Простые и сложные способы определения фазы, ноля и заземления

Виды

В зависимости от даты постройки дома в нем может использоваться один из стандартов:

1. TN-C — двухпроводная сеть, характерная для старых построек. При таком подключении, провод N, заземлен непосредственно на подстанции. «Ноль» и «фаза» определяются специальной отверткой-индикатором.
2. TN-S — трехпроводная сеть. N, PE и L выходят из подстанции отдельно. В этом случае отличить ноль от заземления и фазы можно двумя способами:
   1. по цветной маркировке проводов (из-за нерадивости электриков данный способ ненадежен): N — синий, PE — желтый или желто-зеленый и L — красный;
   2. определить индикатором фазу в распредкоробе. Отсоединить один из оставшихся проводов от щитка. Сработает метод исключения: при отключении «ноля» все приборы и лампы в квартире погаснут.
3. TN-C-S — «земля» и «ноль» расходятся при вводе проводников в помещение, а не на подстанции. Определение назначения проводников, аналогично стандарту TN-S.
4. TT — строение оборудовано собственным заземляющим устройством. Потребуется найти прокладочную трассу, и по ней вычислить провод заземления.

Выяснив, какой из стандартов использовался в доме, можно предположить, какой из способов защиты применялся на объекте.

Можно ли соединять 0 и землю в розетке.

У меня вопрос -можно ли в каких либо случаях соединять 0 и землю в розетке. И что делать если к розетке приходит только 2 провода- фаза и ноль?(Во всех старых домах так и есть )

нельзя ни в коем случае ни при каких обстоятельствахесли подходит 2 провода подключаете фазу и ноль, земля остается неподключенной

А как тогда ставить розетку с заземляющим контактом в старых домах?

Можно если жить надоело. А если серьезно, то ЗАПРЕЩЕНО. Выход это замена проводки на трехпроходную, установка УЗО.

Нужна реконструкция (капитальный ремонт).

Больше информации фото (эт. щит, сечение стоячных проводов).

Да никак . Проводку надо менять, однако.

Тогда забудьте про защитный провод.

Объясняю на пальцах. Приборы использующие заземление имею металлический корпус. Именно его и садят на землю дабы исключить поражение электрическим током если на него попадет потенциал

Когда вы включаете прибор в розетку (неважно с заземляющим контактом или нет) у вас на нуле оказывается то же самое напряжение 220В, что и на фазе. Когда вы соединяете ноль и землю

SVKan написал : Когда вы включаете прибор в розетку (неважно с заземляющим контактом или нет) у вас на нуле оказывается то же самое напряжение 220В, что и на фазе. SVKan написал : Когда вы соединяете ноль и землю

SVKan написал : Когда вы соединяете ноль и землю.

Буду Самым немногословным.Нельзя!

Ставить как обычную.К контакту заземления ничего не подключать.Считайте он у вас для красоты.А если серьезно в нашей стране 70% жилых домов имеют двухпроводную проводку в квартирах и 30% из них аллюминий.С нашим уровнем жизни они еще простоят лет 50.Но надо проверить и лучше заменить автоматические выключатели на вводе в квартиру.И будет вам счастье.

Думаю, что не менее 90% от всего жилого фонда.

Вотетода. Может лучше от советов воздержаться-то?

Вы про какие советы-то?

Я за такое присоединение яйца отрывал. Это электрический стул, тихо ждущий своего часа. Представьте простейшую ситуацию: где-то отвалилась нейтраль. До розетки. А в розетке осталась соединённой с РЕ. Сразу потенциал фазы окажется на корпусе. Защита будет действовать с точностью до наоборот.

А от себя советую: УЗО на вводе и контакт РЕ в розетках ни к чему не присоединяем.

Выбор системы заземления для частного дома

Можно почитать форум , а также статью «»

Для современного частного сектора подходят только две системы заземления ТТ и TN-C-S. Практически весь частный сектор запитывается от трансформаторных подстанций с глухозаземлённой нейтралью и четырёхпроводной ЛЭП (три фазы и PEN, объединённый рабочий и защитный ноль или, иначе говоря, объединённый ноль и земля).

Особенности системы заземления TN-C-S

Согласно п. 1.7.61 ПУЭ  при применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Т.е. проводник PEN на вводе в дом повторно заземляется и делится на PE и N. После этого используется 5 или 3 проводная проводка.

Коммутация PEN и PE строго запрещена (ПУЭ 7.1.21. Во всех случаях в цепях РЕ и РЕN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы). Точка разделения должна стоять до коммутационного прибора. Запрещается разрывать PE и PEN проводники.

 Недостаток системы TN-C-S

при обрыве PEN проводника на корпусах заземлённых электроприборов может оказаться опасное напряжение.

Описание системы TN-C-S — Описание системы TN-C-S
только на современных ЛЭП выполненных проводом СИПрекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий,обязательно должны быть выполнены повторные заземления на ЛЭП. 

Согласно п. 1.7.135 ПУЭ когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

Для обеспечения высокого уровня безопасности от поражения электрическим током в системе TN-C-S необходимо использовать устройства защитного отключения (УЗО).

Особенности системы заземления ТТ

Описание системы ТТ — Описание системы ТТ
защитный проводник PE заземляется независимо от нулевого рабочего проводника N и запрещена какая-либо связь между ними.

Систему TT рекомендуется применять при неудовлетворительном состоянии питающей воздушной линии электропередач (ВЛ) (старые неизолированные провода ВЛ, отсутствие повторного заземления на опорах).

Замечание

 СП 31-106-2002 «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ОДНОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ» устанавливает, что электроснабжение жилого дома должно осуществляться от сетей напряжением 380/220 В с системой заземления TN-C-S.

Внутренние цепи должны быть выполнены с раздельными нулевым защитным и нулевым рабочим (нейтральным) проводниками.

Правила монтажа системы ТТ:

1. Установка УЗО на вводе с уставкой 100-300 мА (пожарное УЗО).
2. Установка УЗО с уставкой не более 30 мА (желательно 10 мА — на ванную) на все групповые линии (защита по току утечки от прикосновения к токоведущим частям электрооборудования при появлении неисправностей в электропроводке дома).
3. Нулевой рабочий проводник N не должен соединяться с местным контуром заземления и шиной РЕ.
4. Для защиты электрических приборов от атмосферных перенапряжений необходимо устанавливать ограничители перенапряжения (ОПН) или ограничители импульсных перенапряжений (ОПС или УЗИП).
5. Сопротивление контура заземления Rc должно удовлетворять условию ПУЭ (п. 1.7.59):
   • при УЗО с уставкой в 30 мА сопротивление контура заземления (заземлителя) — не более 1666 Ом;
   • при УЗО с уставкой 100 мА сопротивление контура заземления (заземлителя) — не более 500 Ом. 

Для выполнения вышесказанного условия достаточно будет использовать один вертикальный заземлитель в виде уголка или прутка длиной около 2-2,5 метра. Но я рекомендую выполнить контур более тщательно, забив несколько заземлителей (хуже не будет).

Недостатки системы ТТ:

1. При коротком замыкании фазы на землю на корпусах электроприборов будет опасный потенциал (ток короткого замыкания недостаточен, чтобы сработал автомат защиты, поэтому обязательна установка УЗО — ПУЭ 1.7.59).

Указанный недостаток системы можно нейтрализовать установкой реле контроля напряжения и УЗО (2-х каскадная схема с одним «пожарным» или селективным УЗО на весь дом и несколькими УЗО на всех линиях потребителей).

Указанную 2-х каскадную схему с одним УЗО на 100 мА и 3-я УЗО на 30 мА (на каждую из фаз) я оборудовал и у себя. Эта схема себя оправдала, отключив электроэнергию именно с помощью УЗО, когда я  второпях сунул щупы неверно подключенного мультиметра в розетку.

Как найти нуль и фазу

В домашних условиях, даже не имея специальных приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке, какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Проверка с помощью электролампы

Для поиска нуля и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке, а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Фазным будет являться тот разъем, при подключении к которому лампочка будет загораться. Это происходит потому, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), в вводном электрощите нулевые провода всех розеток должны быть соединены с земляными проводами этих же розеток. А отдельно земляная шина должна быть соединена с защитным контуром заземления. Именно это и обеспечивает наличие надежного нуля во всей цепи энергоснабжения дома.

Вам это будет интересно Применение полевых транзисторов

Электролампа

Обратите внимание! Самостоятельно подобные процедуры допустимо делать только в том случае, когда квалифицированной помощи ждать неоткуда, а также в случае аварийной ситуации (пожар, короткое замыкание, попадание человека под напряжение). Не стоит забывать, что электрический ток очень опасен

Не стоит рисковать своим здоровьем и своей жизнью из-за лампочки!

Индикаторная отвертка

Для того, чтобы определить фазу в сети переменного тока напряжением 220В — 230В, можно использовать бытовой указатель напряжения — индикаторную отвертку. Продается он практически в любом хозяйственном магазине и стоит (в зависимости от конструкции) очень недорого.

Пример исправной индикаторной отвертки

Как правило, инструкции к применению у подобных инструментов нет, поэтому, чтобы не получить электротравму, следует помнить несколько простых правил, применимых к любому инструменту, соприкасающемуся с токоведущими частями:

1. Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
2. Перед использованием инструмента следует внимательно рассмотреть состояние изоляции на рукояти и жале (применимо для любых отверток, в том числе для индикаторных). Ни в коем случае не использовать приспособление, если изоляционное покрытие имеет сколы или вообще отсутствует.
3. Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).

Отвертка с изолированным жалом В случае сомнения в работоспособности индикатора следует считать его неисправным, а электроустановку действующей.

Так же существуют более точные и безопасные приборы для определения наличия напряжения в сети — это мультиметры, токоизмерительные клещи, вольтамперфазометры (ВАФ) и другие.

Мультиметр

В быту, как правило, используются простые мультиметры. Они способны показать наличие напряжения в сети и его значение. Намного безопаснее использовать для определения фазы именно эти приборы, так как их щупы имеют диэлектрическую рукоятку. Принцип определения такой же, как и в случае с патроном — достаточно один щуп приложить к земляному контакту розетки, а второй накладывать на один из двух контактов розетки.

Пример мультиметра

Важно! Как и правила дорожного движения, правила электробезопасности обязательно нужно соблюдать, ведь электрический ток невидим, неслышим и неосязаем, и именно этим он и опасен. Вам это будет интересно Формулы электрического тока

Вам это будет интересно Формулы электрического тока

Электроэнергия (согласно второму закону Ньютона) не появляется из ниоткуда и не уходит в никуда. Она производится, транспортируется и потребляется на глазах. Нужно знать, откуда она берется, как к нам попадает и в каком виде. Каждый должен понимать, что в бытовом потреблении есть провода, которые могут нанести вред здоровью человека, а есть и такие, которые совершенно безвредны, поэтому необходимы небольшие знания и минимум приборов для определения и разграничения этих проводов. Но любые манипуляции с электричеством лучше доверять профессионалу — квалифицированному специалисту, чтобы избежать беды.

Главная заземляющая шина

Согласно п. 1.7.121 ПУЭ в качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:

1. специально предусмотренные проводники:
   • жилы многожильных кабелей;
   • изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;
   • стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
2. открытые проводящие части электроустановок:
   • алюминиевые оболочки кабелей;
   • стальные трубы электропроводок;
   • металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления (при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование, о чем имеется указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения);
3. некоторые сторонние проводящие части:
   • металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.);
   • арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований 1.7.122;
   • металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

П. 1.7.122. Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве РЕ-проводников допускается, если они отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и непрерывности электрической цепи.

Подробнее

Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве РЕ-проводников, если они, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям:

1. непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений;
2. их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.

Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников:

• металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей;
• трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;
• водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.

Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.

Главная заземляющая шина может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него (п. 1.7.119.  ПУЭ).

Внутри вводного устройства в качестве главной заземляющей шины следует использовать шину РЕ.

При отдельной установке главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном, удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства.

Сечение отдельно установленной главной заземляющей шины должно быть не менее сечения РЕ (PEN)-проводника питающей линии.

Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.

В конструкции шины должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. Отсоединение должно быть возможно только с использованием инструмента.

Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к непрерывности и проводимости электрической цепи.

Причины повышенного напряжения

Кроме потерь в проводах существуют и другие причины, почему есть напряжение между нулем и землей.

Причиной постоянного наличия напряжения, поднимающегося до 50 В, может быть Неравномерное подключение потребителей по фазам. В идеальных условиях мощность нагрузки должна быть распределена равномерно, при этом уравнительный ток отсутствует и напряжение между РЕ и N равно нулю.

Так бывает не всегда, при подключении к одной из фаз мощных электроприборов или большом расстоянии между ЛЭП и отдельно стоящим зданием в нейтральном проводе протекает значительный ток, из-за чего потери в нем возрастают, и появляется разность потенциалов между нейтралью и землёй.

В случае наличия высокого напряжения причиной чаще является обрыв нейтрали. Это аварийная ситуация, У которой есть два варианта:

• Обрыв в однофазной сети. При этом на нулевой клемме появляется сетевое напряжение, исчезающее при отключении всех ламп и выключении всех вилок из розеток. Напряжение в розетке при этом отсутствует.
• Обрыв нейтрали в трёхфазном кабеле. В этом случае величина потенциала между нейтралью и землёй из-за отсутствия уравнительного тока колеблется в диапазоне 0-220 В, а напряжение розетке при этом может достигать 380 В.

Разберем ситуацию со схемами

С точки зрения протекания электрического тока, отличия между заземлением от занулением нет. Нулевой провод в любом случае имеет электрический контакт с физической землей.

Соответственно, при замыкании фазы на корпус, произойдет то самое короткое замыкание, и сработает отключение защитного автомата. Разумеется, (при условии правильного подключения: розетка должна иметь третий земляной контакт, как и электроприбор. По этой причине, электрики, нарушая требования Правил устройства электроустановок, часто разводят земляную шину от нулевого контакта вводного щитка.

Представим ситуацию, когда нулевой провод по какой-то причине разорван:

• потеря контакта по причине коррозии (в старых многоэтажках это рабочая ситуация);
• механический разрыв кабеля вследствие ремонтных работ с нарушениями технологии (к сожалению, тоже не редкость);
• несанкционированное вмешательство доморощенного «электрика»;
• авария на подстанции (возможно отключение только нулевой шины).

На схеме это выглядит следующим образом:

При организации защитного зануления, электрическая цепь между физической «землей» и контактом заземления электроприбора разрывается. Установка становится беззащитной. Кроме того, свободная фаза без нагрузки может создать потенциал, равный входному напряжению на ближайшей подстанции. Как правило, это 600 вольт. Можно представить, какой ущерб будет нанесен включенному в этот момент электрооборудованию. При этом утечки тока на физическую землю нет, и защитный автомат не сработает.

Представьте, что в этот момент, вы одновременно коснетесь фазы (пробой на корпус электроустановки), и металлического предмета, имеющего физическую связь с грунтом (водопроводный кран или батарея отопления). Можно получить поражение электротоком при напряжении 600 вольт.

А теперь посмотрим, в чем разница между заземлением и занулением (на нашей схеме). При разрыве нулевой шины, просто пропадет питание на всех электроустановках в этой цепи. Поражения электротоком не будет, ни при каких обстоятельствах: электрическая цепь между физической землей и контактом заземления электроприборов не нарушена. Здоровье мы уже сохранили. Теперь посмотрим, что произойдет с электроустановками. Максимум ущерба — это перегоревшая лампа накаливания, ближайшая к вводному щитку. Причем неприятность произойдет лишь в случае повышения напряжения на фазном проводе. Сила тока возрастет (согласно закону Ома), сработает автомат защиты, и возможно, остальные электроприборы не пострадают.

Именно по этой причине, ПУЭ жестко предписывают: защитное заземление и зануление электроустановок должно быть организовано независимо друг от друга, с помощью разных линий.

Для справки: Обычно используется цветовая маркировка проводов:

1. Фаза — коричневого или белого цвета.
2. Рабочий ноль — синего цвета.
3. Защитное заземление — желто-зеленая оболочка.

Если у вас жилье современной постройки, значит зануление и заземление выполнено согласно Правилам устройства электроустановок. Это легко проверить, взглянув на вводной кабель в щитке. Кроме того, вы сами можете проверить правильность подключения.

Определение мультиметром или тестером

Начнем с того, что определить фазу лучше всего с помощью отвертки, совмещенной с индикатором. Будем исходить из того, что если в хозяйстве есть мультиметр, индикатор найдется наверняка. В крайнем случае, можно сделать следующее. В некоторых случаях может помочь определение с помощью мультиметра напряжения между проводом и трубой отопления или водоснабжения. К сожалению, результат здесь не всегда предсказуем. Чаще всего, напряжение между фазой и системой отопления близко к 220 В, во всяком случае, оно должно быть выше, чем между тем же отоплением и нулем. Картина может измениться, например, если вороватый сосед использует трубы отопления как рабочее заземление.

В трехпроводных схемах мультиметр покажет рабочее напряжение между проводником, на который подана фаза и любым из двух других. Определение, какой ноль рабочий, а какой – земля, можно проводить по методике, изложенной выше, то есть, отсоединив на щитке один из приходящих нулей и воспользовавшись контрольной лампой.

Множественные связи нейтрали с землей

Другое заблуждение при обустройстве заземления оборудования заключается в том, что нейтраль обязательно должна быть привязана к заземляющему проводнику. В системе или подсистеме допускается только одна связь между нейтралью и землей, которая обычно находится на входе в объект, если нет отдельной вторичной системы электроснабжения. Отдельная вторичная система электроснабжения – это которая питается от трансформатора, генератора или другого преобразователя некоторого типа. Такие цепи должны быть заземлены согласно ПУЭ (глава 1.7).

Нейтраль должна прокладываться отдельно от заземляющего проводника во всех распределительных коробках после входа. Иначе дополнительные связи нейтрали с заземлением в энергосистеме будут вызывать протекание нейтральных токов по заземляющей системе.

Связь заземления с нейтралью в розетке

На рисунке показано, как нейтральный ток может попасть в систему заземления благодаря дополнительной связи нейтрали с заземлением в розетке

Обратите внимание, что ток будет протекать не только в заземляющем проводе для системы питания, но и по экранной оплетке кабеля связи между двумя ПК

Если связь нейтрали с заземлением должна быть восстановлена (например, из-за высокого напряжения между ними при протяженных кабельных трассах), то это можно сделать через отдельную систему повторного заземления.

Заземление вторичной обмотки трансформатора (глухозаземленная нейтраль)

Видео

Источники

• https://ProFazu.ru/elektrosnabzhenie/elektroset/faza-i-nol-v-elektrike.html
• https://rusenergetics.ru/polezno-znat/faza-nol
• https://220v.guru/elementy-elektriki/provodka/rol-i-naznachenie-nulevogo-provoda.html
• https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/vidy-i-rezhimy-raboty-nulevogo-provoda-chto-eto-takoe/
• https://pauk.top/nulevoy-provod.html
• https://Elektrik-a.su/kabeli-i-provoda/zazemleniya/zazemlenie-i-nulevoj-provod-482
• https://prokommunikacii.ru/elektrika/elektroprovodka/nulevojj-provod-ego-opredelenie-i-naznachenie.html
• https://stroychik.ru/elektrika/cvetovaya-markirovka-provodov

Глухое заземление силовых трансформаторов на землю

Все, что связано с распределительной сетью 0,4 кВ – это нейтраль с глухим заземлением на землю. Представленному типу отводится особое место и роль в плане безопасности. При появлении короткого замыкания на землю срабатывает защита, в частности, перегорают ПН-2 или отключается автомат. Относительно такой сети разрабатываются и защиты для проводки в домах и квартирах. Ярким примером является действие УЗО, обеспечивающее выявление токов утечки.

Основными преимуществами такого типа нейтрали считаются:

1. Идеально подходит для распределения электрической энергии, обеспечивает работоспособность бытового и специализированного однофазного/трехфазного оборудования.
2. Схема защиты не требует специализированного и дорогого оборудования. Технические средства по типу предохранителей или автоматов легко справляются с глухим замыканием на землю.

К недостаткам относится:

1. Защиты нечувствительны при дальнем КЗ. Необходимо точный расчет омического сопротивления петли фазы-нуль и правильный выбор автоматов или предохранителей.
2. Срабатывания не возникает при отсутствии замыкания на землю. Это представляет опасность для человека, что корректируется через использование изолированных проводов.

Недостаточное сечение нейтрального проводника

С ростом количества электронного оборудования в коммерческих зданиях возникает беспокойство по поводу увеличения тока, проходящего через нейтральный проводник. При сбалансированной трехфазной нагрузке ток, протекающий в нейтрали, в теории равен нулю.

Нейтральный проводник – ток равен нулю при симметричной нагрузке

Однако компьютеры, лазерные принтеры и другие электронные офисные устройства используют один и тот же тип блоков питания (БП), которые как правило являются однофазными. Для питания требуется постоянное напряжение нескольких значений, например, +3 В, ± 5 В, +12 В.

Блок питания – функциональная электрическая схема

Это постоянное напряжение получается сначала путём выпрямления переменного напряжения через диодный мост. Затем для фильтрации и сглаживания полученного выпрямленного напряжения используется конденсатор. Далее следует преобразователь постоянного напряжения, который и формирует напряжение для низковольтной нагрузки. Этот тип БП называют импульсным.

Проблема с устройствами, которые используют такие БП, заключается в том, что они генерируют гармонические колебания третьего порядка, которые возвращаются обратно в энергетическую систему.

Ток в нейтрали когда есть гармоники высоких частот

Гармоники третьего порядка – это гармонические колебания напряжения, частота которых кратна 3*n (где n – натуральные нечётные числа для импульсных БП) по отношению к основной частоте, то есть множитель равен 3, 9, 15, 21 и т.д. Поэтому для трёхфазной системы, имеющей сбалансированные однофазные нагрузки, присутствуют фундаментальная и третья гармонические составляющие.

Применение закона Кирхгофа для узла N показывает, что сумма токов базовой частоты в нейтрали должна быть равна нулю. Но наличие совпадающих по частоте и фазе гармоник третьего порядка в каждой фазе питания даёт в сумме величину тока в три раза больше каждого тока третьей гармоники.

Это становится проблемой в офисных зданиях, когда несколько однофазных нагрузок питаются от трёхфазной системы. Отдельные провода нейтрали проходят с каждой линией, поэтому ток нейтрали будет эквивалентен току линии. Однако, когда все нейтрали возвращаются в распределительный щит или трансформаторную подстанцию, суммарные токи всех трёх фаз могут вызвать перегрев и даже привести к выходу из строя нейтрального проводника.

В офисных зданиях разные помещения как правило питаются от разных фаз, чтобы сбалансировать нагрузку. Однако, нейтральный проводник обычно один для всех трёх фаз, и его сечения может быть недостаточно для протекающих токов. Это может привести к катастрофическим результатам, если доля нелинейных нагрузок, богатых гармониками третьего порядка, достаточно велика. В этом случае ток нейтрали может достигать 173% от фазных токов.