Ноль и фаза в электрике — назначение фазного и нулевого провода. Что такое фаза и ноль физический смысл
Источником электрической энергии служит генератор, который состоит их трех обмоток или полюсов, соединенных в трех лучевую звезду, центральная точка соединяется с землей или заземляется. Посмотрите как это происходит.
Как видно по схеме к трем концам звезды подключаются провода, отводящие фазы, а центральная точка будет нулем, как Я говорил она заземляется, потому что электропитание величиной 380 Вольт- это система с глухозаземленной нейтралью. Без заземления нейтрали трансформатора на ТП- не будет работать нормально электроснабжение.
Три фазы, ноль и еще дополнительно заземляющий проводник (также соединенный с землей)- итого пять жил, которые приходят с подстанции в электрощит дома, но до каждой квартиры с этажного щитка приходит только одна фаза, ноль и земля. Но в передаче электрического тока участвуют только фаза и ноль. А по пятому заземляющему проводнику электрический ток не течет, у него другая защитная функция, которая заключается в то что, при попадании фазы на металлический корпус бытовой техники (соединенной с заземляющим проводником) происходит и отключение автомата или УЗО- при утечке тока.
Электрическая энергия передается по фазе, а на нулевом проводнике напряжение равно нулю, но не всегда при подключенным к нему электроприборах- читайте дальше.
Напряжение между нулем (землей) и любой фазой равно 220 В, а между разноименными фазами 380 Вольт- а это напряжение используются там, где большие нагрузки или большая потребляемая мощность. А это к квартире не относится! К тому же 380 Вольт кратно опаснее для человека.
В водном электрощите дома ноль и земля соединены вместе и дополнительно с заземлителем, который закопан в землю. А далее идут раздельно по этажным щиткам дома, то есть изолированны друг от друга, к тому же заземляющий проводник соединяется на прямую с корпусом электрощита, а ноль садится на изолированную колодку!
Электрический переменный ток течет
между двумя проводами фазным и нулевым, при чем при его частоте в нашей электросети 50 Гц он меняет свое направление (от нуля или к нулю) 50 раз в секунду. 
Но он не просто течет а через электро потребитель, подключенный в розетку или к электрическому кабелю на прямую!
Третий проводник является защитным он не участвует в передаче электроэнергии, а служит для одной цели- это защиты нас от поражения электрическим током при аварийных ситуациях, когда фаза появляется на металлическом корпусе электроприборов! Поэтому он через заземляющие контакты розетки соединяется с металлическими корпусами стиральной машины, холодильника, микроволновой печи и т. д. А кроме того заземление значительно снижает вредное электромагнитное излучение от бытовой техники.
При прикосновении бьется током только фаза. Если Вы недостаточно хорошо изолированны от земли, т. е. не в резиновых тапочках или не стоите на деревянном стуле при этом второй рукой не касаясь пола или стены, то при при прикосновении к оголенному фазному проводу Вы ощутите протекание через Вас электрического тока от фазы на землю.
Внимание не редки случаи гибели людей в быту в результате продолжительном воздействия или прохождении электротока через сердце человека. Будьте осторожны!
В некоторых редких случаях может биться и ноль , когда к нему подключен электроприбор с импульсным блоком питания- компьютер, бытовая техника и т.п. Но, как правило, там напряжение не велико и безопасно, Вас только пощекочет!
Заземляющий проводник всегда можно брать и не бояться, кроме случаев его обрыва в электропроводке или в щите!
Как найти фазу, ноль и землю?
Для определения фазного провода необходимо приобрести недорогую индикаторную отвертку, которая при прикосновении к защищенному фазному проводу светится. Рекомендую прочитать нашу . Обычно фазный провод- красного, коричневого, белого или черного цветов.
Ноль подключается в светильнике или розетке вместе с фазой на питающий контакт, и при прикосновении индикатором- он не светится. Используется под него синий провод или с синей полоской!
Защитный проводник подключается на заземляющие контакты розетки, металлический корпус светильника или электроприбора. По общепринятым нормам жила заземления выполняется проводом желто-зеленного цвета или с полосой этих цветов.
Похожие материалы.
Такой вопрос иногда возникает у начинающих электриков или владельцев квартир, которые хорошо владеют набором ремонтных инструментов, но раньше особо не вникали в устройство электропроводки. И вот наступил момент, когда или светиться лампочка в люстре, а звать электрика не хочется и есть огромное желание сделать все самому.
В этом случае первоочередная задача домашнего мастера заключается не в устранении возникшей неисправности, как кажется на первый взгляд, а в соблюдении правил электробезопасности, исключения возможности попасть под действие электрического тока. Почему-то об этом многие забывают, пренебрегая своим здоровьем.
Все токоведущие части проводки должны быть надежно заизолированы, а контакты розеток спрятаны вглубь корпуса так, чтобы к ним не было возможности случайного прикосновения открытыми участками тела. Даже механическая конструкция вилки, вставляемой в розетку, продумана таким образом, что держаться рукой за оба контакта и попасть под действие электрического тока довольно проблематично.
В обыденной жизни мы этого не замечаем и в сознании уже сложилась привычка не обращать внимания на электричество, которая может пагубно сказаться при проведении ремонтных работ с электроприборами. Поэтому изучите основные правила безопасности и будьте внимательны при обращении с электричеством.
Как устроена бытовая электропроводка
Электроэнергия в жилой дом приходит от трансформаторной подстанции, которая преобразует высоковольтное напряжение промышленной электросети в 380 вольт. Вторичные обмотки трансформатора соединены по схеме «звезда», когда выполнено подключение трех выводов к одной общей точке «0», а три оставшихся выведены на клеммы «А», «В», «С» (для увеличения нажмите на рисунок).
Соединенные вместе концы «0» подключены к контуру заземления подстанции. Здесь же выполнено расщепление нуля на;
рабочий ноль, показанный на картинке синим цветом;
защитный РЕ-проводник (желто-зеленая линия).
По этой схеме создаются все вновь строящиеся дома. Она называется . У нее на вход внутри распределительный щита дома подводятся три фазных провода и оба перечисленных нуля.
В зданиях старой постройки еще часто встречаются случаи отсутствия РЕ-проводника и четырех-, а не пятипроводная схема, которую обозначают индексом .
Фазы и ноли с выходной обмотки ТП воздушными проводами или подземными кабелями подводятся к вводному щиту многоэтажного дома, образуя трехфазную систему напряжения 380/220 вольт. Она разводится по подъездным щиткам. Внутрь жилой квартиры поступает напряжение одной фазы 220 вольт (на картинке выделены провода «А» и «О») и защитный проводник РЕ.
Последний элемент может отсутствовать, если не проведена реконструкция старой электропроводки здания.
Таким образом, «нулем» в квартире называют проводник, соединенный с контуром земли в трансформаторной подстанции и используемый для создания нагрузки от «фазы» , подключенной к противоположному потенциальному концу обмотки на ТП. Защитный ноль , называемый еще РЕ-проводником, исключен из схемы электропитания и предназначен для ликвидации последствий возможных неисправностей и аварийных ситуаций с целью отвода возникающих токов повреждений.
Нагрузки в такой схеме распределяются равномерно за счет того, что на каждом этаже и стояках выполнена разводка и подключение определенных квартирных щитков к конкретным линиям 220 вольт внутри подъездного распределительного щита.
Система подводимых напряжений к дому и подъезду представляет собой равномерную «звезду», повторяющую все векторные характеристики ТП.
Когда в квартире выключены все электроприборы, а в розетках нет потребителей и напряжение к щитку подведено, то ток в этой цепи протекать не будет.
Сумма токов трехфазной сети складывается по законам векторной графики в нулевом проводе, возвращаясь к обмоткам трансформаторной подстанции величиной I0, или как еще ее называют 3I0.
Это рабочая, оптимальная и отработанная длительными годами система электроснабжения. Но, в ней тоже, как и в любом техническом устройстве, могут возникать поломки и неисправности. Чаще всего они связаны с низким качеством контактных соединений или же полным обрывом проводников в различных местах схемы.
Чем сопровождается обрыв провода в нуле или фазе
Оторвать или просто забыть подключить проводник к какому-нибудь устройству внутри квартиры не сложно. Такие случаи происходят так же часто, как и отгорания металлических тоководов при плохом электрическом контакте и повышенных нагрузках.
Если внутри квартирной проводки пропало соединение любого электроприемника с квартирным щитком, то этот прибор не будет работать. И абсолютно не важно, что разорвано: цепь нуля или фазы.
Такая же картина проявляется в случае, когда происходит обрыв проводника любой фазы, питающей внутридомовой или подъездный электрощит. Все квартиры, подключенные к этой линии с возникшей неисправностью, перестанут получать электроэнергию.
При этом в двух других цепочках все электроприборы будут функционировать нормально, а ток рабочего нулевого проводника I0 суммируется из двух оставшихся составляющих и будет соответствовать их величине.
Как видим, все перечисленные обрывы проводов связаны с отключением электропитания с квартиры. Они не вызывают повреждения бытовых приборов. Самая же опасная ситуация возникает при исчезновении соединения между контуром заземления трансформаторной подстанции и средней точкой подключения нагрузок внутридомового или подъездного электрощита.
Такая ситуация может возникнуть по разным причинам, но чаще всего она проявляется при работе бригад электриков, владеющих смежной специальностью дегустаторов…
В этом случае пропадает путь прохождения токов по рабочему нулю к контуру заземления (А0, В0, С0). Они начинают двигаться по внешним контурам АВ, ВС, СА к которым подключено суммарное напряжение 380 вольт.
На правой части картинки показано, что ток IАВ возник при подключении линейного напряжения к последовательно соединенным нагрузкам Ra и Rв двух квартир. В этой ситуации один хозяин может экономно отключить все электроприборы, а другой — использовать их по максимуму.
В результате действия закона Ома U=I∙R на одном квартирном щитке может оказаться очень маленькая величина напряжения, а на втором — близкая к линейному значению 380 вольт. Оно вызовет повреждение изоляции, работу электрооборудования при нерасчетных токах, повышенный нагрев и поломки.
Для предотвращения подобных случаев служат защиты от повышения напряжения, которые монтируются внутри квартирного щитка или дорогостоящих электроприборов: холодильников, морозильников и подобных устройств известных мировых производителей.
Как определить ноль и фазу в домашней проводке
При возникновении неисправностей в электрической сети чаще всего домашние мастера используют дешевую отвертку-индикатор напряжения китайского производства, показанную на верхней части картинки.
Она работает по принципу прохождения емкостного тока через тело оператора. Для этого внутри диэлектрического корпуса размещены:
оголенный наконечник в виде отвертки для присоединения к потенциалу фазы;
токоограничивающий резистор, снижающий амплитуду проходящего тока до безопасной величины;
неоновая лампочка, свечение которой при протекании тока свидетельствует о наличии потенциала фазы на проверяемом участке;
контактная площадка для создания цепи тока сквозь тело человека на потенциал земли.
Квалифицированные электрики используют для проверки наличия фазы более дорогостоящие многофункциональные индикаторы в форме отверток со светодиодом, свечением которого управляет транзисторная схема, питаемая от двух встроенных батареек, создающих напряжение 3 вольта.
Способ проверки наличия и отсутствия напряжения в гнездах обыкновенной розетки простым индикатором показан на фотографиях ниже.
На левом снимке хорошо видно, что свечение индикаторной лампочки при дневном свете плохо заметно, поэтому требует повышенного внимания при работе.
Контакт, на котором индикатор засвечивается, является фазой. На рабочем и защитном нуле неоновая лампочка не должна светиться. Любое обратное действие индикатора свидетельствует о неисправностях в схеме подключения.
При эксплуатации такой отвертки необходимо обращать внимание на целостность изоляции и не прикасаться к оголенному выводу индикатора, находящемуся под напряжением.
На следующих фотографиях показан способ определения напряжения в той же розетке с помощью старого тестера, работающего в режиме вольтметра.
Стрелка прибора показывает:
220 вольт между фазой и рабочим нулем;
отсутствие разницы потенциалов между рабочим и защитным нулем;
отсутствие напряжения между фазой и защитным нулем.
Последний случай является исключением. Стрелка в нормальной схеме должна тоже показывать напряжение 220 вольт. Но оно в нашей розетке отсутствует по той причине, что здание старой постройки еще не прошло этап реконструкции электропроводки, а хозяин квартиры, выполнивший последний ремонт, сделал разводку РЕ-проводника в своих помещениях, но не подключил его к заземляющим контактам розеток и шинке РЕ-проводника квартирного щитка.
Эта операция будет проводиться после перевода здания с системы TN-C на TN-C-S. Когда он завершится, стрелка вольтметра будет находиться в положении, отмеченном красной линией, показывать 220 вольт.
Несколько способов определения фазного и нулевого провода:
Особенности поиска неисправностей
Простое определение наличия или отсутствия напряжения не всегда позволяет точно определить состояние схемы. Наличие различных положений выключателей может ввести мастера в заблуждение. Например, на картинке ниже показан типичный случай, когда при отключенном выключателе на фазном проводе светильника в точке «К» не будет напряжения даже при исправной схеме.
Поэтому при проведении замеров и поисках неисправностей следует внимательно анализировать все возможные случаи.
Невозможно дать определение фазе, рассматривая ее как отдельный элемент. Физические процессы, протекающие в сети, тесно взаимосвязаны с другими составляющими: фаза, ноль, земля невозможны без совокупности всех элементов. Поэтому рассматривать надо назначение всех составляющих и процессы, происходящие в них, понимая, что такое фаза и ноль, нагрузка и заземление.
Структура электросети, основные элементы
Из школьного курса физики известно, что если вращать постоянный магнит вокруг обмотки на катушке в проводах, возникает ЭДС (электро-движущая сила), которая перемещает заряженные частицы по проводам. Этот пример хорошо объясняет, что такое фаза и ноль в электричестве.
На основе этого принципа в промышленных масштабах создаются генераторы электрической энергии: это может быть атомная, гидро,- или тепловая электростанция. Иногда для обеспечения временного электроснабжения в аварийных случаях используют дизельные, газовые или бензиновые генераторы на объектах, которые потребляют незначительные мощности. В истории были случаи, когда атомные подлодки и ледоколы снабжали электроэнергией целые населенные пункты.
С генераторов электростанций электроэнергия по токопроводящим жилам кабелей или ЛЭП (воздушные линии электропередачи) с большим напряжением 6-10 кВ передается на понижающие до 04 кВ трансформаторные подстанции. С низкой стороны трансформатора энергия подается на распределительные щиты промышленных объектов, жилых домов и квартир в многоэтажных домах. Можно сказать, что фаза в электротехнике является транспортной системой для передачи электроэнергии. По этим токопроводящим жилам кабеля или ЛЭП происходит перемещение заряженных частиц со скоростью света к нагрузке.
Именно в кабеле жилы разделяют как фаза, ноль, земля. Промышленные электростанции передают к потребителям энергию по четырехжильным или пятижильным кабелям.
С трех отдельных обмоток генератора токи снимаются и протекают по разным жилам к нагрузке. Эти жилы в электрике называют фазами. Четвертая жила – нейтральный провод, который в конечном итоге в распределительных щитах, трансформаторных подстанциях и генераторах подключается к шине заземления. Такие схемы называются цепи с заземленной нейтралью. Фаза в электричестве – это токопроводящая часть, по которой заряженные частицы передвигаются от генератора к нагрузке. Чтобы понять, что такое ноль, или зачем нейтральная жила, можно сравнить электрический ток с потоком воды.
Протекающий поток с верхней точки вращает колесо своей кинетической энергией, совершая определенную работу, потом стекает в реку или озеро, которая находится ниже по уровню. В случае с электричеством поток заряженных частиц с высоким по отношению к земле потенциалом стремится по фазному проводу к нагрузке. Как пример можно взять лампу накаливания. Совершается работа на разогрев спирали лампы. После прохождения нагрузки по нейтральному проводу ток уходит в землю, фактически нулевой провод нужен для отвода тока в землю после совершения им определенной работы.
Пятая жила заземления обеспечивает безопасность эксплуатации электроустановок. Она, как и жила нуля, подключается к шинам заземления, которые замыкаются на общий заземляющий контур. Каждый корпус оборудования на производстве или бытового прибора заземляется, при замыкании фазного провода на корпус срабатывают устройства защиты, сеть обесточивается. Таким образом, исключается вариант поражения человека электрическим током. Отличие заземления и нулевого провода в том, что нулевую жилу подключают к контактам нагрузки, а заземляющий провод – к корпусу оборудования.
Определение фазы в электрических сетях
При монтаже, обслуживании и ремонтных работах иногда возникают проблемы, как отличить фазу от нулевого и заземляющего провода. На разных участках сети делается соответствующая маркировка.
На электростанциях, трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах токопроводящие шины, к которым подключаются кабельные жилы, маркируются цветом и буквенными обозначениями:
- Фазы обозначают А – желтым цветом;
- В – зеленым цветом;
- С – красным цветом.
При такой маркировке фаза в электричестве легче определяется, нейтральная шина обозначается буквой «N» и красится в синий/голубой цвет. На шину заземления ставят соответствующий знак и желто-зеленый полосатый окрас.
По требованиям ПУЭ (Правила устройства электроустановок) кабельные токопроводящие жилы тоже имеют маркировку по цвету изоляционного слоя. Синяя жила подключается к нейтральной шине, желто-зеленая – на контур заземления, красная, черная, белая и другие цвета могут использоваться в качестве фаз. Такую же маркировку используют при прокладке проводов с меньшим сечением в РЩ для розеточных и осветительных групп.
К сожалению, данные требования не всегда выполняются при проведении монтажных работ, особенно на участках от РУ до приборов освещения, розеток и отдельных бытовых приборов.
В условиях скрытой проводки визуально по концам на выходе кабеля у розетки невозможно определить назначение проводника, когда все или несколько жил имеют одинаковый цвет изоляции.
В этих случаях используются индикаторные и измерительные приборы, наиболее востребованными из них считаются индикаторная отвертка и мультиметр. Для определения фазного провода среди выходящих концов из подрозетника достаточно использовать индикаторную отвертку. Нужно прикоснуться пером отвертки к оголенному концу, а большим пальцем – к контакту на верхней части ручки отвертки. При наличии напряжения на проводе индикаторная лампочка в прозрачной рукоятке засветится.
Это классический вариант, когда отверткой определяется фаза тока в проводе. Производители делают много современных конструкций, где достаточно прикоснуться пером отвертки к изолированному проводу на любом участке, и световая и звуковая индикация укажет наличие напряжения. Но почему-то потребители предпочитают классические старые модели, они отличаются высокой надежностью, не требуют питания и замены батареек. Виды и конструкции индикаторных отверток – эта тема, которая требует более детального рассмотрения в отдельной статье. Между нейтральным и заземляющим проводом разница потенциалов равна нулю, напряжения нет, соответственно, индикатор не светится. Такой метод годится, когда надо выделить фазы среди проводов, выходящих из подрозетника или распределительной коробки, особенно, когда сеть однофазная для обычной розетки разность потенциалов между фазой и заземлением 220В.
В распределительных коробках на промышленных объектах, когда используется оборудование с трехфазным питанием на 380В, проводов может быть много и различного назначения. Жгуты с проводами различных цветов разводятся для питания электромоторов, управления магнитными пускателями и другими элементами оборудования на производстве. Чтобы среди множества проводов выделить разные фазы, недостаточно индикаторной отвертки, для этой цели потребуется мультиметр. В этом случае он используется в режиме измерений переменного напряжения на пределе 750V.
В трехфазной сети между разными фазами напряжение составляет 380В, между фазами и нулевым или заземляющим проводом – 220В. Прикладывая щупы к оголенным концам, отделяются провода, между которыми 380В, это отдельные фазы сети. Третья фаза вычисляется аналогично: если между уже выделенными концами и искомым проводом 380В, значит это она.
К сведению. Если в процессе измерения между двумя проводами, показывающими наличие фазы, напряжение 0В, эти концы исходят от одной фазы.
В результате изложенной информации можно сделать вывод, что такое фаза в однофазной сети. Это участок провода, идущий от РЩ до выключателя нагрузки, при исправной сети он находится постоянно под напряжением относительно нейтрального и заземляющего провода, после нагрузки идет нулевой провод. В трехфазной сети обмотки электродвигателей, нагревательные ТЭНы и другие приборы включаются между фазами. Провода до выключателя нагрузки постоянно находятся под напряжением, нулевой провод в схеме соединения обмоток звездой подключен в точке соединения трех обмоток на генераторе и после нагрузки. Для выключения и включения используются многополюсные автоматические выключатели или магнитные пускатели, которые разрывают цепь одновременно по трем фазам.
Видео
Электрические сети бывают двух типов. Сети переменного тока и сети с постоянным током. Электрический ток, как известно, — это упорядоченное движение электронов. В случае постоянного тока они двигаются в одном направлении и. как принято говорить, имеют постоянную поляризацию. В случае с переменным током направление движения электронов все время меняется, то есть ток имеет переменную поляризацию.
Сеть переменного тока делится на две составляющие: рабочая фаза и пустая фаза. Рабочую фазу иногда просто называют фазой. Пустую называют нулевой фазой или просто — ноль. Она служит для создания непрерывной электрической сети при подключении приборов, а также для заземления сети. А на фазу подается рабочее напряжение.
При включении электроприбора не важно, какая фаза рабочая, а какая пустая. Но при монтаже электропроводки и подключении ее в общедомовую сеть это нужно знать и учитывать. Дело в том, что установка электропроводки делается или с помощью двухжильного кабеля, или трехжильного. В двухжильном одна жила – рабочая фаза, вторая – ноль. В трехжильном рабочее напряжение делится на две жилы. Получается две рабочих фазы. Третья жила – пустая, ноль. Общедомовая сеть выполняется из трехжильного кабеля. Общая или квартире, в основном, тоже делается из трехжильного провода. Поэтому перед подключением квартирной проводки нужно определить рабочие и нулевую фазы.
Способы определения фазных и нулевых проводов
Узнать, на какую жилу подается напряжение, а на какую нет, несложно. Есть несколько способов определения фазы и нуля.
Первый способ. Фазы определяются по цвету оболочки жил . Обычно рабочие фазы имеют цвета черный, коричневый или серый, а ноль – светло-синий. Если устанавливается дополнительное заземление, то его жила — зеленого цвета.
В этом случае не используют дополнительных приборов для определения фаз. Следовательно, такой способ не очень надежен, потому что, монтируя проводку, электрики могут не соблюдать цветовую маркировку жил.
Надежнее определять фазы с помощью электроиндикаторной отвертки . Она представляет собой непроводящий ток корпус, в который встроены индикатор и . В качестве индикатора используют неоновую лампочку. При касании жалом отвертки оголенного, под напряжением, провода индикатор, если жила рабочая, загорается. Если ноль, то не срабатывает. С помощью такой отвертки можно определять и исправность сети. Если при касании жалом поочередно жил провода лампочка не загорается, то сеть неисправна.
Случается, что индикатор загорается при прикосновении к обеим жилам провода, то есть и к фазе и к нулю. Это значит, что в пустой фазе где-то есть обрыв. Его нужно найти и устранить.
Можно осуществить определение фазы мультиметром . Сначала устанавливаем режим измерений – переменное напряжение. Потом конец одного щупа зажимаем в руке. Вторым щупом касаемся жилы. Если фаза рабочая, то на экране прибора будет показана величина напряжения.
Можно определить рабочую фазу и с помощью обычной электрической лампочки . Берем , вкрученную в патрон, с двумя отрезками провода. Один конец заземляем. Можно заземлить его, прикрутив к отопительной батарее. Концы проводов, естественно, должны быть оголенными. Вторым концом касаемся жилы. Если лампочка загорается, то фаза – рабочая.
Один из методов, показывающих что такое фаза и ноль в электрике, на видео
Загрузка...
