Как избежать "от горения нуля"

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Понятие «отгорании нуля» появилось в электротехническом словаре в связи с исследованием причин частого выхода из строя «нулевого проводника», который в промышленных трехфазных сетях переменного тока исполняет роль рабочего проводника (по нему протекает ток). В случае однофазной цепи «нулевым проводом» называется проводник, который имеет нулевой потенциал относительно земли. Второй же проводник называется «фазой» и имеет относительно земли высокий потенциал величиной 220 вольт. Никаких проблем с отгоранием ноля в однофазной цепи никогда не возникает.

Очерченная проблема возникает только в трёхфазных сетях переменного тока и только в случае нарушения баланса нагрузок в каждой из фаз питающей сети. Понятие «нулевой провод» относится только в схеме соединения трёхфазных источников и нагрузок по схеме «звезда», поэтому и рассматривать мы будем только эту схему. Поскольку переменные токи каждой из фаз в трёх равновеликих нагрузках сдвинуты по фазе точно на одну треть, то комплексная (векторная) сумма обратных токов в средней точке равна нулю.

Через нулевой провод, который как раз и подключается к этой средней точке, ток не течёт, и на практике в нём нет необходимости. Небольшой ток может появляться только тогда, когда нагрузки по фазам несколько различаются и не компенсируют полностью друг друга. У большинства марок трёхфазных четырёхжильных кабелей нулевая жила имеет вдвое меньшее сечение, поскольку бессмысленно расходовать дорогую медь на проводник, по которому ток не течёт. Никакой склонности к отгоранию ноля такая сбалансированная трёхфазная цепь не имеет.

Неприятности начинают появляться тогда, когда в эти трёхфазные цепи включаются однофазные нагрузки, которые представляют собой совершенно случайно выбранные приборы, имеющие различные сопротивления. И сколько бы мы не старались каким-то образом равномерно распределить по мощности эти однофазные нагрузки по разным фазам, практически этого никогда не удаётся сделать. И действительно, потребитель произвольным образом включают и выключают свои электроприборы, т.е. постоянно меняет величину нагрузки на отдельной («своей») фазе.

Появляющийся в этом случае ток в нулевом проводе обычно не достигает больших величин, и рассчитанная на некоторые токи проводка вполне справляется с ним - отгорания нуля не происходит. Но в наше время в электротехнике широкое распространение получают импульсные источники питания. Эти источники работают сегодня практически во всей современной бытовой аппаратуре (компьютеры, телевизоры, радиоприёмники и т. п.).

Ток в схеме такого источника протекает только в течение одной трети полупериода и характер его потребления, таким образом, сильно отличается от режима потребления тока обычными нагрузками. Поэтому в трёхфазной сети появляются дополнительные токи, и, с учётом токов от несогласованности нагрузок, по нулевому проводу начинает течь ток, близкий или даже больший, чем самый большой ток одной из фаз.

Таким образом создаются условия, приводящие к «отгоранию нуля» (проводники в трёхфазных кабелях, в том числе и нулевой, имеют одинаковое сечение, рассчитываемое согласно максимальной мощности нагрузки). Нулевой проводник начинает работать в условиях перегрузки, и вероятность его отгорания резко возрастает. Такую вероятность «отгорания нуля» обязательно нужно учитывать и при построении домашней электропроводки.