Σήμερα αποφάσισα να προσπαθήσω να καταλάβω τι είναι η «φάση», το «μηδέν» και το «έδαφος».
Μια σύντομη αναζήτηση στο Google σχετικά με αυτό αποκάλυψε ότι οι περισσότεροι άνθρωποι στο Διαδίκτυο απαντούν σε αυτήν την ερώτηση ο καθένας με τον δικό του τρόπο, μερικές φορές ατελώς, μερικές φορές με λάθη.
Αποφάσισα να εξετάσω αυτό το θέμα διεξοδικά, το οποίο κατέληξε σε αυτό το άρθρο.
Είναι αρκετά μεγάλο, αλλά όλα εξηγούνται σε αυτό, συμπεριλαμβανομένου του τι είναι η φάση, το μηδέν, το έδαφος, πώς εμφανίστηκαν όλα και γιατί χρειάζονται όλα.
Εν συντομία, η φάση και το μηδέν είναι για την ηλεκτρική ενέργεια και η γείωση είναι μόνο για τη γείωση των περιβλημάτων των ηλεκτρικών συσκευών, στο όνομα της σωτηρίας ανθρώπινης ζωής σε περίπτωση διαρροής ηλεκτρικού ρεύματος στο περίβλημα της ηλεκτρικής συσκευής.
Αν ξεκινήσουμε από την αρχή: από πού προέρχεται η ηλεκτρική ενέργεια;
Όλοι οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής κατασκευάζονται με την ίδια αρχή: εάν ένας μαγνήτης περιστρέφεται μέσα σε ένα πηνίο (δημιουργώντας έτσι ένα περιοδικό «εναλλασσόμενο» μαγνητικό πεδίο), τότε εμφανίζεται ένα «εναλλασσόμενο» ηλεκτρικό ρεύμα (και, κατά συνέπεια, μια «εναλλασσόμενη» τάση) το πηνίο.
Αυτό το φαινόμενο, το μεγαλύτερο στη σημασία του, ονομάζεται στη φυσική «Ηλεκτροκινητική Δύναμη Επαγωγής», γνωστό και ως «EMF της Επαγωγής» και ανακαλύφθηκε στα μέσα του 19ου αιώνα.
Η «εναλλασσόμενη» τάση είναι όταν η συνηθισμένη «σταθερή» τάση (όπως από μια μπαταρία) λαμβάνεται και κάμπτεται κατά μήκος μιας ημιτονοειδούς γραμμής, και επομένως είναι είτε θετική, μετά αρνητική, μετά πάλι θετική, μετά πάλι αρνητική.
Η τάση στο πηνίο είναι "μεταβλητή" από τη φύση της (κανείς δεν την λυγίζει επίτηδες) - απλώς επειδή αυτοί είναι οι νόμοι της φυσικής (η ηλεκτρική ενέργεια από ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να ληφθεί μόνο όταν το μαγνητικό πεδίο είναι "μεταβλητό" και επομένως η τάση που λαμβάνεται στο πηνίο θα είναι επίσης πάντα "μεταβλητές").
Έτσι, αυτό σημαίνει ότι κάπου στην άγρια φύση ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής ένας μαγνήτης (για παράδειγμα, ένας συνηθισμένος, αλλά στην πραγματικότητα ένας «ηλεκτρομαγνήτης»), που ονομάζεται «ρότορας», περιστρέφεται και γύρω του, στον «στάτορα», τρία πηνία είναι στερεωμένα (ομοιόμορφα «αλειμμένα» σε όλη την επιφάνεια του στάτορα).
Αυτός ο μαγνήτης περιστρέφεται, όχι από ένα άτομο, ούτε από έναν σκλάβο, ούτε από ένα τεράστιο παραμυθένιο γκόλεμ σε μια αλυσίδα, αλλά, για παράδειγμα, από τη ροή του νερού σε έναν ισχυρό υδροηλεκτρικό σταθμό (στην εικόνα ο μαγνήτης στέκεται ο άξονας της τουρμπίνας στη «Γεννήτρια»).
Δεδομένου ότι σε αυτή την περίπτωση (την περίπτωση της περιστροφής του μαγνήτη στον ρότορα) η μαγνητική ροή που διέρχεται από τα πηνία (που στερεώνεται στον στάτορα) αλλάζει περιοδικά με το χρόνο, δημιουργείται μια «εναλλασσόμενη» τάση στα πηνία του στάτορα.
Κάθε ένα από τα τρία πηνία συνδέεται στο δικό του ξεχωριστό ηλεκτρικό κύκλωμα και σε καθένα από αυτά τα τρία ηλεκτρικά κυκλώματα εμφανίζεται η ίδια «εναλλασσόμενη» τάση, μετατοπισμένη μόνο («σε φάση») κατά το ένα τρίτο του κύκλου (120 μοίρες από ένα πλήρης 360) σε σχέση μεταξύ τους.
Ένα τέτοιο κύκλωμα ονομάζεται «τριφασική γεννήτρια»: επειδή υπάρχουν τρία ηλεκτρικά κυκλώματα, καθένα από τα οποία έχει την (ίδια) τάση εκτός φάσης.
(στο παραπάνω σχήμα, "N-S" είναι ο προσδιορισμός ενός μαγνήτη: "N" είναι ο βόρειος πόλος του μαγνήτη, "S" είναι ο νότιος πόλος· επίσης σε αυτό το σχήμα βλέπετε τα ίδια τρία πηνία, τα οποία, για να είναι πιο κατανοητά, είναι μικρά και στέκονται χωριστά το ένα από το άλλο, αλλά στην πραγματικότητα, καταλαμβάνουν το ένα τρίτο της περιφέρειας σε πλάτος και ταιριάζουν σφιχτά μεταξύ τους στον δακτύλιο του στάτορα, καθώς σε αυτή την περίπτωση η απόδοση της γεννήτριας ηλεκτρικής ενέργειας είναι μεγαλύτερη )
Θα ήταν δυνατό απλά να αφαιρέσετε και τα δύο άκρα της καλωδίωσης από ένα τέτοιο πηνίο και να το οδηγήσετε στο σπίτι και στη συνέχεια να τροφοδοτήσετε τον βραστήρα από αυτά.
Αλλά μπορείτε να κάνετε οικονομία στα καλώδια: γιατί να σύρετε δύο καλώδια μέσα στο σπίτι, εάν μπορείτε απλώς να γειώσετε το ένα άκρο του πηνίου ακριβώς εκεί (βύστε το στο έδαφος) και να οδηγήσετε το καλώδιο στο σπίτι από το άλλο άκρο (θα το ονομάστε αυτό το καλώδιο "φάση").
Στο σπίτι, αυτό το καλώδιο συνδέεται, για παράδειγμα, σε έναν πείρο του βύσματος του βραστήρα και ο άλλος πείρος του βύσματος του βραστήρα είναι γειωμένος (με χονδρικά μιλώντας, είναι απλά κολλημένος στο έδαφος).
Παίρνουμε την ίδια ηλεκτρική ενέργεια: μια τρύπα στην πρίζα θα ονομάζεται "φάση" και η δεύτερη τρύπα στην πρίζα θα ονομάζεται "γείωση".
Τώρα, αφού έχουμε τρία πηνία, ας κάνουμε αυτό: ας πούμε, συνδέουμε τα «αριστερά» άκρα των πηνίων μεταξύ τους και τα γειώνουμε ακριβώς εκεί (τα βάζουμε στο έδαφος).
Και θα τραβήξουμε τα υπόλοιπα τρία καλώδια (αποδεικνύεται ότι αυτά θα είναι τα "σωστά" άκρα των πηνίων) ξεχωριστά στον καταναλωτή.
Αποδεικνύεται ότι φέρνουμε τρεις «φάσεις» στον καταναλωτή.
Στο «ουδέτερο» σημείο, όπως μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τύπους σχολικής τριγωνομετρίας (ή μετρημένο με το μάτι σύμφωνα με το γράφημα με τρεις φάσεις τάσης που έδωσα στην αρχή του άρθρου), η συνολική τάση είναι μηδέν. Πάντα, ανά πάσα στιγμή. Αυτό είναι ένα τόσο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό. Γι' αυτό λέγεται «ουδέτερο».
Τώρα ας πάρουμε και ας συνδέσουμε ένα καλώδιο στο "ουδέτερο", και αυτό, αποδεικνύεται, είναι το τέταρτο καλώδιο που θα τεντωθεί επίσης δίπλα στα καλώδια τριών φάσεων (και ένα πέμπτο καλώδιο θα τεντωθεί επίσης κοντά - αυτό είναι το "γείωση" , το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη γείωση του σώματος της συνδεδεμένης ηλεκτρικής συσκευής).
Αποδεικνύεται ότι θα υπάρχουν τώρα τέσσερα καλώδια που προέρχονται από τη γεννήτρια (συν το πέμπτο - "γείωση") και όχι τρία, όπως πριν.
Ας συνδέσουμε αυτά τα καλώδια σε κάποιο φορτίο (για παράδειγμα, σε κάποιο τριφασικό κινητήρα, που υπάρχει επίσης στο διαμέρισμά μας).
(στο παρακάτω σχήμα, η γεννήτρια φαίνεται στα αριστερά και ο τριφασικός κινητήρας βρίσκεται στα δεξιά, το σημείο G είναι το "ουδέτερο").
Στο φορτίο (στον κινητήρα), και τα τρία καλώδια φάσης συνδέονται επίσης σε ένα σημείο (μόνο όχι απευθείας, έτσι ώστε να μην υπάρχει βραχυκύκλωμα, αλλά μέσω κάποιων μεγάλων αντιστάσεων) και προκύπτει ένα άλλο τέτοιο «είδος ουδέτερου» ( σημείο Μ στο σχήμα).
Τώρα ας συνδέσουμε το τέταρτο καλώδιο (γίνεται "ουδέτερο"· το σημείο G στο σχήμα) με αυτό το δεύτερο "σαν ουδέτερο" (σημείο M στο σχήμα) και παίρνουμε το λεγόμενο "ουδέτερο καλώδιο" (πηγαίνοντας από το σημείο Ζ στο σημείο Μ).
Γιατί χρειάζεται αυτό το «μηδενικό» καλώδιο;
Θα ήταν δυνατό, όπως πριν, να μην ενοχλείτε και απλά να συνδέσετε μια από τις φάσεις σε έναν πείρο του βύσματος του βραστήρα και να συνδέσετε τον άλλο πείρο του βύσματος του βραστήρα στο έδαφος, όπως κάναμε πριν, και ο βραστήρας θα λειτουργούσε κανονικά.
Σε γενικές γραμμές, όπως καταλαβαίνω, αυτό έκαναν στα παλιά σοβιετικά σπίτια: εκεί, μόνο δύο καλώδια εισέρχονται στο σπίτι από τον υποσταθμό - ένα καλώδιο φάσης και ένα καλώδιο γείωσης.
Σε νέα σπίτια (νέα κτίρια), τα διαμερίσματα έχουν ήδη τρία καλώδια: φάση, γείωση και αυτό το «μηδέν». Αυτή είναι μια πιο προοδευτική επιλογή. Αυτό είναι ένα ευρωπαϊκό πρότυπο.
Και είναι σωστό να συνδέσετε τη φάση στο μηδέν και να αφήσετε τη γείωση ήσυχη, δίνοντάς της μόνο το ρόλο προστασίας από ηλεκτροπληξία (αυτή είναι ακριβώς η έννοια της λέξης "γείωση" και δεν πρέπει να έχει καμία σχέση με την τρέχουσα κατανάλωση στην πρίζα).
Γιατί αν όλοι στείλουν ρεύμα στο έδαφος, τότε η ίδια η γείωση θα γίνει επικίνδυνη - θα γίνει παράλογη, όλη η έννοια της γείωσης θα ανατραπεί.
Τώρα λίγα μαθηματικά, για όσους ξέρουν να τα υπολογίζουν και για όσους δεν έχουν κουραστεί ακόμα: ας προσπαθήσουμε να υπολογίσουμε την τάση μεταξύ της φάσης και του "ουδέτερου" (η ίδια όπως μεταξύ της φάσης και του "μηδέν").
(εδώ είναι άλλος ένας σύνδεσμος με υπολογισμούς αν κάποιος θέλει να ασχοληθεί με αυτό)
Αφήστε το πλάτος τάσης μεταξύ κάθε φάσης και του "ουδέτερου" να είναι ίσο με U (η ίδια η τάση είναι μεταβλητή και μεταπηδά κατά μήκος της ημιτονικής γραμμής από το μείον πλάτος στο συν πλάτος).
Τότε η τάση μεταξύ των δύο φάσεων είναι:
U sin(a) - U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
Δηλαδή, η τάση μεταξύ των δύο φάσεων είναι √3 ("τετραγωνική ρίζα των τριών") φορές μεγαλύτερη από την τάση μεταξύ της φάσης και της "ουδέτερης".
Δεδομένου ότι το τριφασικό μας ρεύμα στον υποσταθμό έχει τάση 380 Volt μεταξύ των φάσεων, η τάση μεταξύ φάσης και μηδέν είναι ίση με 220 Volt.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρειάζεται το "μηδέν" - για να έχετε πάντα, υπό οποιεσδήποτε συνθήκες, υπό οποιαδήποτε φορτία στο δίκτυο, τάση 220 Volt - ούτε περισσότερο, ούτε λιγότερο. Είναι πάντα σταθερό, πάντα 220 Volt, και να είστε σίγουροι ότι όσο όλος ο ηλεκτρικός εξοπλισμός του σπιτιού είναι σωστά συνδεδεμένος, τίποτα δεν θα καεί.
Εάν δεν υπήρχε ουδέτερο καλώδιο, τότε με διαφορετικά φορτία σε καθεμία από τις φάσεις, θα προέκυπτε μια λεγόμενη "ανισορροπία φάσης" και κάτι θα μπορούσε να καεί στο διαμέρισμα κάποιου (ίσως και με την κυριολεκτική έννοια της λέξης, προκαλώντας πυρκαγιά ). Για παράδειγμα, η μόνωση της καλωδίωσης θα μπορούσε απλώς να πάρει φωτιά εάν δεν είναι πυρίμαχη.
Μέχρι τώρα, για λόγους απλότητας, εξετάσαμε την περίπτωση μιας φανταστικής τριφασικής γεννήτριας που στέκεται ακριβώς στο διαμέρισμα.
Δεδομένου ότι η απόσταση από το διαμέρισμα στον υποσταθμό της αυλής είναι μικρή και δεν χρειάζεται να κάνετε οικονομία σε καλώδια, είναι δυνατό (και απαραίτητο, είναι επίσης πιο βολικό) να μετακινήσετε αυτήν τη φανταστική τριφασική γεννήτρια από το διαμέρισμα στον υποσταθμό .
Διανοητικά μεταφέρθηκε.
Τώρα ας ασχοληθούμε με τη φανταστική φύση της γεννήτριας. Είναι σαφές ότι η πραγματική γεννήτρια δεν βρίσκεται στον υποσταθμό, αλλά κάπου μακριά, στον Υδροηλεκτρικό Σταθμό, έξω από την πόλη. Μπορούμε σε έναν υποσταθμό, έχοντας τρία καλώδια εισερχόμενης φάσης από τα καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος, να τα συνδέσουμε με κάποιο τρόπο ώστε όλα να είναι ίδια σαν να στεκόταν η γεννήτρια ακριβώς σε αυτόν τον υποσταθμό; Μπορούμε, και ιδού πώς.
Στον υποσταθμό αυλής, η τριφασική τάση που προέρχεται από τη γραμμή ρεύματος μειώνεται από έναν λεγόμενο «τριφασικό» μετασχηματιστή στα 380 Volt σε κάθε φάση.
Ένας τριφασικός μετασχηματιστής είναι, στην απλούστερη περίπτωση, μόνο τρεις πιο συνηθισμένοι μετασχηματιστές: ένας για κάθε φάση
Στην πραγματικότητα, ο σχεδιασμός του βελτιώθηκε ελαφρώς, αλλά η αρχή λειτουργίας παρέμεινε η ίδια:
Υπάρχουν μικρά και όχι πολύ ισχυρά, αλλά υπάρχουν μεγάλα και ισχυρά:
Έτσι, τα καλώδια εισερχόμενης φάσης από τις γραμμές τροφοδοσίας δεν συνδέονται απευθείας και εισάγονται στο σπίτι, αλλά πηγαίνουν σε αυτόν τον τεράστιο τριφασικό μετασχηματιστή (κάθε φάση στο δικό του πηνίο), από τον οποίο, με τρόπο «ανέπαφο» μέσω ηλεκτρομαγνητικού επαγωγή, μεταδίδουν ηλεκτρική ενέργεια σε τρία πηνία εξόδου, από τα οποία περνάει μέσω καλωδίων σε ένα κτίριο κατοικιών.
Δεδομένου ότι στην έξοδο ενός τριφασικού μετασχηματιστή υπάρχουν οι ίδιες τρεις φάσεις που βγήκαν από την τριφασική γεννήτρια στο εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής, εδώ μπορεί κανείς να συνδέσει το ένα άκρο (συμβατικά, "αριστερά") αυτών των τριών πηνίων εξόδου του μετασχηματιστή μεταξύ τους με τον ίδιο τρόπο για να αποκτήσετε ένα "ουδέτερο" "στον υποσταθμό μου. Και από το ουδέτερο - φέρτε το τέταρτο "ουδέτερο καλώδιο" στο κτίριο κατοικιών, μαζί με τρία καλώδια φάσης (που προέρχονται από τα υπό όρους "δεξιά" άκρα αυτών των τριών πηνίων εξόδου του μετασχηματιστή). Και επίσης προσθέστε ένα πέμπτο καλώδιο - γείωση.
Έτσι, τρεις «φάσεις», «μηδέν» και «γείωση» τελικά βγαίνουν από τον υποσταθμό (πέντε καλώδια συνολικά) και στη συνέχεια διανέμονται σε κάθε είσοδο (για παράδειγμα, μπορείτε να διανείμετε μια φάση σε κάθε είσοδο - αυτό έχει ως αποτέλεσμα τρία καλώδια που εισέρχονται σε κάθε είσοδο: μία φάση, μηδέν και γείωση), σε κάθε προσγείωση, σε πίνακες διανομής ηλεκτρικού ρεύματος (όπου βρίσκονται οι μετρητές).
Έτσι, πήραμε και τα τρία καλώδια που βγαίνουν από τον υποσταθμό: "φάση", "μηδέν" (μερικές φορές το "μηδέν" ονομάζεται επίσης "ουδέτερο") και "γείωση".
"φάση" είναι οποιαδήποτε από τις φάσεις ενός τριφασικού ρεύματος (ήδη μειωθεί στα 380 Volt μεταξύ των φάσεων στον υποσταθμό· μεταξύ φάσης και μηδέν θα είναι ακριβώς 220 Volt).
"μηδέν" είναι το καλώδιο από το "ουδέτερο" στον υποσταθμό.
Το "γείωση" είναι απλώς ένα καλώδιο από μια καλή, σωστή γείωση (για παράδειγμα, συγκολλημένο σε ένα μακρύ σωλήνα με πολύ χαμηλή αντίσταση, που οδηγείται βαθιά στο έδαφος δίπλα στον υποσταθμό).
Μέσα στην είσοδο, το καλώδιο φάσης χωρίζεται σε όλα τα διαμερίσματα σύμφωνα με ένα σχέδιο παράλληλης σύνδεσης (το ίδιο γίνεται με το ουδέτερο καλώδιο και το καλώδιο γείωσης).
Αντίστοιχα, το ρεύμα θα διαιρείται μεταξύ των διαμερισμάτων σύμφωνα με τον κανόνα παράλληλου ρεύματος: η τάση σε κάθε διαμέρισμα θα είναι η ίδια και η ισχύς του ρεύματος θα είναι μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερο είναι το συνδεδεμένο φορτίο σε κάθε διαμέρισμα.
Δηλαδή, το ρεύμα θα πάει σε κάθε διαμέρισμα «ανάλογα με τις ανάγκες του κάθε ατόμου» (και θα περάσει από το μετρητή διαμερισμάτων, που θα τα μετρήσει όλα).
Τι μπορεί να συμβεί αν όλοι ανάψουν τις θερμάστρες ένα χειμωνιάτικο απόγευμα;
Η κατανάλωση ρεύματος θα αυξηθεί απότομα, το ρεύμα στα καλώδια της γραμμής ρεύματος μπορεί να υπερβεί τα επιτρεπόμενα υπολογισμένα όρια και ένα από τα καλώδια μπορεί να καεί (το καλώδιο θερμαίνεται όσο περισσότερο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίστασή του και τόσο μεγαλύτερο το ρεύμα που ρέει σε αυτό , και παλεύει ενάντια σε αυτήν την αντίσταση), ή ο ίδιος ο υποσταθμός απλά θα καεί (όχι αυτός στην αυλή του σπιτιού, αλλά ένας από τους κύριους υποσταθμούς της πόλης, ο οποίος μπορεί να αφήσει εκατοντάδες σπίτια χωρίς ρεύμα, μέρος της πόλης μπορεί να καθίσει για αρκετές ημέρες χωρίς φως και χωρίς δυνατότητα μαγειρέματος φαγητού).
Εάν κάποιος άλλος εξακολουθεί να έχει μια ερώτηση: γιατί να τραβήξετε και τα τρία καλώδια στο σπίτι εάν μπορούσατε να τραβήξετε μόνο δύο - φάσεις και μηδέν ή φάση και γείωση;
Μόνο η φάση και η γείωση δεν θα μπορούν να τραβηχτούν (στη γενική περίπτωση).
Παραπάνω, υπολογίσαμε ότι η τάση μεταξύ φάσης και μηδέν είναι πάντα ίση με 220 Volt.
Αλλά ποια είναι η τάση μεταξύ φάσης και γείωσης δεν είναι γεγονός.
Εάν το φορτίο και στις τρεις φάσεις ήταν πάντα ίσο (δείτε το διάγραμμα «αστέρι» όταν το εξήγησα παραπάνω), τότε η τάση μεταξύ της φάσης και της γείωσης θα ήταν πάντα 220 Volt (ακριβώς μια τέτοια σύμπτωση).
Εάν σε οποιαδήποτε από τις φάσεις το φορτίο είναι σημαντικά μεγαλύτερο από το φορτίο σε άλλες φάσεις (ας πούμε, κάποιος ανάβει μια μηχανή σούπερ συγκόλλησης), τότε θα προκύψει μια "ανισορροπία φάσης" και σε φάσεις με ελαφρά φορτία η τάση σε σχέση με τη γείωση μπορεί να άλμα μέχρι τα 380 Volt.
Φυσικά, ο εξοπλισμός (χωρίς "ασφάλειες") καίγεται σε αυτήν την περίπτωση και τα απροστάτευτα καλώδια μπορούν επίσης να πιάσουν φωτιά, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιά στο διαμέρισμα.
Ακριβώς η ίδια ανισορροπία φάσης θα προκύψει εάν το καλώδιο "μηδέν" σπάσει ή ακόμα και απλά καεί στον υποσταθμό, εάν ρέει πολύ ρεύμα μέσω του ουδέτερου καλωδίου (όσο μεγαλύτερη είναι η "ανισορροπία φάσης", τόσο ισχυρότερο το ρεύμα ρέει μέσω του μηδενός σύρμα).
Επομένως, ένα μηδέν πρέπει να χρησιμοποιείται σε ένα οικιακό δίκτυο και το μηδέν δεν μπορεί να αντικατασταθεί με γείωση.
Θυμάμαι όταν ο πατέρας μου έκανε την καλωδίωση στο διαμέρισμά του σε ένα νέο κτίριο στη Μόσχα, και είδε το καλώδιο γείωσης που του γνώριζε από τη σοβιετική του νεολαία, και μετά είδε το μηδενικό καλώδιο που του ήταν άγνωστο, χωρίς να το σκεφτεί δύο φορές, απλά δάγκωσε από το μηδέν σύρμα με συρματοκόπτες, λέγοντας ότι «α Δεν χρειάζεται»...
Τότε γιατί χρειαζόμαστε ένα καλώδιο γείωσης στο σπίτι;
Για να «γειωθούν» τα περιβλήματα των ηλεκτρικών συσκευών (υπολογιστές, βραστήρες, πλυντήρια ρούχων και πλυντήρια πιάτων), ώστε να μην προκαλούν ηλεκτροπληξία κατά την επαφή.
Οι συσκευές επίσης μερικές φορές χαλάνε.
Τι συμβαίνει εάν ένα καλώδιο φάσης, κάπου μέσα στη συσκευή, πέσει και πέσει πάνω στο σώμα της συσκευής;
Εάν έχετε γειώσει το σώμα της συσκευής εκ των προτέρων, τότε θα προκύψει "ρεύμα διαρροής" (θα προκύψει βραχυκύκλωμα της φάσης προς τη γείωση, με αποτέλεσμα να πέσει το ρεύμα στο καλώδιο της κύριας φάσης μηδέν, επειδή σχεδόν όλη η ηλεκτρική ενέργεια θα ρέει κατά μήκος της διαδρομής μικρότερης αντίστασης - κατά μήκος του δημιουργημένου βραχυκυκλώματος της φάσης προς τη γείωση ).
Αυτό το ρεύμα διαρροής θα γίνει αμέσως αντιληπτό είτε από την «αυτόματη συσκευή» που βρίσκεται στον πίνακα, είτε από τη «Συσκευή υπολειπόμενου ρεύματος» (RCD), που βρίσκεται επίσης στον πίνακα, και θα ανοίξει αμέσως το κύκλωμα.
Γιατί δεν αρκεί ένα συνηθισμένο "αυτόματο μηχάνημα" και γιατί εγκαθιστούν ένα RCD; Επειδή το "αυτόματο" και το RCD έχουν διαφορετικές αρχές λειτουργίας (και επίσης, το "αυτόματο" ταξιδεύει πολύ αργότερα από το RCD).
Το RCD παρακολουθεί το ρεύμα που εισέρχεται στο διαμέρισμα (φάση) και το ρεύμα που προέρχεται από το διαμέρισμα (μηδέν) και ανοίγει το κύκλωμα εάν αυτά τα ρεύματα δεν είναι τα ίδια (ενώ η "μηχανή" μετρά μόνο την ένταση ρεύματος στη φάση και ανοίγει το κύκλωμα αν το ρεύμα είναι στη φάση υπερβαίνει το επιτρεπόμενο όριο).
Η αρχή λειτουργίας ενός RCD είναι πολύ απλή και λογική: εάν το εισερχόμενο ρεύμα δεν είναι ίσο με το εξερχόμενο ρεύμα, τότε σημαίνει ότι υπάρχει κάπου "διαρροή": κάπου μια φάση έχει κάποιο είδος επαφής με το έδαφος, το οποίο σύμφωνα με στους κανόνες δεν πρέπει να συμβεί.
Το RCD μετρά τη διαφορά μεταξύ του ρεύματος φάσης και του μηδενικού ρεύματος. Εάν αυτή η διαφορά υπερβαίνει αρκετές δεκάδες χιλιοστά αμπέρ, τότε το RCD σκοντάφτει αμέσως και σβήνει την ηλεκτρική ενέργεια στο διαμέρισμα, ώστε να μην τραυματιστεί κανείς αγγίζοντας τη σπασμένη συσκευή.
Εάν δεν υπήρχε RCD στον πίνακα και το προαναφερθέν καλώδιο φάσης μέσα στη θήκη, ας πούμε, ενός υπολογιστή, θα έπεφτε και θα βραχυκύκλωνε στη γειωμένη θήκη του υπολογιστή και θα βρισκόταν τόσο απαρατήρητο, και μετά, μετά από μερικές μέρες, ένα άτομο στεκόταν κοντά και μιλούσε στο τηλέφωνο, ακουμπώντας με το ένα χέρι στην θήκη του υπολογιστή και με το άλλο χέρι, ας πούμε, στο καλοριφέρ (που είναι επίσης μια γιγάντια γη, αφού η το μήκος του δικτύου θέρμανσης είναι τεράστιο), τότε μαντέψτε τι θα είχε συμβεί σε αυτό το άτομο.
Και αν, για παράδειγμα, υπήρχε RCD, αλλά η θήκη του υπολογιστή δεν ήταν γειωμένη, τότε το RCD θα λειτουργούσε μόνο όταν ένα άτομο άγγιξε τη θήκη και την μπαταρία. Αλλά, τουλάχιστον, θα είχε λειτουργήσει αμέσως σε κάθε περίπτωση, σε αντίθεση με ένα «αυτόματο μηχάνημα», το οποίο θα είχε λειτουργήσει μόνο μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, αν και μικρό, αλλά όχι αμέσως, όπως ένα RCD, και μέχρι εκείνη τη στιγμή το άτομο θα μπορούσε ήδη να "τηγανιστεί" Φαίνεται, λοιπόν, ότι δεν υπάρχει ανάγκη γείωσης των περιβλημάτων των ηλεκτρικών συσκευών - το RCD, σε κάθε περίπτωση, θα λειτουργήσει "αμέσως" και θα ανοίξει το κύκλωμα. Θέλει όμως κανείς να δοκιμάσει την τύχη του για να δει εάν το RCD θα έχει χρόνο να λειτουργήσει αρκετά «στιγμιαία» και να απενεργοποιήσει το ρεύμα προτού αυτό το ρεύμα προκαλέσει σοβαρή βλάβη στο σώμα;
Άρα χρειάζεται και «γείωση» και πρέπει να εγκατασταθεί ένα RCD.
Επομένως, χρειάζονται και τα τρία καλώδια: "φάση", "μηδέν" και "γείωση".
Στο διαμέρισμα, κάθε πρίζα έχει τρία καλώδια "φάση", "μηδέν", "γείωση".
Για παράδειγμα, τρία από αυτά τα καλώδια βγαίνουν από τον πίνακα στην προσγείωση (μαζί με αυτά υπάρχει επίσης ένα τηλέφωνο, ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους για το Διαδίκτυο - όλα αυτά ονομάζονται "αδύναμο κύκλωμα" επειδή ρέουν μικρά, αβλαβή ρεύματα) , και πηγαίνετε στο διαμέρισμα.
Σε ένα διαμέρισμα, ένα εσωτερικό πάνελ διαμερίσματος κρέμεται στον τοίχο (σε μοντέρνα διαμερίσματα).
Εκεί, αυτά τα τρία καλώδια χωρίζονται και για κάθε «σημείο πρόσβασης» στην ηλεκτρική ενέργεια υπάρχει το δικό του ξεχωριστό «μηχάνημα», με την ένδειξη: «κουζίνα», «αίθουσα», «δωμάτιο», «πλυντήριο» και ούτω καθεξής.
(στην παρακάτω εικόνα: στην κορυφή υπάρχει ένα "γενικό" μηχάνημα, μετά από το οποίο υπάρχουν υπογεγραμμένα "μεμονωμένα" μηχανήματα, πράσινο καλώδιο - γείωση, μπλε - μηδέν, καφέ - φάση: αυτό είναι το πρότυπο για τον προσδιορισμό χρώματος των καλωδίων )
Από κάθε τέτοιο «ξεχωριστό» μηχάνημα, το δικό του, ξεχωριστό, τρία καλώδια πηγαίνουν ήδη στο «σημείο πρόσβασης»: τρία καλώδια στη σόμπα, τρία καλώδια στο πλυντήριο πιάτων, ένα τρία καλώδια σε όλες τις πρίζες του δωματίου, τρία καλώδια στο φωτισμό , και τα λοιπά..
Το πιο δημοφιλές τώρα είναι να συνδυάσετε το "κύριο" μηχάνημα και το RCD σε μία συσκευή (φαίνεται στα αριστερά στο παρακάτω σχήμα). Ο μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας τοποθετείται ανάμεσα στον «κύριο» γενικό διακόπτη κυκλώματος (που έχει επίσης ενσωματωμένο RCD) και στους υπόλοιπους, «ξεχωριστούς» διακόπτες κυκλώματος (μπλε - μηδέν, καφέ - φάση, πράσινο - γείωση: αυτό είναι το πρότυπο για ο χρωματικός χαρακτηρισμός των συρμάτων):
Φαίνεται ότι αυτό είναι όλο σε αυτό το θέμα προς το παρόν.
Για να μάθετε τι είναι η φάση και το μηδέν, ένας συνηθισμένος άνθρωπος δεν χρειάζεται να εμβαθύνει καθόλου στην ηλεκτρονική ζούγκλα. Υπάρχουν πολλά ζωντανά παραδείγματα γύρω μας από τα οποία μπορούμε ξεκάθαρα να ανακαλύψουμε μόνοι μας την ουσία αυτών των εννοιών. Ας εξετάσουμε το συνηθισμένο από αυτή την άποψη.
Κάθε πρίζα σε ιδιωτική κατοικία ή διαμέρισμα έχει εναλλασσόμενο ρεύμα. Επίσης, δύο ηλεκτρικά καλώδια, μηδέν και φάση, συνδέονται στην πρίζα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα παρέχεται μέσω ενός από αυτά, το οποίο ονομάζεται φάση.
Πώς να προσδιορίσετε τη φάση και το μηδέν
Μπορείτε να προσδιορίσετε ποιο από τα δύο καλώδια είναι φάση χρησιμοποιώντας ένα κατσαβίδι δείκτη. Εάν αγγίξετε, το φως που βρίσκεται στη λαβή του κατσαβιδιού θα ανάψει. Το υλικό για τη λαβή είναι ημιδιαφανές πλαστικό. Η συχνότητα λειτουργίας του καλωδίου φάσης στις περισσότερες περιπτώσεις είναι 50 hertz, δηλαδή, οι θετικές και οι αρνητικές τιμές αλλάζουν θέσεις 50 φορές μέσα σε ένα δευτερόλεπτο.
Το σύρμα, που ονομάζεται "μηδέν", δεν είναι ενεργό και χρησιμοποιείται ως σύρμα. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, ο ουδέτερος άγει ηλεκτρικό ρεύμα. Το καλώδιο φάσης δεν πρέπει να αγγίζεται σε καμία περίπτωση, ενώ το ουδέτερο καλώδιο μπορεί να αγγιχτεί εντελώς ελεύθερα.
Τα συνδεδεμένα καλώδια έχουν διαφορετικά χρώματα. Το μηδέν, κατά κανόνα, έχει μπλε ή μπλε χρώμα. Η φάση έχει το δικό της χρώμα γιατί ενεργοποιείται και εγκυμονεί σοβαρό κίνδυνο. Ο θάνατος μπορεί να συμβεί σε τάση λίγο πάνω από 50 βολτ και στις πρίζες υπάρχουν γενικά 220 βολτ εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος.
Σύγχρονες ευρωπαϊκές πρίζες
Η σύνδεση δύο καλωδίων σε μια πρίζα χρησιμοποιήθηκε πριν - περίπου πριν από 10-15 χρόνια. Στις μέρες μας χρησιμοποιούνται πρίζες που κατασκευάζονται σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα. Όταν ανοίγετε μια τέτοια πρίζα, μπορείτε να δείτε όχι δύο, αλλά τρία καλώδια μέσα. Η πρώτη από αυτές, η πρώτη φάση, που ενεργοποιείται, έχει οποιοδήποτε χρώμα εκτός από το μπλε. Χρησιμοποιείται μπλε ή κυανός χρωματισμός για 
μηδενικός αγωγός εργασίας. Το τρίτο σύρμα, βαμμένο κιτρινοπράσινο, ονομάζεται προστατευτικό ουδέτερο.
Στις ευρωπαϊκές πρίζες, ο αγωγός φάσης βρίσκεται στα δεξιά, και αν είναι σε διακόπτες, τότε στην κορυφή. Ο προστατευτικός ουδέτερος αγωγός βρίσκεται στα αριστερά στις πρίζες και στο κάτω μέρος στους διακόπτες. Ο ρόλος των δύο πρώτων καλωδίων έχει ήδη αποσαφηνιστεί· μένει να απαντηθεί το ερώτημα: σε τι χρησιμεύει το τρίτο, προστατευτικό καλώδιο; Όταν ο εξοπλισμός που είναι συνδεδεμένος στην πρίζα είναι σε πλήρη λειτουργία, το μηδέν είναι ανενεργό. Η προστασία του εμφανίζεται κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος, όταν το ρεύμα εισέρχεται σε περιοχές που συνήθως δεν ενεργοποιούνται. Το προστατευτικό καλώδιο θα πάρει αυτό το ρεύμα και θα το ανακατευθύνει στο έδαφος ή στην πηγή. Δηλαδή, θα νιώσετε μόνο ένα ελαφρύ ηλεκτροπληξία.
Σε γενικές γραμμές, ανακαλύψαμε τι είναι η φάση και το μηδέν. Αυτές οι τιμές είναι βασικές για όλα τα ηλεκτρικά δίκτυα.
Οι αγωγοί μηδενικής προστασίας και μηδενικής εργασίας διαφέρουν ως προς τον σκοπό, τη μέθοδο σύνδεσης και το λειτουργικό φορτίο στα ηλεκτρικά δίκτυα.
Μηδενικός αγωγός εργασίας
Ο ουδέτερος αγωγός εργασίας είναι ένας αγωγός δικτύου που συνδέεται με τον σταθερά γειωμένο ουδέτερο ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων ή τον ουδέτερο ακροδέκτη ενός μονοφασικού μετασχηματιστή. Το ρεύμα φορτίου ρέει μέσω του ουδέτερου αγωγού εργασίας. Στο διάγραμμα, ο ουδέτερος αγωγός εργασίας υποδεικνύεται με το γράμμα "N".
Ουδέτερος προστατευτικός αγωγός
Στα διαγράμματα, ο ουδέτερος προστατευτικός αγωγός χαρακτηρίζεται με δύο λατινικά γράμματα "PE". Στην κανονική λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου, δεν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του ουδέτερου προστατευτικού αγωγού.
Στα διαγράμματα, τα γράμματα PE υποδεικνύουν όχι μόνο τον ουδέτερο προστατευτικό αγωγό, αλλά και όλους τους προστατευτικούς αγωγούς του δικτύου: αγωγοί γείωσης, προστατευτικός αγωγός στο σύστημα εξισορρόπησης δυναμικού, μεμονωμένοι πυρήνες σε καλώδια, χωριστά τοποθετημένοι αγωγοί και ζυγοί.
Διαχωρισμός προστατευτικών και μηδενικών εργασίας του ηλεκτρικού δικτύου
Σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο με σταθερά γειωμένο ουδέτερο TN, ο ουδέτερος αγωγός εργασίας N και ο προστατευτικός αγωγός PN, μέχρι ένα ορισμένο σημείο του ηλεκτρικού δικτύου, συνδυάζονται σε έναν αγωγό και αυτός ο αγωγός χαρακτηρίζεται με τα γράμματα PEN.
Ο διαχωρισμός του αγωγού PEN πραγματοποιείται συνήθως στον κύριο δίαυλο γείωσης GZSh, ο οποίος είναι εγκατεστημένος στην είσοδο της ηλεκτρικής εγκατάστασης) δίπλα στον κλάδο στο σπίτι (σε στύλο) ή στο σπίτι στη συσκευή διανομής εισόδου (ΧΕΝ).
Μηδενικοί προστατευτικοί και μηδενικοί αγωγοί εργασίας - συμπεράσματα
- Ο αγωγός μηδενικής λειτουργίας (ουδέτερος), μαζί με τον αγωγό φάσης, συμμετέχει στην τροφοδοσία των συσκευών. Ένα λειτουργικό ρεύμα ρέει μέσα από αυτό.
- Ο ουδέτερος προστατευτικός αγωγός δεν συμμετέχει στην παροχή ρεύματος και προορίζεται για προστασία από έμμεση επαφή σε δίκτυα με σταθερά γειωμένο ουδέτερο.
Οι αρχάριοι ηλεκτρολόγοι έχουν συχνά μια ερώτηση: "Ποιο καλώδιο είναι το ουδέτερο καλώδιο στο οικιακό σύστημα τροφοδοσίας;" Για να απαντήσετε σε αυτήν την ερώτηση, θα πρέπει να γνωρίζετε ότι το ουδέτερο καλώδιο είναι απαραίτητο για να αποφευχθεί η "ανισορροπία φάσης". Οι ειδικοί προσπαθούν να επιτύχουν ομοιόμορφο φορτίο κατά την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές. Για να εξηγήσουμε με σαφήνεια αυτό το φαινόμενο, ας πάρουμε ως παράδειγμα μια πολυκατοικία, όπου ίσος αριθμός διαμερισμάτων συνδέονται με μία από τις τρεις φάσεις. Ωστόσο, η άνιση κατανάλωση σε αυτή την περίπτωση εξακολουθεί να παραμένει. Εξάλλου, οι άνθρωποι σε κάθε διαμέρισμα χρησιμοποιούν διαφορετικές ηλεκτρικές συσκευές σε διαφορετικές ώρες της ημέρας και της νύχτας.
Η αρχή λειτουργίας του ουδέτερου σύρματος
Η ηλεκτρική ενέργεια έρχεται στους καταναλωτές από έναν μετασχηματιστή τάσης, ο οποίος είναι ικανός να μετατρέψει την τάση ενός βιομηχανικού δικτύου στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή, ο οποίος είναι συνδεδεμένος σε ένα κύκλωμα αστέρι, δηλαδή τρία καλώδια συνδέονται σε ένα σημείο μηδέν. Το δεύτερο άκρο των καλωδίων υψηλής τάσης συνδέεται με ακροδέκτες που ονομάζονται A, B και C.
Τα άκρα που συνδέονται μεταξύ τους στο σημείο μηδέν συνδέονται με τον βρόχο γείωσης στον υποσταθμό. Εκεί, το καλώδιο υψηλής τάσης μηδενικής αντίστασης χωρίζεται επίσης σε:
- (χρώμα κιτρινοπράσινο)
- μηδέν εργασίας (χρωματισμένο μπλε).
Το σύστημα τροφοδοσίας στα νέα κτίρια λειτουργεί σύμφωνα με το σχήμα που περιγράφεται παραπάνω. Ονομάζεται σύστημα TN-S. Οι ηλεκτρολόγοι παρέχουν 3 φάσεις, έναν αγωγό πολυαιθυλενίου και ένα ουδέτερο καλώδιο στα κτίρια.
Οι περισσότερες παλιές πολυκατοικίες δεν διαθέτουν αγωγό PE. Το σύστημα τροφοδοσίας αποτελείται από 4 καλώδια, ονομάζεται TN-C. Είναι ξεπερασμένο και θεωρείται μη ασφαλές. Σε αυτή την περίπτωση, το ουδέτερο καλώδιο γειώνεται στον πίνακα διανομής του σπιτιού.
Οι φάσεις και το μηδέν από τον μετασχηματιστή τάσης μεταφέρονται σε κατοικημένες εγκαταστάσεις με υπόγεια ή υπέργεια καλώδια υψηλής τάσης, συνδέοντάς τα στη συνέχεια με τον πίνακα εισόδου του σπιτιού. Αυτό δημιουργεί ένα τριφασικό σύστημα με τάση 380/220 βολτ. Από τον πίνακα εισόδου, οι ηλεκτρολόγοι δρομολογούν τα καλώδια στις εισόδους και τα διαμερίσματα. Η ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται στους καταναλωτές χρησιμοποιώντας καλώδια συνδεδεμένα σε μία από τις τρεις φάσεις με τάση δικτύου 220 βολτ. Επίσης, ένα προστατευτικό καλώδιο PE (μόνο όταν χρησιμοποιείται το νέο σύστημα TN-S) και ένα ουδέτερο καλώδιο είναι τοποθετημένα στον χώρο διαβίωσης.
Όταν συνδέονται καλώδια μηδενικής αντίστασης σε κάθε καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας, το ανομοιόμορφο φορτίο στο ηλεκτρικό δίκτυο πρακτικά εξαφανίζεται.
Γιατί χρειάζεται προστατευτικός αγωγός πολυαιθυλενίου;
Ένας προστατευτικός αγωγός ή PE είναι απαραίτητος για πρόσθετη προστασία του σπιτιού. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, εκτρέπει το ρεύμα από το σημείο όπου η καλωδίωση έχει υποστεί ζημιά, προστατεύοντας έτσι τους ανθρώπους από ηλεκτροπληξία και την ιδιοκτησία από φωτιά.
Σε ένα τέτοιο δίκτυο, το φορτίο κατανέμεται ομοιόμορφα, αφού κάθε όροφος μιας πολυκατοικίας καλωδιώνεται σε φάσεις.
Το ηλεκτρικό σύστημα που συνδέεται με τους χώρους διαμονής είναι ένα «αστέρι» που επαναλαμβάνει όλα τα διανυσματικά χαρακτηριστικά
Ένα τέτοιο σύστημα είναι αξιόπιστο και βέλτιστο, αλλά έχει και τα μειονεκτήματά του, καθώς εμφανίζονται περιοδικά δυσλειτουργίες. Τις περισσότερες φορές, οι διακοπές ρεύματος συνδέονται με καλώδια κακής ποιότητας, καθώς και συνδέσεις κακής ποιότητας.
Αιτίες θραύσης σε μηδέν και φάσεις
Εάν υπάρχει κακή επαφή μεταξύ των καλωδίων και αυξημένα φορτία στο σύστημα τροφοδοσίας, το δίκτυο διακόπτεται.
Εάν κάποιος από τους τρεις αγωγούς που τροφοδοτούν το σπίτι σπάσει, οι καταναλωτές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτό δεν θα λαμβάνουν ηλεκτρική ενέργεια. Ταυτόχρονα, άλλοι καταναλωτές που συνδέονται με τις υπόλοιπες δύο φάσεις λαμβάνουν ρεύμα στο ακέραιο. Το ρεύμα στο ουδέτερο καλώδιο αθροίζεται από τις φάσεις που παραμένουν σε κατάσταση λειτουργίας και θα είναι ίσο με αυτήν την τιμή.
Όλες οι διακοπές στο δίκτυο συνδέονται με διακοπή ρεύματος στα διαμερίσματα. Τέτοια ατυχήματα δεν μπορούν να βλάψουν ηλεκτρικές συσκευές. Επικίνδυνες καταστάσεις που απειλούν την πυρκαγιά σε εσωτερικούς χώρους και τη βλάβη του εξοπλισμού συμβαίνουν εάν η σύνδεση μεταξύ του μετασχηματιστή τάσης στον υποσταθμό και του πίνακα διανομής σπάσει. Αυτή η κατάσταση οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, αλλά η πιο πιθανή αιτία διακοπής ρεύματος οφείλεται σε σφάλμα του συνεργείου ηλεκτρολόγου.
Αιτίες βραχυκυκλώματος
Ένα βραχυκύκλωμα καθίσταται δυνατό όταν το ρεύμα δεν διέρχεται από το "μηδέν" στους βρόχους γείωσης A0, B0 και C0. Αντίθετα, τα ρεύματα κινούνται κατά μήκος των εξωτερικών κυκλωμάτων AB, BC και CA, τα οποία τροφοδοτούνται από τάση 360 βολτ. Έτσι, στο ένα πάνελ του διαμερίσματος μπορεί να υπάρχει πολύ μικρή τάση, αφού ο λιτός ένοικος έχει απενεργοποιήσει όλες τις ηλεκτρικές συσκευές, ενώ στον άλλο σχηματίζεται μια τάση που πλησιάζει τη γραμμική - 360 βολτ. Αυτό προκαλεί ζημιά στα καλώδια. Οι συσκευές, με τη σειρά τους, υπερθερμαίνονται ως αποτέλεσμα της παροχής ρευμάτων εκτός σχεδίου σε αυτές.
Για να αποφύγετε μια τέτοια κατάσταση και να προστατεύσετε από μια ξαφνική αύξηση της τάσης, υπάρχουν συσκευές προστασίας που είναι εγκατεστημένες μέσα σε πάνελ διαμερισμάτων. Τοποθετούνται επίσης στο περίβλημα ακριβών ηλεκτρικών συσκευών για την αποφυγή βλαβών, για παράδειγμα, σε ψυγεία και καταψύκτες.
Μέθοδος προσδιορισμού μηδέν και φάσης σε ένα σπίτι
Για να εντοπίσουν ένα σφάλμα στην ηλεκτρική καλωδίωση στο σπίτι, τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούν ένα οικονομικό κατσαβίδι με φωτεινή ένδειξη. Μια τέτοια συσκευή λειτουργεί λόγω της διέλευσης χωρητικού ρεύματος μέσα στο σώμα της. Το εσωτερικό μέρος μιας τέτοιας συσκευής είναι εξοπλισμένο με τα ακόλουθα εξαρτήματα:
- ένα γυμνό μεταλλικό άκρο, το οποίο χρησιμεύει για τη σύνδεσή του με έναν αγωγό φάσης ή ουδέτερο.
- μια αντίσταση που μειώνει το πλάτος του ρεύματος που διέρχεται από το κατσαβίδι σε μια ασφαλή τιμή.
- το οποίο ανάβει όταν το ρεύμα διαρρέει το μεταλλικό τμήμα της συσκευής. Ένας δείκτης καύσης υποδεικνύει την παρουσία ρεύματος στη φάση.
- μια πλατφόρμα μέσω της οποίας το ρεύμα διέρχεται από το ανθρώπινο σώμα και φτάνει στο δυναμικό γείωσης.
Οι έμπειροι ηλεκτρολόγοι αγοράζουν πιο λειτουργικές συσκευές για την αντιμετώπιση προβλημάτων, για παράδειγμα, μια πολυλειτουργική ηλεκτρονική ένδειξη με τη μορφή κατσαβιδιού, που τροφοδοτείται από δύο μπαταρίες, χάρη στις οποίες η συσκευή μπορεί να δημιουργήσει τάση 3 βολτ. Εκτός από την ανίχνευση φάσης, τέτοιες συσκευές εκτελούν και άλλες εργασίες.
Εάν ο λαμπτήρας ανάβει όταν η συσκευή έρχεται σε επαφή με ηλεκτρική επαφή, τότε έχει ανιχνευθεί φάση. Όταν η ένδειξη έρχεται σε επαφή με τους αγωγούς PE και N, η ενδεικτική λυχνία δεν πρέπει να ανάβει. Εάν δεν συμβαίνει αυτό, τότε το ηλεκτρικό κύκλωμα είναι ελαττωματικό.
Αιτίες ζημιάς στο μηδέν στο κύκλωμα
Η ζημιά στον ουδέτερο αγωγό συμβαίνει συνήθως σε μέρη όπου η σύνδεση δεν γίνεται σωστά. Εάν η αντίσταση στα σημεία σύνδεσης είναι αρκετά υψηλή, τα καλώδια θερμαίνονται. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η διασταύρωση οξειδώνεται, με αποτέλεσμα η αντίσταση να αυξάνεται ακόμη περισσότερο. Η καλωδίωση θερμαίνεται σε σημείο τήξης, με αποτέλεσμα η προβληματική σύνδεση να καταστραφεί εντελώς.
Πώς να αποφύγετε το βραχυκύκλωμα;
Για να διασφαλίσετε μια αξιόπιστη σύνδεση μεταλλικών συρμάτων, είναι απαραίτητο να αυξήσετε την περιοχή επαφής. Οι συνδέσεις μήκους 1 cm θα καούν μετά από ένα μήνα· εάν διπλασιάσετε το μήκος της συστροφής, η καλωδίωση θα διαρκέσει ένα χρόνο, αλλά εάν συνδέσετε τα καλώδια στρίβοντας με τέτοιο τρόπο ώστε το μήκος της επαφής να είναι 5 cm, τότε η ο μαέστρος θα δουλεύει για πολλά χρόνια. Για να κάνετε το σπίτι σας ακόμα πιο ασφαλές, πρέπει να τυλίξετε ένα γυμνό κομμάτι σύρμα γύρω από τον σύνδεσμο.
Σύγχρονα εργαλεία για τη σύνδεση επαφών
Η μέθοδος συστροφής για τη σύνδεση δύο αγώγιμων μερών είναι από καιρό ξεπερασμένη· οι ηλεκτρολόγοι χρησιμοποιούν πλέον εργαλεία σύνδεσης (PPE). Το σώμα ενός τέτοιου προϊόντος είναι κατασκευασμένο με τη μορφή καπακιού, το οποίο βιδώνει τα καλώδια το ένα πάνω στο άλλο, καθιστώντας τη σύνδεση πολύ αξιόπιστη.
Ακόμα πιο βολικό στη χρήση Απλώς τοποθετήστε τα άκρα των δύο καλωδίων που πρέπει να συνδεθούν μεταξύ τους σε ειδικές αυλακώσεις μέχρι να κάνουν κλικ. Μετά από αυτό, είναι αρκετά δύσκολο να αποσυνδέσετε τη σύνδεση.
Η γείωση είναι μια σκόπιμη ηλεκτρική σύνδεση ανοιχτών αγώγιμων στοιχείων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, που δεν βρίσκονται σε κανονική κατάσταση υπό τάση, με σταθερά γειωμένο ουδέτερο σημείο μετασχηματιστή ή γεννήτριας σε τριφασικά δίκτυα ισχύος. με γειωμένο σημείο πηγής σε δίκτυα συνεχούς ρεύματος. με σταθερά γειωμένη έξοδο μονοφασικής πηγής ηλεκτρικού ρεύματος. Ο σκοπός της γείωσης είναι η διασφάλιση της ηλεκτρικής ασφάλειας.
Η γείωση είναι διαφορετική από τη γείωσηεπειδή έχει σχεδιαστεί για εφέ βραχυκυκλώματος. Εάν η κατανομή των φορτίων στην παραγωγή είναι περισσότερο ή λιγότερο ομοιόμορφη και ο ουδέτερος αγωγός εκτελεί κυρίως προστατευτικές λειτουργίες, τότε σε αυτή την περίπτωση το "μηδέν" προσκολλάται στο σώμα του ηλεκτροκινητήρα. Ένα βραχυκύκλωμα συμβαίνει όταν η τάση από μία από τις φάσεις φτάνει στο σώμα του ηλεκτροκινητήρα.
Σε αυτήν την περίπτωση, ένα difavtomat ή ένας κανονικός διακόπτης κυκλώματος ενεργοποιείται για να σβήσει. Να σημειωθεί επίσης ότι μέσω της χρήσης μεταλλικού διαύλου γείωσης συνδέονται μεταξύ τους όλες οι βιομηχανικές ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις, οι οποίες συνδέονται με το κοινό κύκλωμα γείωσης ολόκληρου του κτιρίου.
Πώς να γειώσετε τον ηλεκτρικό εξοπλισμό
Στη συνέχεια, θα μιλήσουμε για το από πού προέρχεται η προστατευτική γείωση στο σπίτι μας και θα εξετάσουμε τη διαδρομή της από τον υποσταθμό του μετασχηματιστή και εάν είναι ασφαλές να πραγματοποιηθεί γείωση στο διαμέρισμα. Αυτή η γείωση ξεκινά με ένα σταθερά γειωμένο ουδέτερο - συνδεδεμένο με τη συσκευή γείωσης του ουδέτερου του μετασχηματιστή ισχύος.
Ο ουδέτερος, μαζί με την τριφασική γραμμή, εισέρχεται πρώτα στο ερμάριο εισόδου. Από εκεί διανέμεται στους ηλεκτρικούς πίνακες που βρίσκονται στους ορόφους.
Από αυτό λαμβάνεται το μηδέν εργασίας, το οποίο μαζί με τη φάση σχηματίζει την τάση φάσης που μας είναι γνωστή. Η ονομασία «εργατικό μηδέν» οφείλεται στο γεγονός ότι χρησιμοποιείται για τη λειτουργία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων ή ηλεκτρικών συσκευών.
Ένα προστατευτικό ξεχωριστό μηδέν που λαμβάνεται από τον ηλεκτρικό πίνακα, το οποίο έχει ηλεκτρική σύνδεση με σταθερά γειωμένο ουδέτερο, και σχηματίζεται προστατευτικό έδαφος. Είναι επιτακτική ανάγκη να γνωρίζουμε τι υπάρχει στο κύκλωμα προστατευτικοί ουδέτεροι αγωγοίΔεν πρέπει να υπάρχουν συσκευές μεταγωγής (αυτόματες μηχανές, διακόπτες κ.λπ.), καθώς και ασφάλειες.
Πεδίο εφαρμογής προστατευτικής γείωσης
Χρησιμοποιείται προστατευτική γείωσησε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάση έως 1 kV:
- - σε δίκτυα συνεχούς ρεύματος με γειωμένο μέσο της πηγής.
- - σε μονοφασικά ηλεκτρικά δίκτυα AC με γειωμένο τερματικό.
- - σε τριφασικά δίκτυα εναλλασσόμενου ρεύματος με γειωμένο μηδέν (σύστημα TN – S, κατά κανόνα, αυτά είναι δίκτυα 660/380, 380/220, 220/127 V).
Ο σχηματισμός μονοφασικού κυκλώματος ρεύματος βραχυκυκλώματος (δηλαδή βραχυκυκλώματος μεταξύ του ουδέτερου και του προστατευτικού αγωγού φάσης) συμβαίνει σε περίπτωση βραχυκύκλωσης καλωδίου φάσης σε γειωμένο περίβλημα του ηλεκτρικού καταναλωτή. Η κατεστραμμένη ηλεκτρική εγκατάσταση αποσυνδέεται από το δίκτυο τροφοδοσίας λόγω ενεργοποίησης προστασίας που προκαλείται από μονοφασικό ρεύμα βραχυκυκλώματος.
Για να αποσυνδέσετε γρήγορα την ηλεκτρική εγκατάσταση που βρίσκεται, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διακόπτες κυκλώματος και ασφάλειες που είναι εγκατεστημένες για προστασία από ρεύματα βραχυκυκλώματος. Επίσης για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται μαγνητικές μίζες με ενσωματωμένη θερμική προστασία, επαφές με θερμικά ρελέ που παρέχουν προστασία υπερφόρτωσης κ.λπ.
Αρχή λειτουργίας προστατευτικής γείωσης
Ένα βραχυκύκλωμα προκύπτει όταν ένα καλώδιο φάσης (τάση) έρχεται σε επαφή με το μεταλλικό σώμα της συσκευής που είναι συνδεδεμένη στον ουδέτερο αγωγό. Σε αυτή την περίπτωση, καταγράφεται αύξηση της ισχύος ρεύματος στο κύκλωμα σε τεράστιες τιμές, με αποτέλεσμα να ενεργοποιούνται προστατευτικές συσκευές, οι οποίες απενεργοποιούν τη γραμμή που τροφοδοτεί την ελαττωματική συσκευή.
Ο χρόνος αυτόματης απενεργοποίησης μιας κατεστραμμένης γραμμής ρεύματος για τάση φάσης του δικτύου 380/220 V, σύμφωνα με το PUE, δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,4 δευτερόλεπτα.
Για τη γείωση, χρησιμοποιούνται ειδικά σχεδιασμένοι αγωγοί, για παράδειγμα, ο τρίτος πυρήνας ενός καλωδίου ή σύρματος στην περίπτωση μονοφασικής καλωδίωσης.
Ο βρόχος "φάση μηδέν" πρέπει να έχει μικρή αντίσταση, γιατί μόνο σε αυτήν την περίπτωση η προστατευτική συσκευή απενεργοποιείται εντός του χρόνου που καθορίζεται από τους κανόνες. Επομένως, αποτελεσματική γείωση μπορεί να επιτευχθεί μόνο με υψηλή ποιότητα όλων των συνδέσεων και εγκατάστασης δικτύου.
Η γείωση σάς επιτρέπει να εξασφαλίσετε όχι μόνο μια γρήγορη αποσύνδεση της ελαττωματικής γραμμής από την ηλεκτρική ενέργεια, αλλά και, χάρη στη γείωση του ουδέτερου, μια χαμηλή τάση αφής στο σώμα της ηλεκτρικής συσκευής. Χάρη σε αυτό, εξαλείφεται η πιθανότητα ηλεκτροπληξίας στο ανθρώπινο σώμα. Ένας γειωμένος ουδέτερος οδηγεί στην κλήση γείωσης ενός συγκεκριμένου τύπου γείωσης.
Ως βάση λοιπόν αρχή λειτουργίας της προστατευτικής γείωσηςεμφανίζεται η μετατροπή ενός βραχυκυκλώματος στο περίβλημα σε μονοφασικό βραχυκύκλωμα. να καλέσει προστασία υψηλού ρεύματος που ενεργοποιεί, απώτερος στόχος της οποίας είναι η αποσύνδεση της κατεστραμμένης ηλεκτρικής εγκατάστασης από το δίκτυο.
Γιατί είναι επικίνδυνο το μηδενισμό σε ένα διαμέρισμα;
Η γείωση διαφέρει σημαντικά από τη γείωση. Ας προσπαθήσουμε να δούμε αυτή τη διαφορά με περισσότερες λεπτομέρειες. Σύμφωνα με το PUE, η χρήση τέτοιας σκόπιμης προστασίας όπως ο μηδενισμός σε επίπεδο νοικοκυριού απαγορεύεται λόγω της ανασφάλειάς της.
Όμως, παρά το γεγονός ότι ένα τέτοιο σύστημα πρέπει να εφαρμόζεται μόνο στη βιομηχανική παραγωγή, πολλοί άνθρωποι το εγκαθιστούν στα διαμερίσματά τους. Καταφεύγουν σε αυτήν την λιγότερο από τέλεια άμυνα, ιδίως λόγω της έλλειψης άλλης επιλογής ή λόγω έλλειψης γνώσεων σε αυτόν τον τομέα.
Πράγματι, μπορεί να γίνει, αλλά οι συνέπειες αυτού θα απέχουν πολύ από τις καλύτερες. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας παραδείγματα, θα εξετάσουμε ορισμένες καταστάσεις που μπορεί να προκύψουν εάν γίνει γείωση σε ένα διαμέρισμα.
1) Γείωση σε πρίζες
Μερικές φορές προτείνεται η «γείωση» των ηλεκτρικών συσκευών πηδώντας τον ακροδέκτη μηδενικής λειτουργίας στην πρίζα σε μια προστατευτική επαφή. Αυτή η μέθοδος "γείωσης" δεν συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις της ρήτρας 1.7.132 του PUE, επειδή συνεπάγεται τη χρήση του ουδέτερου αγωγού ενός δικτύου δύο καλωδίων ως προστατευτικό και λειτουργικό μηδέν ταυτόχρονα.
Επιπλέον, στην είσοδο του διαμερίσματος υπάρχει συνήθως μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για μεταγωγή τόσο φάσης όσο και μηδέν, για παράδειγμα, συσκευαστής ή διπολική συσκευή. Αλλά απαγορεύεται η αλλαγή του ουδέτερου αγωγού, ο οποίος χρησιμοποιείται ως προστατευτικός αγωγός. Δηλαδή, ένας αγωγός του οποίου το κύκλωμα έχει διάταξη μεταγωγής δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτικός αγωγός.
Ο κίνδυνος "γείωσης" με ένα βραχυκυκλωτήρα σε μια πρίζα είναι ότι τα περιβλήματα των ηλεκτρικών συσκευών, εάν η ακεραιότητα του μηδενός σπάσει οπουδήποτε, θα είναι υπό τάση φάσης. Εάν σπάσει το ουδέτερο καλώδιο, διακόπτεται η λειτουργία του ηλεκτρικού δέκτη και τότε ένα τέτοιο καλώδιο εμφανίζεται απενεργοποιημένο, δηλαδή ασφαλές, γεγονός που, φυσικά, επιδεινώνει την κατάσταση.
Μπορεί κανείς μόνο να φανταστεί πόσο πρόβλημα θα προκαλούσε μια τέτοια πρίζα αν συνδεόταν ένα πλυντήριο ρούχων σε αυτήν. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να δείτε ένα βραχυκυκλωτήρα που συνδέει τη "μηδενική" επαφή με την προστατευτική. Και αν το "μηδέν" κάηκε, τότε ένα τέτοιο πλυντήριο θα μετατρεπόταν σε "δολοφόνο".
Εάν, ενώ ένα άτομο κάνει ντους, πέσει μηδενική "μύξα" στην πρίζα στην οποία είναι συνδεδεμένος ο λέβητας, ένα τέτοιο άτομο απλά θα υποστεί ηλεκτροπληξία. Επομένως, μια τέτοια γείωση σε ένα διαμέρισμα είναι εξαιρετικά επικίνδυνη και απαγορεύεται.
2) Η φάση και το μηδέν αντιστρέφονται
Εξετάζοντας το ακόλουθο παράδειγμα, μπορείτε να δείτε ξεκάθαρα τον πιο πιθανό κίνδυνο σε ένα ανυψωτικό δύο συρμάτων. Συχνά, κατά την εκτέλεση εργασιών επισκευής σε οικιακό ηλεκτρικό εξοπλισμό, το μηδέν "N" αντικαθίσταται κατά λάθος με τη φάση "L".
Οι πυρήνες των καλωδίων στον ηλεκτρικό πίνακα σε σπίτια με καλωδίωση δύο καλωδίων δεν έχουν διακριτικό χρώμα και όταν εκτελεί οποιαδήποτε εργασία στον πίνακα, οποιοσδήποτε ηλεκτρολόγος μπορεί να αλλάξει το μηδέν και τη φάση κατά τόπους - τα περιβλήματα των ηλεκτρικών συσκευών σε αυτό Η θήκη θα είναι επίσης υπό τάση φάσης.
Είναι επιτακτική ανάγκη να θυμάστε τον υψηλό κίνδυνο της παράστασης προστατευτική γείωση σε σύστημα δύο καλωδίων. Επομένως, σύμφωνα με τους κανόνες, αυτό απαγορεύεται!
3) Μηδενική εξουθένωση
Κάθε ηλεκτρολόγος γνωρίζει τι είναι η «μηδενική εξάντληση» ή η μηδενική διακοπή, αλλά δεν γνωρίζει κάθε καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας. Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε το νόημα αυτής της φράσης και να μάθουμε ποιος είναι ο κίνδυνος μηδενικής καύσης;
Πολύ συχνά, ένα διάλειμμα στο "μηδέν" καθορίζεται σε σπίτια με παλιά καλωδίωση, η βάση για το σχεδιασμό των οποίων ήταν ο υπολογισμός περίπου 2 kW ανά διαμέρισμα. Φυσικά, ο σημερινός εξοπλισμός διαμερισμάτων με κάθε είδους ηλεκτρικές συσκευές αυξάνει αυτά τα στοιχεία κατά μια τάξη μεγέθους.
Σε περίπτωση «μηδενικής» διακοπής, μπορεί να προκύψει ανισορροπία φάσης στον υποσταθμό μετασχηματιστή από τον οποίο τροφοδοτείται ένα πολυώροφο κτίριο, σε κοινό ηλεκτρικό πίνακα ή σε πίνακα στην προσγείωση αυτού του σπιτιού, σε μια γραμμή τροφοδοσίας που βρίσκεται μετά από αυτό το διάλειμμα. Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι ότι ένα μέρος των διαμερισμάτων λαμβάνει χαμηλή τάση και ένα άλλο μέρος λαμβάνει υψηλή τάση.
Η χαμηλή τάση είναι επικίνδυνη για ψυγεία, κλιματιστικά, split συστήματα, απορροφητήρες, ανεμιστήρες και άλλο εξοπλισμό με ηλεκτρικούς κινητήρες. Όσο για την αυξημένη τάση, οποιαδήποτε οικιακή συσκευή μπορεί να αποτύχει.
