Линейное и фазное напряжение: что это такое и чем они отличаются

Соотношение

Значение напряжения фазы равняется около 58% от мощности линейного аналога. То есть, при обычных эксплуатационных параметрах, линейное значение стабильно и превосходит фазное в 1,73 раза.

Оценка напряжения в сети трехфазного электрического тока, в основном производится по показателям его линейной составляющей. Для линий тока этого типа, подающегося с подстанций, оно, как правило, равняется 380 вольтам, и идентично фазному аналогу в 220 В.

В электросетях с четырьмя проводами, напряжение трехфазного тока маркируется обоими значениями – 380/220 В. Это обеспечивает возможность питания от такой сети устройств, как с однофазным потреблением электроэнергии 220 вольт, так и более мощных агрегатов, рассчитанных на ток 380 В.

Самой доступной и универсальной стала система трехфазного типа 380/220 В, имеющая нулевой провод, так называемое заземление. Электрические агрегаты, работающие на одной фазе 220 В., могут быть запитаны от линейного напряжения при подключении к любой паре фазных выводов.

Электрические агрегаты трехфазного питания работают только при подключении сразу к трем выводам разных фаз.

В этом случае, применение нулевого вывода в качестве заземления, не является обязательным, хотя в случае повреждения изоляции проводов, его отсутствие серьезно повышает вероятность удара током.

Чему равны значения фазных токов в схеме

Трехфазная цепь является частным случаем многофазных электрических систем, представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе относительно друг друга на определенный угол. Отметим, что обычно эти ЭДС, в первую очередь в силовой энергетике, синусоидальны. Однако, в современных электромеханических системах, где для управления исполнительными двигателями используются преобразователи частоты, система напряжений в общем случае является несинусоидальной. Каждую из частей многофазной системы, характеризующуюся одинаковым током, называют фазой,

т.е. фаза – это участок цепи, относящийся к соответствующей обмотке генератора или трансформатора, линии и нагрузке.

Таким образом, понятие «фаза» имеет в электротехнике два различных значения:

фаза как аргумент синусоидально изменяющейся величины;
фаза как составная часть многофазной электрической системы.

Разработка многофазных систем была обусловлена исторически. Исследования в данной области были вызваны требованиями развивающегося производства, а успехам в развитии многофазных систем способствовали открытия в физике электрических и магнитных явлений.

Важнейшей предпосылкой разработки многофазных электрических систем явилось открытие явления вращающегося магнитного поля (Г.Феррарис и Н.Тесла, 1888 г.). Первые электрические двигатели были двухфазными, но они имели невысокие рабочие характеристики. Наиболее рациональной и перспективной оказалась трехфазная система, основные преимущества которой будут рассмотрены далее. Большой вклад в разработку трехфазных систем внес выдающийся русский ученый-электротехник М.О.Доливо-Добровольский, создавший трехфазные асинхронные двигатели, трансформаторы, предложивший трех- и четырехпроводные цепи, в связи с чем по праву считающийся основоположником трехфазных систем.

Источником трехфазного напряжения является трехфазный генератор, на статоре которого (см. рис. 1) размещена трехфазная обмотка. Фазы этой обмотки располагаются таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве друг относительно друга на эл. рад. На рис. 1 каждая фаза статора условно показана в виде одного витка. Начала обмоток принято обозначать заглавными буквами А,В,С, а концы- соответственно прописными x,y,z. ЭДС в неподвижных обмотках статора индуцируются в результате пересечения их витков магнитным полем, создаваемым током обмотки возбуждения вращающегося ротора (на рис. 1 ротор условно изображен в виде постоянного магнита, что используется на практике при относительно небольших мощностях). При вращении ротора с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуцируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся вследствие пространственного сдвига друг от друга по фазе на рад. (см. рис. 2).

Трехфазные системы в настоящее время получили наибольшее распространение. На трехфазном токе работают все крупные электростанции и потребители, что связано с рядом преимуществ трехфазных цепей перед однофазными, важнейшими из которых являются:

— экономичность передачи электроэнергии на большие расстояния;

— самым надежным и экономичным, удовлетворяющим требованиям промышленного электропривода является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

— возможность получения с помощью неподвижных обмоток вращающегося магнитного поля, на чем основана работа синхронного и асинхронного двигателей, а также ряда других электротехнических устройств;

— уравновешенность симметричных трехфазных систем.

Для рассмотрения важнейшего свойства уравновешенности

трехфазной системы, которое будет доказано далее, введем понятие симметрии многофазной системы.

Система ЭДС (напряжений, токов и т.д.) называется симметричной,

если она состоит из m одинаковых по модулю векторов ЭДС (напряжений, токов и т.д.), сдвинутых по фазе друг относительно друга на одинаковый угол . В частности векторная диаграмма для симметричной системы ЭДС, соответствующей трехфазной системе синусоид на рис. 2, представлена на рис. 3.

Что такое фазное напряжение?

В трехфазных магистралях большинства государств размер напряжения равен 220 вольт. Фазный вольтаж измеряется в промежутке между фазами в начале и конце провода. Практически это величина посередине нулевого проводника и напряженного кабеля. При подсоединении по типу звезды значения линейных токов и фазного электричества не отличаются.

Симметричная система исключает присутствие нейтральной жилы, при несимметричном способе нулевой кабель поддерживает соразмерность с источником. Во втором варианте часто в цепь включаются приборы освещения, и требуется независимое функционирование 3 рабочих кабелей, тогда выводы приемника объединяются по типу треугольника.

Межфазное напряжение используется в многоквартирном секторе с магазинами или офисами на первых этажах. Так можно запитать торговые площадки силовыми кабелями в целях обеспечения 380 вольт. В высотках подключение обеспечивает лифты, эскалаторы, промышленные холодильники. Разводка выполняется относительно просто, учитывая, что в жилье идет ноль и жила под нагрузкой, а на общественные помещения ответвляются 3 рабочих кабеля и нейтральная жила.

Отличие трехфазного тока от однофазного состоит в том, что показатель сети — это линейная мощность, а параметры, имеющие отношение к нагрузке, представляют собой фазный вольтаж. От станции к потребителю проводится линия, включающая рабочие жилы и нулевой провод. Для снижения утечек при прохождении по цепи в начале и конце сети ставятся преобразователи, но картина от этого не изменяется. Нейтральный провод фиксирует и транспортирует пользователю заявленный потенциал, полученный на выходе. Мощность в проводе под нагрузкой создается, исходя из значения в нейтрали.

Величина напряжения фазы выявляется и возникает относительно центра подключения обмоток — нейтрального провода. В симметричной относительно нагрузок схеме трехфазной цепи через ноль передается ток с минимальными показателями. На выводе такой линии провода под нагрузкой окрашиваются в общепринятые стандартные цвета:

жила L1 — коричневый;
провод L2 — черный;
кабель L3 — серый;
нулевая оплетка N — синий;
желтый или зеленый — предусмотрен для заземления.

Такие мощные линии проводятся к крупным потребителям — целым микрорайонам, заводам. Для небольших приемников монтируется однофазная линия, включающая нагруженный провод и дополнительный ноль. При равномерном распределении мощности в однофазных ответвлениях появляется равновесие в трехфазной конструкции. Для прокладки составляющих ветвей принимается напряжение фазы одной жилы относительно нейтрали.

Какое соотношение между линейными и фазными напряжениями

Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным

. Напряжение между двумя линейными проводами (UAB, UBC, UCA) называетсялинейным . Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

Векторная диаграмма — графическое изображение меняющихся по закону синуса (косинуса) величин и соотношений между ними при помощи направленных отрезков — векторов. Векторные диаграммы широко применяются в электротехнике, акустике, оптике, теории колебаний итд.

Гармоническое (то есть синусоидальное) колебание может быть представлено графически в виде проекции на некоторую ось (обычно берут ось координат Оx) вектора, вращающегося с постоянной угловой скоростью ω. Длина вектора соответствует амплитуде, угол поворота относительно оси (Ox) — фазе.

Сумма (или разность) двух и более колебаний на векторной диаграмме представлена при этом (геометрической) суммой (или разностью) векторов этих колебаний. Мгновенное значение искомой величины определяется при этом проекцией вектора суммы на ось Оx, амплитуда — длиной этого вектора, а фаза — углом его поворота относительно Ox.

19. Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи.

Занулением называется электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок с заземленной нейтралью вторичной обмотки трехфазного понижающего трансформатора или генератора, с заземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной средней точкой в сетях постоянного тока.

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части (корпуса, конструкции, кожухи и т.п.) с заземленной нейтралью источника питания (трансформатора, генератора).

Заземление нейтрали источника питания, осуществляемое непосредственно вблизи него, является рабочим заземлением электроустановки; оно выполняется аналогично защитному заземлению.

Согласно ПУЭ для сетей напряжением 380/220 В сопротивление растеканию рабочего заземления нейтрали должно быть не более 4 Ом.

В трехфазной четырехпроводной сети четвертый проводник, присоединенный к нейтрали источника питания и используемый в цепи питания электроприемников, называется нулевым рабочим проводником. Одновременно он может выполнять также функцию нулевого защитного проводника. На рисунке 1а показана принципиальная схема зануления корпуса электродвигателя М

, защищенного от перегрузок и токов короткого замыкания плавкими предохранителямиF .

В случае замыкания на корпус одной фазы питающей линии (например, фазы А

) образуется цепь однофазного короткого замыкания через малые сопротивления контура: обмотка трансформатора zт, фазный провод линии zф, нулевой защитный провод zн.п.

20. Соединение нагрузки треугольником. Векторные диаграммы. Соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями.

Кроме соединения звездой, генераторы, трансформаторы, двигатели и другие потребители трехфазного тока могут включаться треугольником.Объединяя попарно провода несвязанной шестипроводной системы и соединяя фазы,, переходим к трехфазной трехпроводной системе, соединенной треугольником.

, соединение треугольником выполняется таким образом, чтобы конец фазы А был соединен с началом фазы В, конец фазы В соединен с началом фазы С и конец фазы С соединен с началом фазы А. К местам соединения фаз присоединяют линейные провода.

Если обмотки генератора соединены треугольником, , линейное напряжение создает каждая фазная обмотка. У потребителя, соединенного треугольником, линейное

напряжение подключается к зажимам фазного сопротивления. Следовательно, при соединении треугольником фазное напряжение равно линейному:

В этой краткой статье, не вдаваясь в историю сетей переменного тока, разберемся в соотношениях между фазными и линейными напряжениями. Ответим на вопросы о том, что такое фазное напряжение и что такое линейное напряжение, как они соотносятся между собой и почему эти соотношения именно таковы.

Что такое фаза?

Фаза — это значение тригонометрической функции, например определяющей форму или описывающей волновое или колебательное движение. Его значение идентично углу или аргументу периодической функции.

Зависимость всей фазы от координат и времени не всегда линейна и гармонична. Конец проводника, через который ток входит в цепь, или клемма, представляет собой начало фазы. Изменение напряжения цепи во времени представляет собой проекцию вектора луча на ось координат.

Схема состоит из стандартных элементов — генератор энергии, передающий контур, приемник. Для представления о том, что такое фаза, линейное напряжение, их взаимодействие требует определения фазы. Положение фазы действительно только для линий переменного тока. Концепция определяется как уравнение сектора с векторным вращением, один конец которого закреплен в начале координат.

Электрические линии различаются по количеству фаз: одно-, двух-, трех- и многофазные.

В России трехфазная сеть популярна для питания потребителей, которые представлены хозпостройками или промышленными предприятиями. Подключение имеет преимущества по сравнению с однофазной схемой питания:

экономичность за счет выгодного использования материалов;
возможность транспортировки большого количества электроэнергии;
включение в рабочую цепь мощных электрогенераторов и двигателей;
создание различных показателей напряжения в зависимости от возможности включения потребляющей нагрузки в электрическую линию.

Работа в трехфазной цепи зависит от взаимного соотношения компонентов. Показатели напряжения зависят от фазы (угла наклона векторного луча к координатной плоскости к оси). Напряжение определяется потенциалом земли, который равен нулю.

Из-за этого кабель с присутствующим напряжением называется фазным, а провод заземления – нейтральным. Фазовый угол единичного вектора не имеет большого значения, так как в прямой он делает полный оборот на 360° за 1/50 секунды. Учитывается межфазный угол относительности двух векторов.

В сети с использованием реактивных частей берется угол между векторными показателями электрического тока и напряжения, он называется фазовым сдвигом. Если значения подключенных нагрузок не изменяются во времени, то величина сдвига всегда будет постоянной. Инвариантность показателя используется при расчете электрической линии и анализе работы.

При намотке на катушку многих витков провода номинальное напряжение увеличивается пропорционально числу витков. Это явление привело к развитию генераторов, обеспечивающих потребителей электроэнергией.

Для эффекта приложения магнитного поля иногда устанавливают несколько катушек. Магнитное поле статора за один оборот ротора пересекают одновременно 3 катушки, что приводит к увеличению мощности генератора. Это позволяет запускать 3 пользователей одновременно.

Использование трёхфазных линий в многоквартирных домах

Не все знают, что в многоквартирные дома также подведено 380 В. Именно это позволяет работать магазинам и различным мастерским на первых или цокольных этажах. В подъездных щитах трёхфазная цепь распределяется поквартирно, в результате чего на каждую из них приходится одна фаза и ноль. Именно они и обеспечивают фазное напряжение 220 В.

ФОТО: prezentacii.infoТак трёхфазная сеть разбивается на три однофазных

При необходимости подключения в квартире оборудования, требующего напряжения 380 В, владелец может обратиться с заявлением в управляющую компанию. Специалист определит возможность подобного подключения, после чего можно будет провести в квартиру трёхфазную линию, предварительно заменив прибор учёта электроэнергии на соответствующий.

ФОТО: vseinstrumenti.ruТрёхфазный прибор учёта электроэнергии значительно крупнее однофазного

Устройство бытовой электропроводки.

Вначале электроэнергия вырабатывается на электростанции. Затем через промышленную электросеть она попадает на трансформаторную подстанцию, где напряжение преобразуется в 380 вольт. Соединение вторичных обмоток понижающего трансформатора выполнено по схеме «звезда»: три контакта подключены к общей точке «0», а три оставшихся присоединены к клеммам «A», «B» и «C» соответственно. Для наглядности приводится картинка.

Объединенные контакты «0» подсоединяются к заземлительному контуру подстанции. Также здесь ноль расщепляется на:

Рабочий ноль (на картинке изображен синим)
PE-проводник, выполняющий защитную функцию (линия желто-зеленого цвета)

Нули и фазы тока с выхода понижающего трансформатора подводятся к распределительному щитку жилого дома. Полученная трехфазная система разводится по щиткам в подъездах. В конечном итоге, в квартиру попадает фазовое напряжение 220 В и проводник PE, выполняющий защитную функцию.

Итак, что же такое фаза тока и ноль? Нулем называют проводник тока, присоединенный к заземлительному контуру понижающего трансформатора и служащий для создания нагрузки от фазы тока, подсоединенной к противоположному концу обмотки трансформатора. Кроме того, существует так называемый «защитный ноль» — это PE-контакт, описанный ранее. Он служит для отвода токов при возникновении технической неисправности в цепи.

Этот метод подключения жилых домов к городской электросети отработан десятилетиями, но все же он не идеален. Иногда в вышеописанной системе появляются неисправности. Чаще всего, они связаны с низким качеством соединения на определенном участке цепи или полным обрывом электрического провода.

Сноски

1) Существует ряд схем, например, делители напряжения, параметрические и компенсационные стабилизаторы, позволяющих изменить величину постоянного напряжения без дополнительных преобразований. Однако эти схемы принципиально не могут увеличить напряжение. Кроме того, их КПД напрямую зависит от соотношения входного и выходного напряжения и может оказаться недопустимо малым.

2) Математическая конструкция «dΦ/dt» означает «первая производная магнитного потока Φ по времени t». Она показывает, на какую величину (dΦ) изменился магнитный поток Φ за время (dt), при условии, что интервал наблюдения стремится к нулю (dt → 0). Если магнитный поток за время dt не изменился (dΦ = 0), то и первая производная будет равна нулю.

3) На самом деле, магнитные процессы в трансформаторе намного сложнее. В частности, магнитный поток Φ не может резко измениться. Поэтому сразу после подключения обмотки трансформатора к источнику постоянного напряжения магнитный поток будет нарастать в течение некоторого времени, что приведет к появлению ЭДС, однако рано или поздно она исчезнет.

4) Мерцание света при освещении вращающихся объектов может привести к стробоскопическому эффекту – когда кажется, что объект неподвижен, в то время как он вращается с большой скоростью. Это явление может быть как полезным (используется, например, в электропроигрывателях для установки скорости вращения диска), так и опасным для жизни (например, при освещении рабочих мест станков).

5) Это справедливо для мощностей больше 1 кВт. При меньших мощностях дешевле использовать однофазные системы.

Линейное и фазное напряжение – отличие и соотношение

Ни для кого не секрет, что сегодня электроэнергия от генерирующих электростанций подается к потребителям по высоковольтным линиям электропередач с частотой 50 Гц. На трансформаторных подстанциях высокое синусоидальное напряжение понижается, и распределяется по потребителям на уровне 220 или 380 вольт. Где-то сеть однофазная, где-то трехфазная, однако давайте разбираться.

Действующее значение и амплитудное значение напряжения

Прежде всего отметим, что когда говорят 220 или 380 вольт, то имеют ввиду действующие значения напряжений, выражаясь математическим языком – среднеквадратичные значения напряжений . Что это значит?

Это значит, что на самом деле амплитуда Um (максимум) синусоидального напряжения, фазного Umф или линейного Umл, всегда больше этого действующего значения. Для синусоидального напряжения его амплитуда больше действующего значения в корень из 2 раз, то есть в 1,414 раза.

Так что для фазного напряжения в 220 вольт амплитуда равна 310 вольт, а для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда окажется равной 537 вольт. А если учесть, что напряжение в сети никогда не бывает стабильным, то эти значения могут быть как ниже, так и выше. Данное обстоятельство всегда следует учитывать, например выбирая конденсаторы для трехфазного асинхронного электродвигателя.

Фазное сетевой напряжение

Обмотки генератора соединены по схеме «звезда», и объединены концами X, Y и Z в одной точке (в центре звезды), которая называется нейтралью или нулевой точкой генератора. Это четырехпроводная трехфазная схема. К выводам обмоток A, B и C присоединяются линейные провода L1, L2 и L3, а к нулевой точке — нейтральный провод N.

Напряжения между выводом A и нулевой точкой, B и нулевой точкой, С и нулевой точкой, – называются фазными напряжениями, их обозначают Ua, Ub и Uc, ну а поскольку сеть симметрична, то можно просто написать Uф — фазное напряжение.

В трехфазных сетях переменного тока большинства стран стандартное фазное напряжение равно приблизительно 220 вольт — напряжение между фазным проводом и нейтральной точкой, которая обычно заземляется, и ее потенциал принимается равным нулю, потому она и называется еще нулевой точкой .

Линейное напряжение трехфазной сети

Напряжения между выводом A и выводом B, между выводом B и выводом C, между выводом C и выводом A, – называются линейными напряжениями, то есть это напряжения между линейными проводниками трехфазной сети. Их обозначают Uab, Ubc, Uca, или можно просто написать Uл.

Стандартное линейное напряжение в большинстве стран равно приблизительно 380 вольт. Легко заметить в данном случае, что 380 больше 220 в 1,727 раза, и, пренебрегая потерями, ясно, что это квадратный корень из 3, то есть 1,732. Безусловно, напряжение в сети все время в ту или другую сторону колеблется в зависимости от текущей загруженности сети, но соотношение между линейными и фазными напряжениями именно таково.

Откуда взялся корень из 3

В электротехнике часто применяют векторный метод изображения синусоидально изменяющихся во времени величин напряжений и токов.

График зависимости величины проекции от времени есть синусоида. И если амплитуда напряжения — это длина вектора U, то проекция, которая меняется со временем — это текущее значение напряжения, а синусоида отражает динамику напряжения.

Так вот, если теперь изобразить векторную диаграмму трехфазных напряжений, то получится, что между векторами трех фаз одинаковые углы по 120°, и тогда если длины векторов — это действующие значения фазных напряжений Uф, то чтобы найти линейные напряжения Uл, необходимо вычислить РАЗНОСТЬ любой пары векторов двух фазных напряжений. Например Ua – Ub.

Выполнив построение методом параллелограмма, увидим, что вектор Uл = Uа + (-Ub), и в результате Uл = 1,732Uф. Отсюда и получается, что если стандартные фазные напряжения равны 220 вольт, то соответствующие линейные будут равны 380 вольт.

Нюансы выбора типа соединения

В настоящее время активно используются оба типа соединения, звезда и треугольник. Однако это вовсе не означает, что вы можете выбрать наиболее понравившийся способ по своему усмотрению.

Есть определенные требования и общие рекомендации, благодаря которым вы сможете избежать ошибок.

Для такого напряжения идеальна схема треугольник.

С другой стороны, если напряжение в сети выше 220 вольт, например 380, лучшим вариантом будет использование звезды.

Если вы запомните это простое правило, то сможете в будущем избежать ошибок при подключении генераторов и других устройств.

Отличия

В обычной квартире, или частном доме, как правило, имеется только однофазный тип сети 220 вольт, поэтому к их электрощиту подключаются в основном два провода – фаза и ноль, реже – третий к ним добавилось — заземление.

Для высотных зданий с офисами, гостиницами или торговыми центрами поставляется сразу 4 или 5 силовых кабелей, которые обеспечивают три фазы сети 380 вольт.

Почему такое жесткое разделение? Дело в том, что, во-первых, трехфазное напряжение само по себе отличается повышенной мощностью, а во-вторых, оно особенно пригодно для привода специальных мощных трехфазных электродвигателей, применяемых на заводах, в электрических лебедках лифтов, эскалаторных подъемниках и т д на

Такие двигатели при подключении к трехфазной сети выдают во много раз большую мощность, чем их однофазные аналоги тех же габаритов и массы.

При соединении проводников не обязательно монтировать нулевой контакт, потому что вероятность пробоя очень мала, благодаря свободной нейтрали.

Но у такого устройства сети есть и свое слабое место, так как в линейной схеме соединения крайне сложно найти место повреждения на проводнике в случае аварии или пробоя, что может увеличить риск возгорания.

Измерение

Напряжение, возникающее между фазными проводниками, называется линейным. При этом между фазой и нулем появляется фазное напряжение. Линейный вариант используется для определения токов и других показателей для трехфазной цепи.

При этом в такие цепи допускается включать не только трехфазные контакты. Также допускается использование однофазных – особенно различных бытовых приборов.

Номинальное напряжение сети 380 вольт. Под влиянием ряда факторов, происходящих в локальной сети, она может изменяться. Поэтому наиболее важные различия между соответствующими типами напряжения заключаются в способах соединения обмоток.

Экспертное заключение Карнаух Екатерина Владимировна Окончила Национальный университет кораблестроения по специальности «Экономика предприятия» Линейный вариант считается более распространенным.

Это связано с безопасностью использования и удобством развертывания сети. Для измерения этого параметра стоит воспользоваться мультиметром. При этом потребуются датчики тока, вольтметры и другие специальные приборы для оценки показателей фазного напряжения.

Контроль и регулировка этого показателя осуществляется линейным стабилизатором напряжения. Это устройство поддерживает, что параметр в норме. Кроме того, он способствует нормализации высокого напряжения.

Расчет

Сети с линейным током используются довольно часто. Это связано с минимальным риском и простотой разведения таких проводов. Все электроприборы в этом случае подключаются только к одному фазному проводу, по которому протекает ток. В этом случае только он считается источником опасности.

Для расчета такой схемы будет достаточно обычных формул из курса физики. Кроме того, для измерения этого показателя в сети достаточно обычного мультиметра. При этом для получения показаний соединения фаз требуется целая система оборудования.

Цель применения

В многоквартирных домах основными получателями являются бытовые приборы, работающие от сети 220 вольт. В этом случае возникает необходимость в равномерном разделении проводов с нагрузкой. Поэтому квартиры должны быть соединены в соответствии с шахматной расстановкой.

В частных домах метод используется для распределения нагрузки на каждый кабель. При этом стоит учитывать опережающие токи, которые передаются при включении наибольшего количества устройств.

Включив одинаковые электродвигатели в сеть с одной или тремя фазами, вы сможете получить разницу в мощности их работы. При выборе более эффективного способа подключения можно увеличить выходные параметры в 3 раза. Учитывая соотношение фазных и линейных токов, стоит рассчитывать обмотки на более высокие параметры.

Почему запрещена установка автомата для нуля?

Защитная автоматика сегодня – неотъемлемый атрибут каждого вводного устройства, коим для любого жилища считается электрический щиток. Автоматическому выключателю доверяется безопасность электрической сети при перегрузках или коротких замыканиях. Иногда ему ошибочно приписывают функции защиты человека от поражения электрическим током, но для этих целей устанавливают УЗО.

Как правило, для подключения вводного кабеля в электрическом щитке используют двухполюсный вводной автомат (автоматический выключатель). Такой выключатель в случае перегрузки сети или КЗ разрывает одновременно цепи нулевых и фазных проводов. Альтернативным подключением считается установка однополюсных вводных автоматических выключателей по фазному проводу. Применение автоматов в цепях нулевых защитных проводников либо двух однополюсных размыкателей по нулю и фазе категорически запрещено!

Принцип защитного действия автоматического выключателя заключается в следующем. При длительном превышении нагрузки или при КЗ между фазой и нулем он разрывает цепь, в которой установлен, оберегая нагрузочную цепь защитным отключением. При продолжительных утечках электрического тока на землю человека защищает установка выключателя дифференциального или как его еще называют УЗО.

Происходит короткое замыкание обычно в случае пробоя изоляции фазного провода на металлический корпус бытового электроприбора. В качестве таковых могут выступать холодильник, посудомоечная или стиральная машина, микроволновка. Словом возникают непредвиденные обстоятельства, когда человек может пострадать от поражающего действия электрического тока.

Казалось бы, установка двух однополюсных выключателей (по нулю и фазе) лишь повысят надежность защищенности электросети в целом. По принципу – защиты много не бывает, однако это далеко не так. Предположим, возникла аварийная ситуация и один из выключателей (ведь кто-то обязательно сработает первым) ее отработает. Для второго выключателя состояние сети меняется, и он остается включенным.

На практике срабатывают автоматические выключатели в течение определенного промежутка времени и для каждого экземпляра он разный. И хотя отличие это может исчисляться долями миллисекунд, где гарантия, что вводный автоматический выключатель, установленный в цепи защитных проводников (нуля) не сработает первым? Гарантии никакой, поэтому в случае разрыва нуля, фазное напряжение через подключенные нагрузки оказывается на каждом из нулевых проводников, ведущих к нагрузке. Для трехфазных нагрузок, когда на каждой из фаз «висят» разные потребители, обрыв нуля грозит перекосом фаз и как следствие выходом электроприборов из строя.

Таким образом вместо защиты ситуация оказывается более угрожающей – это главная причина того, что однополюсный вводный выключатель не может устанавливаться на нулевом проводе.

В жилье россиян используются различные схемы защитного заземления. Современная и наиболее безопасная TN-S имеет раздельные защитные (PE) и нейтральные (N) проводники, приходящие с подстанции. Устаревшая, но, к сожалению широко используемая в домах старой постройки TN-C с объединенным нулевым и защитным проводником PEN более опасна. Компромиссным вариантом считается TN-C-S, позволяющая разделить PEN проводник на шины N и PE до вводного выключателя.

Правила Устройства Электроустановок запрещают устанавливать коммутационные аппараты на совмещенный PEN проводник. В этой системе устанавливают однополюсные автоматы по фазе (для трехфазной сети трехполюсные), ввод нулевых проводов коммутации не допускает. Правда, на практике допускается монтаж двухполюсных входных автоматов, при условии разделения PEN до его установки.

В системах с раздельными защитным и нулевым рабочим проводниками (TN-S и TN-C-S) ПУЭ допускает коммутацию рабочего нуля, правда проводиться это должно единым выключателем. В однофазных сетях должен ставиться двухполюсный автомат, при вводе трехфазного напряжения – четырехполюсный соответственно. Коммутация защитного PE проводника недопустима.

Предположим такой отрезок кабеля понадобится для питания нагрузки током в 10 А, соответственно падение напряжения на кабеле составит почти 12 В. Для сети 220 В такая разница мало критична и в худшем случае может грозить незначительная потеря мощности.

Предположим что к каждой из фаз трехфазного кабеля подключено по квартире, внутренняя сеть которых запитывается фазным напряжением от фазы и нуля, равным 220 В. Представим каждую из квартир в виде нагрузочного сопротивления. Схематически они получаются связанными друг с другом через нулевой провод, поскольку тот является общим для всех трех.

Источник

Что такое фазное и линейное напряжение?