Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

Видео

Что такое заземление и нейтральный провод

Нейтральный проводник также балансирует потенциалы в нескольких фазах. Согласно ПУЭ, задача нейтрали — обеспечивать током потребителей. Ее необходимо соединять с глухо заземленной нейтралкой трансформатора. В частных домах и квартирах, где используются однофазные электросети, для работы оборудования должно быть два кабеля: фазовый и нулевой. «Ноль» соединяется с «землей», и на нем потенциал должен равняться 0. Подключается к «земле» с помощью контура заземления.

Соответственно должно отсутствовать напряжение. При нарушении связи с ней во время работы оборудования оно будет под таким же напряжением, как и на фазе, соответственно – 220. На современных схемах он обозначается буквой N, а в советских документах, уже устаревших, использовалась цифра 0. Согласно ПУЭ, кабель необходимо покрыть изоляцией синего цвета.

Заземляющий проводник, согласно ПУЭ, нужен с целью безопасности. В нормальных условиях на нем отсутствует напряженность, и работает он как проводник, только если повреждена изоляция проводящего фазу или ноль. Соответственно, заземление нужно, чтобы при поломке не возникло дополнительных проблем. К примеру, когда у вас пробита защита холодильника, а сам холодильник не заземлен, прикосновение к нему будет равносильно прикосновению к фазе 220 В. А если холодильник заземлен, то током не ударит, так как потенциал уйдет в землю.

Защитный проводник обозначается буквами «PE». Согласно правилу, его изоляция должна быть окрашена в желтые и зеленые полосы. Если на схеме есть обозначение «PEN», значит, нейтральный и защитный провода совмещаются в один. Подобный кабель должен быть окрашен в голубой цвет с желтыми и зелеными полосами на концах.

Чтобы уравнять разные напряжения, все концы фазных обмоток соединяются в узел, который и называется нейтральной точкой, для чего применяют нейтральный провод при соединении в «звезду». Схема «звезда» с нейтралью применяется на практике, т.к. в ней при произвольной нагрузке отсутствует перекос фаз по напряжению, т.е. все фазные напряжения равны.

Если учесть все изложенное выше, то наверняка вы поняли критическую важность нейтрального кабель, уравнивающего напряжения в нескольких фазах, ведь его отсутствие грозит серьезными проблемами – от повреждения и потери оборудования до пожаров и даже риска смертельного поражения током человека.

Виды контуров заземления

Геометрия контура заземления зависит в основном от удобства монтажа. Это может быть треугольник, квадрат, любая другая геометрическая фигура или забитые в линию стержни.

Треугольник. Это самый распространенный вариант контура заземления. В землю забиваются три стержня. В идеале расстояние между ними должно быть не меньше трех метров, но в зависимости от места на участке делают и меньше. Должен получиться равносторонний треугольник.

Линейный контур. Контур заземления в виде линии применяют там, где нет места для треугольника. Линейный контур удобно закопать вдоль забора или стены дома. Количество электродов может быть любым: чем больше, тем лучше показатели сопротивления контура.

Зачем нужно заземление

Заземление в частных домах нужно, чтобы обезопасить жильцов от поражения электричеством. Через розетки заземляют все электроприборы: чайники, электроплиты, стиральные машины.

Бойлеры также заземляют через розетки, а еще отдельным проводом делают заземление на корпус — на случай, если бак потечет. В большинство бойлеров встроено устройство защитного отключения — УЗО, которое отключит нагреватель при утечке тока. Заземление в этом случае отведет остатки напряжения.

В бане заземление особенно необходимо, так как вода — хороший проводник тока. Иногда при монтаже проводки в бане хозяева применяют не специальный, а обычный электрический кабель, его изоляция плавится от высоких температур. Оголившийся кабель может передать напряжение на разлившуюся воду или, например, через воду на металлическую печь.

Еще кабель могут проложить под фольгированной теплоизоляцией, которая станет проводником для тока. А бывает, в бане делают теплый пол, и из-за неисправности изоляции людей начинает бить током везде, где разлита вода.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Отличительные особенности розетки с заземлением

Чтобы не ошибиться при совершении покупки, нужно знать, как выглядит розетка с заземляющим контактом. По внешнему виду она практически не отличается от аналогов с фазой и нулем. Крышка изделия имеет белый, черный или коричневый цвет. Модуль может быть одинарный или двойной с разъемами для штекеров диаметром 3,6 мм.

Модули имеют такие технические характеристики:

• напряжение — 220-250 В;
• сила тока — 8 А, 16 А;
• мощность — 3,6 кВт, 7,2 кВт;
• крепление — внутреннее и наружное.

Некоторые модели оборудуются стабилизаторами с индикаторным дисплеем и устройством аварийного отключения.

Внешнее отличие розеток с заземлением состоит в наличии по бокам гнезда металлических пружин, которые контактируют с клеммами штекера. Пружины выведены на находящийся посередине между фазой и нулем третий контакт, к которому присоединяется заземляющий кабель.

Монтаж розетки с заземлением

Монтаж нужно проводить в обесточенном помещении в защитных перчатках и очках.

Для работы потребуется:

• мультиметр;
• отвертка;
• стальные рейки;
• плоскогубцы;
• кусачки;
• нож;

Если нужно спрятать кабель в стену, необходима болгарка и перфоратор. Работать следует, стоя на диэлектрическом коврике.

Как узнать, есть ли заземление в розетке

Установка гнезда с тремя контактами имеет смысл только в том случае, если оно подключено к заземляющему контуру. Определить это можно несколькими способами, которые доступны даже начинающему.

1. Визуально проверить подключение третьего желто-зеленого провода.
2. Замерить сопротивление между фазой и землей. Если оно есть, подключение в наличии.
3. Подсоединить провода от лампы в патроне. Ее горение является свидетельством целостности линии и исправности контура.

Косвенными признаками отсутствия заземления является треск в динамиках и слабые удары током от работающих приборов со стальным корпусом.

Установка накладного варианта

Накладные точки устанавливаются на стенах из массива древесины, гипсокартона и фанеры.

Последовательность действий следующая:

1. Наметить место крепления гнезда и кабеля.
2. Подвести провода.
3. Разобрать корпус устройства, ослабить болты.
4. Зачистить и подсоединить жилы к контактам.
5. Прикрутить основание к поверхности.
6. Собрать розетку, проверить прочность ее фиксации.

Открытую проводку можно спрятать в трубах, пластиковых каналах, пустить по струнам или изоляторам.

Подключение внутреннего варианта

Перед тем как подключить трехжильный кабель с заземлением к розетке, нужно проверить его целостность. Он не должен иметь внешних повреждений, заломов и оплавленных участков.

Работа выполняется в таком порядке:

1. Провести разметку.
2. Сделать штробы и отверстие для монтажной коробки.
3. Убрать из проемов пыль и крошку, обработать стенки грунтовкой.
4. Проложить кабель, выведя его из отверстия на 15-20 см.
5. Замуровать монтажную коробку. Ставить ее нужно на одном уровне со стеной.
6. Подключить жилы к контактам.
7. Зафиксировать устройство с помощью шурупов и раздвижных лапок.

После этого можно подавать электричество в помещение.

Подключение проводов

От правильности подключения проводов зависит стабильность работы прибора. Следует помнить, что медь имеет свойство со временем окисляться, что снижает качество контактов. Чтобы этого избежать, освобожденные от изоляции на 10 мм концы жил пропаиваются. После этого их нужно вставить в отверстия до упора и максимально туго прижать болтами. Надежность фиксации проверяется путем легкого потягивания за провода.

Проверка правильности подключения

После проведения монтажа и перед подачей электричества необходимо проверить правильность подключения.

Эта процедура состоит из контроля таких элементов:

• монтажная коробка;
• соответствие проводов и клемм;
• целостность линии к контуру;
• прочность крепления корпуса;
• надежность фиксации крышки.

Если в корпусе имеются дополнительные опции, они должны быть подключены к фазе.

Двойная розетка

Установка прибора с двумя комплектами разъемов практически ничем не отличается от монтажа одинарных изделий. Контакты соединены в один общий контур, который отводит ток утечки от обоих потребителей, независимо от места их подключения. При этом, следует учитывать, что указанная на крышке сила тока является суммарной для обеих установок.

Отличие состоит только в размере монтажной коробки. В зависимости от конструкции изделия она тоже может быть двойной. Проем изготавливается путем высверливания отверстий или выпиливания прямоугольных проемов в стене. Подключение проводится обычным способом.

Теги