Ненормальные напряжения на фазах при отсутствии нуля: причины

Как проверить мультиметром напряжение в розетке 220в

Для измерения напряжения в розетке цифровым тестером, необходимо вставить щупы в гнезда розеток, полярность при этом неважна, главное при этом — не касаться руками токопроводящих частей щупов.

Еще раз напомню, что на мультиметре должен быть выставлен режим определения напряжения переменного тока, предел измерения выше 220в, в нашем случае 500В, щупы подключены в разъемы «COM» и «VΩmA».

Если мультиметр рабочий и нет проблем с подключением розетки или перебоев с электроснабжением, то прибор покажет вам напряжение близкое к 220-230В.

Такого простого теста достаточно чтобы продолжить поиск фазы тестером. Сейчас, в качестве примера, мы определим какой из двух проводов, например, выходящих из потолка для люстры, фазный.

Если бы провода было три – фаза, ноль и заземление, то достаточно было бы измерить напряжение на каждой из пар, точно так же, как мы определяли его в розетке. При этом между двумя проводами напряжения практически бы не было – между нолем и заземлением, соответственно оставшийся третий провод фазный. Ниже представлена наглядная схема определения.

Если же провода, для подключения светильника, только два и вы не знаете какой из них каакой, то опознать их таким образом не получится. Тогда нам и приходит на помощь метод определения фазы мультиметром, который я сейчас опишу.

Всё достаточно просто, мы просто должны создать условия для протекания через тестер электрического тока, и зафиксировать его. Для этого просто создаём электрическую цепь, по тому же принципу, что и у индикаторной отвертки.

В режиме проверки напряжения переменного тока, с выбранном пределом 500В, красным щупом прикасаемся к проверяемому проводнику, а черный щуп зажимаем пальцами рук либо касаемся им заведомо заземленной конструкции, например, радиатора отопления, стального каркаса стены и т.п. При этом, как вы помните, черный щуп у нас воткнут в разъем COM мультиметра, а красный в VΩmA.

Если на проверяемом проводе будет фаза, мультиметр покажет на экране достаточно близкую к 220 Вольтам величину напряжения, в зависимости от условий тестирования она может быть разной. Если же провод не фазный, значение будет или нулевым, или очень низким, до нескольких десятков вольт.

Еще раз напомню, ОБЯЗАТЕЛЬНО УБЕДИТЕСЬ ПЕРЕД НАЧАЛОМ ПРОВЕРКИ, ЧТО НА МУЛЬТИМЕТРЕ ВЫБРАН РЕЖИМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, а не какой-нибудь другой.

Вы, должно быть скажете, что метод достаточно рискованный, становится частью электрической цепи и добровольно попасть под напряжение захочет не каждый. И хотя такой риск есть, он минимальный, ведь, как и в случае с индикаторной отверткой, напряжение из сети проходит через большое сопротивление резистора, встроенного в мультиметр и удара током не происходит. А работоспособность этого резистора, мы проверили, предварительно измерив напряжение в розетке, если бы его там не было, сложились бы все условия для короткого замыкания, которое, уверяю вас, вы бы сразу обнаружили.

Конечно, как я уже писал выше, лучше вместо руки использовать заземленные конструкции – радиаторы и трубы отопления, стальной каркас здания и т.д. но, к сожалению, такая возможность есть не всегда и нередко приходится браться за щуп самому. Бывалые электрики советуют в таких случаях всё же принять дополнительные меры безопасности: стоять на резиновом коврике или в диэлектрической обуви, касаться щупа сперва кратковременно, правой рукой и лишь не обнаружив опасных воздействий тока, выполнить измерение.

В любом случае это единственный, самый надежный и простой способ определить фазу бытовым мультиметром самому.

Формирование однофазной и трехфазной сетей и обрыв нуля

Немного теории.

Как известно, мощные потребители (в данном случае – многоквартирные дома) питаются от трехфазной сети, в которой есть три фазы и ноль. Про эту систему я уже писал подробно в статье про отличия трехфазного питания от однофазного, вот картинка оттуда:

Напряжения в трёхфазной системе

Рассмотрим этот вопрос ещё раз, только с другой стороны.

Вот как выглядит упрощенно схема подвода питания в этажный щиток:

Система питания, без обрыва нуля. Резисторами обозначены условно три квартиры.

Фазные провода L1, L2, L3, на которых присутствует напряжение 220В по отношению к нейтральному проводу N, обозначены красным цветом, поскольку они представляют опасность. Заземление РЕ показано внизу, его провод соединяется в распределительном устройстве на вводе в здание с нейтралью.

Это интересно: Бьётся током бытовая техника — в чем причина и что делать

Что происходит в электросети при обрыве нуля?

Рассмотрим отдельно, изменение режима работы трехфазной сети при обрыве магистрального нуля и как поведет себя однофазная электрическая проводка, если отгорание нулевого проводника произойдет на вводе.

Отгорание нуля в трехфазной сети

Внесем изменения в рисунок 1, вызванные аварией, а именно отключением нуля .

Оборвался нулевой магистральный проводник

В данном случае обрыв общего нулевого провода приведет к тому, что движение электрического тока по нему прекратиться. В результате все квартиры R₁-R₃ будут запитаны по типу подключения «звезда без нулевой магистрали». Другими словами, при обрыве нуля на каждую квартиру будет поступать не фазное, а линейное напряжение.

Контур из квартир 1 и 2

Для примера предлагаем рассмотреть, как сложится ситуация в квартирах 1 и 2. Нагрузка электрических приборов суммируется в данном контуре при прохождении через него тока I₁₂. Соответственно, уровень напряжения для квартир установится в зависимости от нагрузки подключенных к сети приборов. То есть: U₁ = I₁₂*R₁, а U₂ = I₁₂* R₂. Из этого следует, что суммарная величина силы тока составит I₁₂ = U₁₂ / (R₁+R₂) :

Обратим внимание, что суммарное напряжение контура будет равно линейному в данной электросети, то есть U12 = 380 вольт. Но при этом показатели U1 и U2 могут варьироваться в диапазоне 0-380 вольт и, естественно, существенно отличаться друг от друга

На данные значения может влиять как нагрузка подключенных приборов в каждой из квартир, так и ее активная и пассивная составляющая.

В результате если произойдут проблемы с нейтралью трансформатора (нулем источника), велика вероятность выхода из строя подключенных к сети приборов. Причина – повышение уровня напряжения в сети.

Обрыв нуля в однофазной сети

В данной ситуации последствия будут не такими печальными, как в описанном выше случае, но, тем не менее, если отгорает вводный ноль в системе TN-C, это может представлять серьезную опасность для жизни человека.

Отгорание нуля в схеме однофазного потребителя

Для однофазных нагрузок обрыв нуля будет аналогичен отключению напряжения, за исключением того фактора, что на фазном проводе останется потенциал, представляющий опасность для жизни. Причем, он также проявится там, где был ранее защитный ноль в контактах розеток. Если корпуса электроприборов заземлялись рабочим нулем, то весьма велика вероятность негативных последствий. В системах TN-C-S фактор риска существенно сокращается, за счет использования PEN проводника.

Что такое перекос фаз?

Данный термин используется для описания состояния сети, при котором возникают неравномерные нагрузки между фазами, что приводит к возникновению перекоса. Если составить векторную диаграмму идеальной трехфазной сети, то она будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Диаграмма напряжений в идеальных трехфазных сетях

Как видно из рисунка, в данном случае равны как линейные напряжения (АВ=ВС=СА=380,0 В), так и фазные (АN=ВN=СN=220,0 В). К сожалению, на практике добиться такого идеального равенства нереально. То есть, линейные напряжения сети, как правило, совпадают, в то время как в фазных наблюдаются расхождения. В некоторых случаях они могут превысить допустимый предел, что приведет к возникновению аварийной ситуации.

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

Почему происходит отгорание нуля?

Сегодня мы регулярно пользуемся большим количеством электрических приборов, большинство из них это импульсные источники питания. Это телевизоры, радиоприемники, компьютеры итд. Характер потребления тока этими приборами сильно отличается от прежних.

В цепи, возникают дополнительные импульсные токи, которые не компенсируются в средней точке. Прибавляем к ним некомпенсированные, вызванные разностью однофазных нагрузок и получаем ток, близкий к самому большому току одной из фаз, или даже превышающий его.

Вот мы и пришли к благоприятным условиям для отгорания нуля. Чаще всего отгорание происходит в слабых местах, где: поврежден провод, занижено сечение кабеля, плохой контакт.

С каждым днем в обиходе появляется все больше электроприборов, соответственно ситуация ухудшается. Поэтому при монтаже электропроводки, необходимо учитывать высокую вероятность отгорания нулевого проводника. Пренебрегать этим не стоит .

Отгорание нуля, что происходит и как защититься?

Привет, друзья. Сталкивались когда-нибудь с явлением «отгорание нуля »? Если нет, то вы счастливый человек. Но знать об этом, особенно электрикам, будет полезно. Поговорим о том, почему этот таинственный ноль имеет тенденцию отгорать, что происходит при этом и какая бывает защита от отгорания нуля. Для того чтобы понять это, немного вспомним физику.

Нашел в интернете хорошее видео по теме, коротко и ясно, если не любите читать, смотрите ниже. Итак, начнем.

Ноль. для однофазной цепи, это название проводника, который не находиться под высоким потенциалом относительно земли. Фаза. это второй проводник. она имеет высокий потенциал переменного напряжения относительно земли. В России, чаще всего, это 220-230 Вольт. Ноль при этом не проявляет тенденции к отгоранию.

Основная загвоздка — все линии электропередачи, являются трехфазными. Рассмотрим традиционную схему « звезда »:

Здесь и появляется понятие « нулевой проводник ».

В трех одинаковых нагрузках, переменный ток каждой фазы сдвинут по фазе на 1/3. В идеале, эти токи компенсируют друг друга. При такой нагрузке, в средней точке, векторная сумма токов равна нулю.

Получается, что через нулевой провод, подключенный к средней точке, ток не течет (он практически не нужен).

Незначительный ток на нулевом проводнике все же возникает. Это происходит, когда нагрузки на фазах не полностью компенсируют друг друга, тоесть разные. Прямое доказательство этому можно увидеть на практике, посмотрите на четырехжильные кабели для трехфазных цепей, нулевая жила вдвое меньшего сечения. чем фазные. Зачем тратить дефицитную медь, если тока в жиле практически нет? Имеется смысл…

При сосредоточенной нагрузке, в трехфазной цепи, ноль тоже не расположен к отгоранию.

Интересное начинается тогда, когда к трехфазной цепи начинают подключать однофазные нагрузки (многоквартирных домах, например). Каждая нагрузка представляет случайно выбранное устройство.

При использовании одной фазы из трехфазной цепи, их стараются распределить по мощности так, чтобы на каждую приходилась примерно одинаковая нагрузка.

Все понимают, что полного равенства при этом не достигнуть. Жители дома будут случайным образом включать, выключать электроприборы, поэтому нагрузка будет постоянно меняться. Полной компенсации токов в средней точке происходить не будет, но ток нулевого проводника обычно не достигает максимального значения, большего току в одной из фаз. Ситуация предсказуемая, отгорание нуля при этом бывает крайне редко.

Принцип включения и виды повреждений нуля

Многоквартирные дома и частный сектор в совокупной привязке подсоединены к трехфазной сети от подстанции. Все фазы питания от 380V источника, при распределении подсоединяют по схеме «звезда» – на выходе 3 однофазные линии с напряжением 220V. Итоговый провод в жилых помещениях представлен 2 контактами – фазой и нулем.

В зависимости от места обрыва можно выделить такие виды нарушений электросети:

1. Обрыв провода на источнике питания 380В – приводит к отключению электричества по всем линиям.
2. Повреждение контакта перед распределением по «звезде» или на ней – смещение напряжения в линиях (пример – 154/285/224).
3. Отсутствие нулевого контакта после распределения системы по принципу «звезда» – отключение всех источников в помещении или отдельной части системы.

Внимание!

Перекос напряжения на потребителях, выделенных по принципу «звезда», может происходить также при коротком замыкании одного из контактов или перенапряжении отдельной линии.

Возможные последствия отключения массы

При отключении нулевой линии у потребителя могут просто не работать электрические приборы – нет контакта, нет тока. При перекосе напряжения в идеальной сети, без использования защитного оборудования или его несрабатывания, возможно повреждение устройств, включенных в сеть, или их нестабильная работа. В зависимости от изменения параметров напряжения и тока в розетке приборы бытового применения могут реагировать по-разному.

Распространенные причины обрывов:

1. Отгорание нулевого контакта при внезапном скачке нагрузки в электросети или коротком замыкании (козе).
2. Ослабление контакта в месте соединения проводов – скрутки, клеммы, розетки, другое.
3. Окислы в месте соединения проводников из разного материала в старой электропроводке.
4. Механические повреждения – хищение кабеля, обрыв при ремонте или ветре.

Самые распространенные и дорогие потребители электротока оборудованы встроенной защитой (предохранителем). Такие части принципиального устройства прибора способны отсоединить от электропитания при слабости нагрузки или пресечь прохождение тока большой мощности. Если такого дополнения нет, то есть риск полного «сгорания» приборов. Но, при подключении, перед счетчиком устанавливают автоматические защитные реле или предохранители.

Когда обрыв контактного проводника массы происходит в однофазной сети – в пределах квартиры, то электрический ток не может нанести серьезного вреда. При перегорании  нуля происходит простое отключение подсоединенного прибора – лампочки, компьютера или холодильника. Для возобновления работоспособности бытовой техники и других электроприборов требуется восстановить поврежденный контакт или переподсоединить к рабочему источнику с нулем.

Внимание!

При выполнении ремонтных работ в электрической сети обязательно отключать источник, в другом случае есть риски пострадать от электричества. В квартире или доме это автоматы на счетчике.

Опасность для человека и признаки повреждения

Если в сети происходит смещение напряжения, а в приборах, подключенных к сети, нет заземления – существует опасность поражения электротоком от корпуса. Но, определить риски можно только по косвенным признакам обрыва контактной линии массы. Самые явные можно заметить на глаз – мерцание освещения в доме или искрение розеток при включении штепселей.

Также на аварийные изменения напряжения могут указывать:

• шум от счетчика;
• беспричинное срабатывание реле;
• автоматическое отключение приборов с защитой;
• нагрев выключателей и розеток.

Если обрыв произошел внутри помещения или на входе автоматов электрического счетчика, обнаружить повреждение возможно, используя электромагнитный тестер или визуально. При повреждении контактов вне помещения – подъезд или ранее по линии, надо обязательно обращаться в службу ЖКХ или в РЭС. Электрики, которые будут направлены по вызову, сами определят место повреждения и восстановят контакт.

Как сделать, чтобы выключатель разрывал фазу, а не ноль

Если у вас неправильно выполнена схема подключения выключателя к светильнику, и размыкается ноль, вместо фазы (Жми, чтобы узнать, как самому определить какой из проводов ноль, а какой фаза). То исправить это можно, лишь изменив подключение в распределительной коробке.

Для этого, вам необходимо найти распределительную коробку, которая чаще всего расположена прямо над выключателем света, на расстоянии 10-30см от потолка. Согласно правилам электромонтажа, к ней должен быть обеспечен легкий доступ и нередко вы сможете обнаружить её довольно быстро (но, к сожалению, не всегда).

ВНИМАНИЕ! Все работы по изменению схемы подключения выключателя необходимо проводить только на обесточенной сети. Для этого обязательно отключите автоматический выключатель этой группы в электрощите, после чего, убедитесь в отсутствии напряжения в месте монтажа

Итак, вот так выглядит схема подключения в распределительной коробке, в которой к выключателю подведен ноль, а фаза идёт напрямую к светильнику.

Чаще всего, схема будет именно такая, вводной питающий кабель будет входить в коробку и затем выходить к следующей распредкоробке, поэтому, обычно, заходит именно четыре кабеля:

1.n – Кабель идущий на выключатель (двухжильный для одноклавишного выключателя)

2.n – Вводной электрический кабель (Стандартный трехжильный: фаза, ноль, заземление)

3.n – Кабель идущий к люстре (Трехжильный: фаза, ноль с выключателя, заземление для одноклавишного выключателя)

4.n – Кабель идущий к следующему выключателю света или розеточным группам (Трехжильный: фаза, ноль, заземление)

Теперь нам нужно поменять эту схему, чтобы выключатель разрывал фазу, а не ноль.

Для этого:

— Провод 1.1 на схеме, идущий на выключатель, подсоединяем к контакту фазных проводов 2.2.+ 4.2

— Провод 1.2 (возвращающийся из выключателя) соединяем с фазным проводом 3.2 который идёт к люстре

— Оставшийся нулевой провод 3.1, идущий к люстре, подключаем к контакту проводников 2.1 + 4.1

Схема замены нулевого проводника в выключателе на фазный, представлена ниже:

Теперь у вас выключатель будет подключен правильно, к нему будет подходить фазный проводник, а не нулевой. Как видите, сделать изменение в схеме подключения, достаточно просто.

UPD: Некоторые советуют просто поменять фазу с нолём местами в электрощите и автоматически в выключателях схема изменится на нужную. Я бы не советовал так делать всем, нужно сперва хорошо проанализировать всю схему электропроводки квартиры, а сделать это довольно непросто, лучше такие серьезные вмешательства без должного опыта и знаний не производить.