podle obvodu „hvězda“, proto má smysl analyzovat pouze tento obvod. Je také dobře známo, že střídavé proudy v každém z fázových vedení (v případě identických zátěží) jsou fázově posunuty o jednu třetinu periody, v důsledku čehož vektorový součet zpětných proudů v neutrálu (nula ) vodič je roven nule. Protože nulovým vodičem v tomto případě neprotéká elektrický proud, lze se bez něj prakticky obejít. Malé proudy se objevují v nulovém vodiči pouze tehdy, když se zátěže v různých fázích začnou lišit a přestanou se navzájem kompenzovat. Proto má většina třífázových čtyřžilových drátů neutrální jádro s polovičním průřezem, protože nemá smysl plýtvat docela drahou mědí na vodič, kterým stejně neteče proud. Problémy v třífázové elektrické síti se začínají objevovat, když jsou zařízení s různými hodnotami odporu připojena jako jednofázové zátěže. Jakékoli pokusy nějak získat jednofázové zátěže rovnoměrně rozložené ve výkonu v tomto případě nedávají pozitivní výsledek. To je způsobeno skutečností, že spotřebitel zcela náhodně zapojuje své domácí elektrické spotřebiče, čímž neustále mění hodnotu zatížení v každé jednotlivé fázi. V tomto případě proud protékající nulovým vodičem zpravidla nepřekračuje kritickou hodnotu a kabeláž navržená pro určité proudy je snese bez zvláštních následků. Zcela jiný obrázek však začal být pozorován v posledních letech, kdy se rozšířily spínané zdroje, které jsou dnes instalovány téměř ve všech moderních domácích spotřebičích (počítače, televize, DVD přehrávače atd.). n.). Zatěžovací proudy v obvodech nových zdrojů tečou pouze po určitou dobu a charakter jejich odběru se výrazně liší od odběrového režimu běžných zařízení. V důsledku toho vznikají v třífázovém obvodu další proudy a při zohlednění nesouladu zátěží může neutrálním vodičem začít protékat proud rovný nebo dokonce větší než maximální fázový proud. To vše přispívá ke vzniku podmínek, za kterých může dojít k „nulovému vyhoření“, nebezpečnému pro elektrickou síť. To je způsobeno tím, že všechny vodiče (včetně nulového vodiče) pracující jako součást třífázových vodičů mají stejný průřez, vybraný z výpočtu maximálního proudu protékajícího zátěží. Za zvláště nepříznivých podmínek (popsaných výše) začne nulovým vodičem protékat proud výrazně překračující přípustné hodnoty. V tomto případě se prudce zvyšuje pravděpodobnost jeho vyhoření.

žádný Publikováno: 2011 0

Odměna, kterou jsem nasbíral 0 0

Ohodnoťte tento článek

• Technická gramotnost

Průměrné hodnocení článku: 0 Hlasovalo: 0 lidí.

Komentáře (10) <img src=”https://cxem.net/images/rss_18.png” />| Nasbíral jsem (0) | předplatit

Pro přidání vaší stavby je nutná registrace.

0

Astorsky 15.08.2012. 04. 15 XNUMX:XNUMX #

Nesmysl. Zmenšený průřez nulového vodiče se používá tam, kde je vliv asymetrických provozních režimů zanedbatelný. Například vstupní kabel do domu. Ale vyhoří, nejčastěji v podlahovém panelu, kde jsou vodiče stejného průřezu. A to pouze v systémech TNC.
Odpověď na otázku, proč by měla svítit právě nula, dává metoda symetrických složek. Mimochodem, je široce používán při výpočtech asymetrických síťových provozních režimů.

0

Anatoly 06.01.2013/15/48 XNUMX:XNUMX #

Naprosto správně. V domě, kde je většina zátěží jednofázových, je proud přes nulový vodič větší než přes fázový vodič. Zvláště nadaní lidé mohou počítat, kolikrát.

0

Host 06.01.2014. 23. 41 XNUMX:XNUMX #

Nechápu, jak může být proud v nulovém vodiči větší než ve fázovém vodiči. Pokud je vynesete do vektorového diagramu, vypadají pod úhlem 60 stupňů v různých směrech. Pak je proud při nule jejich součtem s opačným znaménkem. V omezujícím případě bude proud při nule roven proudu jedné z fází – když jsou další dvě fáze otevřené. Podobný výsledek bude, pokud je proud ve dvou fázích stejný a třetí je otevřená – součtový vektor bude umístěn uprostřed prvních dvou a jeho délka bude přesně stejná jako jejich. Ve všech ostatních případech bude nulový proud menší než proud v samotné fázi spotřeby. Nebo něco špatně chápu?

0

Monk 13.04.2014. 13. 48 XNUMX:XNUMX #

Spínané beztransformátorové napájecí zdroje spotřebovávají proud v pulzech – počínaje 60-70 procenty maximální (amplitudové) hodnoty napětí 310 voltů. Stejná hodnota napětí končí odběr proudu. Odběr proudu pulzy v různých fázích neumožňuje získat nulovou hodnotu proudu při sčítání takových proudů v nulovém pracovním vodiči ani při symetrickém fázovém zatížení. Při symetrickém zatížení fází v tomto případě může být proud při nule o 35-40 procent větší než ve fázi. Dojde k přetížení nuly, ale v ní nejsou žádná ochranná zařízení, takže shoří.

0

31217 05.09.2014. 18. 15 XNUMX:XNUMX #

Nelineární spotřebiče tvoří třetí harmonickou, která výrazně zvyšuje proud v nulovém vodiči a instalace ochranného zařízení na nulový vodič je zakázána

0

Serg* 17.01.2015 06:21 #

Zajímavá poznámka. Uveďte prosím více podrobností. V dnešní době takových spotřebitelů skutečně přibývá

0

Oksya 12.10.2014/08/52 XNUMX:XNUMX #

Pánové z energetiky, řekněte chudákovi právníkovi právní řád (PUE) nebo co toto upravuje, kde se dočtu, že to tak má být a ne jinak?

0

Serg* 17.01.2015 06:31 #

Zároveň mě zajímá otázka: Udělejte spolehlivá měření proudů pomocí „svorek“ spolehlivá měření s přihlédnutím k těmto harmonickým. Ostatně se zdají být dimenzovány na „čistých“ 50 Hz. Co je třeba vzít v úvahu při měření vstupních proudů na rozvaděčích ve fázích a „nule“?

0

Němý 22.09.2015 08:47 #

Spadla mi nula na průchozí zásuvce. Výsledkem je, že v posledních dvou fázích je fáze nulová. Druh vyhoření z nuly. A vy říkáte, že se to nestane.

0

Neutrál v elektrickém systému (nazývaný také neutrální vodič, nula nebo neutrální vodič) je vodič, který se běžně používá v systémech třífázového a jednofázového střídavého proudu (AC) k dokončení elektrického obvodu a poskytnutí cesty pro návrat proudu.

Neutrál je důležitou součástí elektrické sítě, která poskytuje cestu pro návrat proudu a má ideálně nulový potenciál vzhledem k zemi. Tento drát není bezpečný a musí se s ním zacházet opatrně.

Uzemnění neutrálu v sítích do 1 kV

V sítích do 1 kV (kilovolt) se používají různé typy neutrálního uzemnění, z nichž každý má své vlastní charakteristiky a používá se v závislosti na bezpečnostních požadavcích a provozních podmínkách. Zde jsou hlavní typy neutrálního uzemnění v sítích do 1 kV:

TN systém

Jeden z nejběžnějších typů uzemnění, který se velmi často používá v elektrických instalacích s napětím do 1 kV. Název pochází z francouzského „Terra Neutral“, což znamená „Neutrální Země“. Hlavním rysem tohoto oblíbeného systému je přímé uzemnění neutrálu zdroje energie (obvykle transformátoru). V systému TN je neutrál napájecího zdroje přímo spojen se zemí, což zajišťuje nízký odpor mezi neutrálem a zemí, a pro spolehlivé spojení pouzder elektrického zařízení s uzemňovacím zařízením je zapotřebí ochranný vodič (PE). Hlavním účelem tohoto systému je poskytnout ochranu před úrazem elektrickým proudem v případě poškození izolace a svodového proudu. Systém TN je rozdělen do tří hlavních podtypů. Vše závisí na tom, jak jsou organizovány ochranné a pracovní nulové vodiče. TN-S je systém, ve kterém jsou ochranný vodič (PE) a pracovní nulový vodič (N) odděleny po celé délce sítě, počínaje zdrojem energie. TN-S poskytuje vysokou elektrickou bezpečnost, protože oddělení vodičů PE a N zabraňuje vzniku napětí na krytech zařízení při přerušení nulového vodiče a také snižuje pravděpodobnost elektromagnetického rušení. TN-S se často používá v novostavbách, kde je vyžadována vysoká bezpečnost, a v průmyslových instalacích. V systému TN-C jsou ochranný a pracovní nulový vodič sloučeny do jednoho vodiče PEN po celé délce sítě. TN-C je méně bezpečný než TN-S, protože v případě přerušení vodiče PEN se na krytech zařízení může objevit nebezpečné napětí, které se vyskytuje hlavně ve starých elektrických sítích. Systém TN-CS je kompromisem, ve kterém jsou funkce ochranného a pracovního nulového vodiče sloučeny do jednoho vodiče PEN v úseku od rozvodny ke vstupnímu rozvaděči a následně rozděleny na PE a N. TN-CS se často používá v moderních budovách a průmyslových instalacích.

TT zemnící systém

Typ uzemnění, kde jsou jak neutrál zdroje energie, tak nechráněné vodivé části elektrické instalace uzemněny nezávisle na sobě. Název pochází z francouzského „Terra Terra“, což znamená „Země-Země“. V systému TT má neutrál zdroje energie (obvykle transformátor) své vlastní uzemnění a nechráněné vodivé části elektrické instalace (např. kryty zařízení) mají své vlastní samostatné, nezávislé uzemnění. Používají se také ochranné vodiče (PE), které spojují pouzdra elektrických zařízení s vlastním uzemňovacím zařízením. Klíčovou vlastností je přítomnost dvou samostatných uzemňovacích zařízení: jedno pro neutrál zdroje a druhé pro ochranu zařízení. Hlavním účelem systému TT je poskytnout ochranu před úrazem elektrickým proudem při poškození izolace svedením svodového proudu do země přes vlastní uzemnění zařízení. Vzhledem k přítomnosti samostatného uzemňovacího obvodu v každém zařízení se snižuje pravděpodobnost výskytu nebezpečného napětí na těle zařízení během zkratu. Neutrální bod transformátoru napájejícího síť je uzemněn v rozvodně. Obnažené vodivé části elektrického zařízení jsou uzemněny prostřednictvím svých zemnících vodičů (PE) k místnímu uzemňovacímu zařízení, které není připojeno k uzemnění neutrálního zdroje zdroje. V případě poškození izolace a dosažení napětí na krytu zařízení prochází svodový proud přes ochranný vodič (PE) do země přes samostatné uzemňovací zařízení. Když je svodový proud dostatečně velký, zařízení na zbytkový proud (RCD) se vypnou, přeruší napájení a zabrání úrazu elektrickým proudem. Systém TT se často používá v případech, kdy je obtížné nebo nemožné zajistit spolehlivé neutrální uzemnění, nebo když je vyžadována vyšší úroveň ochrany, například v soukromém sektoru, v místech s vysokou hladinou podzemní vody a v mobilních instalacích.

IT uzemňovací systém

Speciální typ uzemnění, který se liší od systémů TN a TT. Název pochází z „Isolé Terra“, což znamená „Izolovaná země“. Hlavním rysem IT systému je absence přímého spojení neutrálu zdroje energie se zemí nebo uzemnění neutrálu vysokým odporem. Neutrál zdroje energie (obvykle transformátor) nemá přímé spojení se zemí. Může být zcela izolován nebo uzemněn přes významný odpor. Otevřené vodivé části elektrické instalace (skříň zařízení) jsou uzemněny. V IT systému nedochází k okamžitému odpojení napájení při prvním zemním spojení. Systém je navržen tak, aby umožnil personálu opravit první poruchu bez vypnutí zařízení. IT systémy jsou navrženy tak, aby zajistily nepřetržité napájení, zejména v kritických oblastech. IT systém klade zvýšené nároky na izolaci vodičů a zařízení. Povinným prvkem IT systému je přítomnost zařízení pro sledování izolace, která nepřetržitě měří izolační odpor sítě vůči zemi a signalizují první zkrat. Neutrál transformátoru není přímo uzemněn, což zabraňuje proudům cirkulovat zemí během normálního provozu systému. Odkryté vodivé části elektrického zařízení jsou uzemněny na místní zemnící obvod, který poskytuje ochranu před úrazem elektrickým proudem. Při prvním zkratu na těle zařízení protéká zkratový proud kapacitními odpory izolace a uzemnění sítě, ale nezpůsobí okamžité vypnutí. Když je detekována první zemní porucha, spustí se alarm, který upozorní personál, aby poruchu odstranil. Napájení se odpojí pouze tehdy, když dojde k druhému zkratu na jiné fázi. IT systém se používá v situacích, kde je kritická kontinuita napájení, jako jsou operační sály, doly, průmyslové automatizační systémy a další místa, kde sebemenší přerušení napájení může vést k vážným následkům.

Uzemnění v sítích od 1 kV

V sítích s napětím od 1 kV (kilovolt) a vyšším mají zemnící systémy své vlastní charakteristiky v důsledku vyšších napěťových úrovní a výkonů. Uzemnění v takových sítích hraje klíčovou roli při zajišťování bezpečnosti a spolehlivého provozu zařízení. Hlavním účelem uzemnění ve vysokonapěťových sítích je ochrana osob a zařízení před přepětím způsobeným atmosférickými jevy (blesky) nebo spínacími procesy a také zajištění bezpečného odvodu proudu v případě poškození izolace nebo zkratu. Na rozdíl od sítí do 1 kV, kde jsou TN systémy nejrozšířenější, vysokonapěťové sítě často využívají jiné přístupy. Neutrál transformátorů může být například účinně uzemněn přes nízký odpor nebo naopak izolován od země nebo uzemněn přes odpor. Konkrétní typ neutrálního uzemnění závisí na mnoha faktorech, včetně bezpečnostních požadavků, provozních podmínek, typů zařízení a úrovní napětí. Důležitým aspektem je použití speciálních zemnících zařízení schopných odolat vysokým proudům a napětím. Mohou to být zemnící smyčky, zapuštěné elektrody a také speciální zemnící vodiče. K ochraně před přepětím se používají svodiče přepětí a tlumiče přepětí, které odvádějí přebytečnou energii do země. Kromě toho jsou ve vysokonapěťových sítích uzemněny nejen neutrály a kryty zařízení, ale také kovové konstrukce, podpěry elektrického vedení a další prvky umístěné v oblasti elektrického pole. Při navrhování zemnících soustav ve vysokonapěťových sítích jsou zohledňovány požadavky příslušných norem a předpisů, dále charakteristiky zeminy, její měrný odpor a další faktory ovlivňující účinnost uzemňovacího zařízení. Výběr konkrétního typu uzemnění a jeho parametrů je složitý inženýrský úkol, který vyžaduje vysoce kvalifikované odborníky a pečlivé výpočty.

Správné uzemnění je nedílnou součástí bezpečného a spolehlivého provozu různých elektrických instalací. Volba vhodného systému musí být zdůvodněna a přizpůsobena konkrétním provozním podmínkám. Je důležité, aby poskytoval spolehlivou ochranu před úrazem elektrickým proudem a poškozením zařízení. Nedodržení těchto důležitých pokynů může mít za následek vážné následky, včetně zranění a poškození majetku.

Odborná elektroinstalace a elektrolaboratoř. Kontaktujte nás Společnost TM Electro!