Что такое фаза, ноль и земля: простыми словами, как найти и цветовые обозначения

Электрика

Понятия «фазы», «ноля» и «земли» встречаются одними из первых при знакомстве с электротехникой. Постараемся простыми словами объяснить, что это такое и как их найти, используя специальные приборы, буквенные и цветовые обозначения проводов. А также рассмотрим проблему обрыва нуля и типовые схемы подключения.

Фаза и ноль в электричестве

Фаза и ноль в электричестве

Прежде всего, нужно обратиться к элементарным знаниям о природе электрического тока, без которых будет сложно вникнуть в принципы электротехники.

Электрический ток представляет собой движение электрически заряженных частиц (в большинстве случаев под такими зарядами понимаются отрицательно заряженные электроны) в электрическом поле. Сила тока, т.е. количество частиц, проходящих в единицу времени через единицу сечения проводника, обозначается буквой I и измеряется в амперах (А). Частицы, движущиеся в проводящей среде, производят определенное количество работы, за счет которой все электроприборы выполняют свои функции. Использование электрического тока в технике подразумевает возможность длительного его поддержания. А для этого требуется выполнение двух условий.

Первое условие – существование замкнутого контура, по которому он будет проходить. Если цепь разомкнута, то имеющийся заряд просто переместится в крайнее положение в соответствии с направлением электрического поля (а это произойдет за доли секунды). Замкнутый же контур обеспечивает прохождение тока в течение требуемого времени. При этом контур должен обладать определённым значением сопротивления R, характеризующего проводящие свойства материала. Чем больше значение сопротивления, измеряемого в Омах (Ом), тем труднее частицам осуществлять движение, а значит и ток при этом будет меньше.

Вторым необходимым условием является наличие напряжения (или разницы потенциалов) между двумя точками контура. Напряжением называют физическую величину, показывающую, сколько работы будет произведено при перемещении единичного заряда между двумя выбранными точками электрического поля. Т.е., чем больше напряжение, тем больше энергии (или работы) можно получить от движения одного и того же количества заряженных частиц. Напряжение зависит от характеристик его источника (аккумуляторная батарея, трансформатор, генератор), измеряется в вольтах (В) и обозначается буквой U. Нулевое напряжение между двумя разнесенными точками свидетельствует об отсутствии разницы потенциалов между ними и означает, что при соединении этих точек проводником ток в такой цепи не возникнет.

Итак, для того, чтобы получить электрический ток, нам понадобятся как минимум две точки: откуда он пойдёт и куда он пойдёт. Впрочем, для бытовой сети переменного тока понятие «направление» условно, так как термин «переменный» говорит о том, что частицы периодически начинают перемещаться в обратную сторону. Такое изменение направления происходит 50 раз в секунду. Главное, что в любой момент времени между этими точками существует разность потенциалов. Одну из этих точек принято считать точкой нулевого потенциала, к ней и присоединяется нулевой проводник, или ноль, вторую же точку, чей потенциал отличен от потенциала первой, называют фазой.

Фаза и ноль: понятия и отличие

Почему для обозначения одного из проводов выбрано слово «фаза»? Дело в природе переменного тока и в технологии его получения и передачи. Переменный ток получается при вращении турбины генератора, который создает вращающееся электромагнитное поле, приводя тем самым в движение электроны. Так как поле при вращении изменяет свое положение в пространстве, то и наводимый им ток периодически меняет свое значение, направление и величину напряжения. Все эти изменения происходят по синусоидальному закону, и вот здесь-то и появляется понятие фазы – характеристики волны в определенный промежуток времени. Если две одинаковые синусоидальные волны запустить с задержкой по времени, то между двумя равнозначными точками этих волн возникает фазовый сдвиг, измеряемый в градусах.

Когда-то, более ста лет назад, на заре развития электротехники было установлено, что в силу определенных физических свойств наиболее выгодно передавать электроэнергию системой из трех проводов. По каждому из этих проводов подается переменное напряжение, чьё колебание отличается от волны напряжения в двух других на 120°. Таким образом, ток и напряжение в этих проводах в один и тот же момент времени находятся в трех разных фазах, то есть, они отличаются друг от друга на определенную величину. Это трехфазная система передачи электроэнергии.

В электросетях общего назначения применяется трехфазная система со стандартным напряжением между фазами 400 В (или 380 В по старым стандартам). Именно такое напряжение подается на шины электрощита многоквартирных домов и большинства нежилых зданий. А вот чтобы объяснить появление всем известной цифры 220 В, как раз и следует обратиться к понятиям фазы и ноля.

Фаза, как можно догадаться из самого названия, представляет собой один из проводов трехфазной сети, находящихся под напряжением относительно нейтральной точки, а также все провода, присоединенные к нему. В квартиру от подъездного электрощита или в частный дом от воздушной линии электропередачи приходит провод, подключенный к одной из трех фаз.

Но, как нам уже известно, для того, чтобы в нашу домашнюю сеть поступал электрический ток, необходимо, чтобы этому току было куда уходить. Можно завести в квартиру провод, присоединенный к другой фазе общей сети. Но тогда между двумя проводами, а значит и в розетках и на контактах патронов светильников, возникнет напряжение 380 В, которое избыточно для бытовых нужд и несет гораздо большую опасность, чем вполне достаточные стандартные 220 (230) В. Поэтому в квартиры, дома и большинство помещений других зданий заводят не вторую фазу, а провод с нулевым потенциалом, относительно которого все три фазы будут иметь привычное для нас напряжение 220 В. Откуда же появился этот провод с нулевым потенциалом в трехфазной сети? На самом деле, обычная трехфазная сеть общего назначения (то есть напряжением 380 В) является трехфазной четырехпроводной сетью, четвертый провод которой и есть тот самый провод с нулевым потенциалом.

Здесь следует немного рассказать о трансформаторных подстанциях, которые снабжают нас электроэнергией. Главный элемент таких подстанций – трансформатор, который преобразует высокое напряжение (все, что больше 1000 В) в низкое, используемое конечным потребителем. Подавляющее большинство трансформаторов в подстанциях представляет собой трехфазный агрегат, обмотки которого соединены между собой в своеобразную трехлучевую звезду. То есть у всех обмоток трансформатора есть одна общая точка – нейтраль. Это и есть точка нулевого потенциала, относительно которой противоположные точки обмоток будут иметь напряжение 220 (230) В. К этой точке присоединен четвертый провод трехфазной сети. Такой провод называется нейтральным проводом.

Ноль – это провод, подключенный к нейтральному проводу трехфазной четырехпроводной сети.

А так как нейтраль трансформатора в сети общего назначения соединена с землей (в буквальном смысле – соединена посредством вкопанных в землю металлических полос), то и сама земля на определенном расстоянии от подстанции имеет потенциал, равный потенциалу нейтрали, принятый за нулевой.

В этом и состоит главное для нас отличие фазы от ноля. Напряжение между нулём и землей, а значит и всеми конструкциями, соединенными с землей – стенами, трубопроводами, столбами и т.п. – равно нулю, ну, или имеет значение, близкое к нулю. Соответственно, напряжение фазы относительно этих конструкций равно 220 В.

Характеристики: фаза, ноль

Фаза

Выражаясь условно, по фазе ток поступает в наши помещения. Почему условно? Потому что переменный ток периодически меняет своё направление на противоположное. При этом соответствующим образом меняется и потенциал фазного провода, то уменьшаясь до нуля, то увеличиваясь до номинального значения. Грубо говоря, фаза и ноль меняются местами пятьдесят раз в секунду (именно такова частота переменного тока в наших сетях). Получается, что при совершении полезной для нас работы фаза и ноль абсолютно равнозначны. Но тогда имеет ли смысл различать эти два провода? Оказывается, имеет. Дело в том, что фаза соединена с землёй только через большое сопротивление. Это сопротивление приборов, подключенных в сеть и сопротивление трансформаторной обмотки, от которой запитана данная фаза. Поэтому фаза всегда имеет напряжение, близкое к номинальному, по отношению не только к нулю, но и ко всем конструкциям, соединённым с землёй через относительно маленькое сопротивление. Это делает её опасной для человека и животных, и прикосновение к ней может привести к серьёзным последствиям, вплоть до смерти.

Ноль

Ноль, в свою очередь, непосредственно, то есть через относительно малое сопротивление подключен как к нейтральной точке трансформатора, так и к земле. Причем к земле нулевой провод присоединяется не только на нейтрали в подстанции, но и повторно в каждом электрощите, в который он приходит. Получается, что потенциалы ноля и всех заземленных конструкций одинаковы на всем протяжении времени. Этим достигается относительная безопасность прикосновения к нулю, так как разности потенциалов между ним и всеми поверхностями, окружающими нас, практически не возникает. Впрочем, всегда следует избегать прикосновения к любым оголённым частям электрической сети, так как нельзя заранее предугадать, в каком техническом состоянии они находятся. Например, в случае обрыва связи с землёй, ноль вполне может оказаться под напряжением.

Как найти ноль и фазу

Проверка с помощью индикаторной лампы

Проверка с помощью индикаторной лампы

Одним из самых распространённых приборов для проверки наличия напряжения является двухполюсный указатель низкого напряжения (УНН). Двухполюсный – потому что такой прибор имеет два провода, снабжённых металлическими контактами. Работа прибора основана на протекании тока по его цепи. Нагрузкой здесь выступает лампочка, встроенная в прибор. Наличие напряжения между двумя точками определяется по её свету. Для выполнения проверки нужно прикоснуться к исследуемым точкам и посмотреть, загорается ли лампа. Если лампа загорелась в полную силу, то напряжение присутствует. Более продвинутые указатели даже имеют шкалу значений напряжений, что немного облегчает процесс.

Для нахождения фазы и нуля следует:

  • ­Найти поблизости любую металлическую конструкцию, заведомо соединённую с землёй. Это может быть корпус электрощита, труба водоснабжения или металлический косяк дверного проёма.
  • Присоединить металлический наконечник одного из проводов указателя к этой конструкции. Контакт должен быть уверенным и надёжным. Проследите, чтобы в месте контакта на поверхности конструкции не было краски.
  • Наконечником второго провода указателя прикоснуться поочерёдно ко всем проводам и клеммам, на которых нужно найти фазу или ноль.
  • Отслеживать загорание лампы указателя. При соединении с фазой, лампа загорится в полную силу. При соединении с проводниками, находящимися под нулевым потенциалом, лампа не загорится. ВНИМАНИЕ: отсутствие индикации не значит, что проверяемый элемент соединен с нулём. Это всего лишь означает, что на таком проводе или клемме отсутствует фаза. Часто можно увидеть, что лампа зажигается не в полную силу, что свидетельствует о присутствии так называемого наведённого напряжения – напряжения, которое возникает при нахождении незаземлённого или незанулённого провода или элемента конструкции вблизи от проводов, в которых присутствует рабочее напряжение. Прикасаться руками к проводу под наведённым напряжением нельзя, так как такое напряжение может быть довольно опасным.
  • После того, как определена фаза и элементы с нулевым потенциалом, нужно приставить один провод указателя к фазе, а другим поочередно прикоснуться ко всем элементам, на которых фазы нет.
  • По лампе указателя определить ноль: там, где указатель зажёгся на полную – очевидно присутствует ноль (или земля); там, где указатель не загорелся – ноля нет.

Индикаторная отвёртка

Индикаторная отвёртка

Индикаторная отвёртка, или однополюсный указатель напряжения, более прост в обращении, так как прикосновение осуществляется только в одной точке – в той, которую обследуют на наличие фазного напряжения. Работа таких приборов основана на протекании ёмкостного тока от исследуемого проводника через конденсатор, встроенный в прибор и далее через тело человека. Ёмкостный ток – это ток, возникающий на обкладках конденсатора (который в свою очередь можно рассматривать как разрыв цепи). То есть, в цепи, создаваемой человеком и индикаторной отвёрткой в его руке, не возникает активного тока каких-либо существенных значений. Ёмкостный ток в данном случае чрезвычайно мал, чтобы нанести вред, но достаточен, чтобы показать наличие напряжения.

Всё, что требуется от проверяющего – прикоснуться поочерёдно до всех исследуемых элементов и отследить состояние индикаторной лампы. Загорается в полную силу – есть фаза. Загорается неярко – присутствует наведённое напряжение. Не загорается – фаза отсутствует, наводки тоже нет.

И тут возникает затруднение. Как же отличить ноль от незанулённого провода, если индикатор показывает отсутствие фазы? Во-первых, можно попробовать включить все электроприборы, наверняка запитанные от распаячной коробки или щитка, которые вы обследуете. Если при этом на спорном проводе появилось рабочее или наведённое напряжение, то дело сделано – можно утверждать, что это точно не нулевой провод. Если же индикатор по-прежнему ничего не показывает, а выверить схему визуально так и не получается, то всё же придётся обратиться за помощью к другим методам определения нуля, подразумевающим использование двухполюсных приборов.

Мультиметр

Мультиметр

Мультиметр представляет собой электронный измерительный инструмент, широко применяемый людьми, работающими с электротехникой. По сути, это тот же двухполюсный указатель, только, благодаря своей электронной схеме, позволяющий производить измерения как напряжения, так и других параметров электросети. Встречаются мультиметры с немного отличающимся функционалом, но в подавляющем большинстве из них реализована возможность измерения величины переменного и постоянного напряжения разных диапазонов, а также сопротивления.

Порядок работы с мультиметром при нахождении фазы и нуля абсолютно идентичен работе с двухполюсным указателем напряжения, приведённым выше. Единственное отличие здесь проявится на начальном этапе, когда мультиметр следует настроить на измеряемый параметр. То есть нужно установить переключатель в положение, соответствующее переменному напряжению выше 230 В (например, 750 В). Всё, дальше действуем по порядку, изложенному для индикаторной лампы.

Главное преимущество работы с мультиметром – он показывает, разумеется, с определённой погрешностью, числовое значение параметров, а значит, с его помощью можно узнать практически точную величину напряжения и сопротивлений отдельных участков сети, что часто требуется при ремонтных работах. В нашем случае, однако, такой точности не требуется. Достаточно лишь знать, что напряжение на проводе близко к номинальному, а значит – это фаза.

Использование лампы накаливания

Использование лампы накаливания

Если под рукой нет никакого двухполюсного аппарата, – указателя напряжения или мультиметра – то в ход может быть пущено самодельное устройство индикации. Такое устройство чаще всего состоит из обычной лампы накаливания, вкрученной в патрон, к контактом которого присоединены два провода с оголёнными концами. В принципе, это своего рода суррогат обычного двухполюсного индикатора и в безвыходном положении с помощью него можно проверить наличие напряжения между двумя точками схемы. То есть, работая по порядку, описанному для указателя напряжения, можно добиться некоторых результатов. Но следует помнить о недостатках такого способа:

  • Подобный самодельный прибор несёт опасность поражения электрическим током вследствие того, что его части не испытаны на лабораторных стендах в отличие от заводских индикаторов. Всегда есть вероятность недоработок при его сборке. Ненадёжно затянут контакт, повреждена изоляция проводов и т.п.
  • Ток через обычную лампу накаливания будет достаточно большим для того, чтобы создавать значительное искрение в местах присоединения к фазе или нулю. Об опасности возникновения искр можно и не говорить. Попадание в глаза, повреждение изоляции, создание нагара на металле – всё это крайне нежелательные эффекты.
  • Дополнительную опасность влечёт и хрупкость самой лампы. При неосторожном обращении её стекло легко раскалывается.

Но у лампы накаливания есть и свой плюс. Она вообще не будет гореть при подключении её между нулём и проводом под «наводкой». Напомним, что при других описанных методах проверки могут возникнуть показания наведённого напряжения, присутствие которого сбивает с толку, так как есть вероятность, что это просто «просевшее» напряжение фазы.

И всё же, использовать такой метод крайне не рекомендуется в силу его небезопасности, особенно для непрофессионалов. Мало того, такой основополагающий документ, как «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок» прямо запрещает применение ламп:

«19.5. В электроустановках напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью при применении двухполюсного указателя проверять отсутствие напряжения нужно как между фазами, так и между каждой фазой и заземленным корпусом оборудования или защитным проводником. Разрешается применять предварительно проверенный вольтметр. Запрещено пользоваться контрольными лампами».

Определение сопротивления петли «фаза – ноль»

 Определение сопротивления петли «фаза – ноль»

Петля фаза-ноль – это электрически связанный контур, состоящий из фазного провода, нулевого провода и соответствующей обмотки трансформатора. Сопротивление этого контура важно знать для выбора защитных аппаратов. Чем меньше сопротивление этого контура, тем больший ток будет проходить по нему в случае короткого замыкания. Исходя из этих величин, проверяется правильность выбора уставок дифференциальных автоматов, УЗО, выключателей и реле. Такие расчеты необходимы для обеспечения чёткой работы системы защиты, предусмотренной для данного участка электросетей.

Измерение петли Ф-Н производятся с периодичностью, установленной «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (сокращенно – ПТЭЭП). Почему возникает потребность в регулярной проверке данных параметров? Потому что со временем на разных участках цепи могут возникать такие явления, как ослабление контактов, коррозия, окисление поверхностей, запыление и другие процессы, ухудшающие проводящие свойства сети.

Для измерения сопротивления петли используют два метода: без отключения и с отключением. При первом способе используют специальные измерительные приборы, которые подсоединяют к нулевому и фазному контакту на нужном участке (например, в электрощитке или в комнатной розетке). Прибор производит искусственное кратковременное короткое замыкание или замыкание через встроенную откалиброванную нагрузку. В результате возникает возможность измерить необходимые параметры.

Второй способ подразумевает полное снятие напряжения и не слишком удобен для применения в действующих электроустановках, поэтому применяется редко.

Реакция электроприборов на обрыв нуля

Одна из типичных проблем в бытовой сети 380/220 В – обрыв нейтрального провода. Такая ситуация встречается чаще, чем повреждение фазного проводника по следующей причине. При стандартной компоновке электрощитка все фазные провода, расходящиеся по разным помещениям квартиры, подключены к автоматическим выключателям. Один провод на автомат или несколько – не важно, главное, что они непосредственно зажаты в клеммах отключающего аппарата. А нулевые провода обычно присоединены к медной или алюминиевой шинке без какого-то защитного устройства. Более того, «Правилами эксплуатации электроустановок» (общепринятая аббревиатура – ПУЭ) запрещается присоединение такого аппарата в цепь нулевых и заземляющих проводов:

«1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей».

В силу таких обстоятельств возникает следующая ситуация. При недостаточно хорошем контакте на зажимах провода и при значительной величине тока появляется вероятность местного нагрева. Если подобная ситуация возникает на клеммах автоматических выключателей, то через некоторое время такой автомат отключится защитой от перегрузки, потому что эта защита не отличает перегрузку от местного нагрева. Срабатывают тепловые расцепители, которым всё равно, из-за чего произошло повышение температуры. Таким образом, фазные провода не будут подвергаться нагреву слишком долго.

С нулевым проводом ситуация несколько отличается. Так как он подключен не к автомату, а к металлической шинке, то, в случае плохого контакта, такой провод будет греться до тех пор, пока не отгорит окончательно. И это довольно распространённая проблема, учитывая, что большинство потребителей не особо часто заглядывают в электрощиток для профилактических работ.

Кроме того, нулевой провод может оборваться и внутри самих приборов, в розетках и в распаячных коробках. Но вероятность такого события примерно равна вероятности обрыва фазного провода.

Любой однофазный прибор при обрыве нуля в пределах квартиры просто прекратит работу, так как разорвется замкнутый контур, необходимый для протекания тока.

Гораздо опаснее обрыв нулевого провода, проложенного от вводного устройства дома до этажного щитка. Электрический контур квартирной сети при этом не обрывается. Но в щитке возникает перекос напряжений между тремя фазами – при различной нагрузке на каждой из них величина напряжения тоже будет отличаться. На фазах с меньшей нагрузкой оно может превысить максимально допустимые значения, повышая риск выхода из строя приборов. На фазах с большой нагрузкой, напротив, оно уменьшится до значений, при которых приборы не смогут работать.

Технически, с точки зрения квартирной сети, в случае обрыва нейтральной жилы до этажного щитка, ноль по-прежнему остаётся в наличии. Но по-настоящему нулевым потенциалом он будет обладать только при идеально симметричной нагрузке на всех трёх фазах этажного щитка.

Чем опасно повреждение нулевого провода

7. Чем опасно повреждение нулевого провода

Обрыв нейтрального провода, как в цепях 220 В, так и в общих цепях 380 В несёт определённый набор негативных последствий:

220 В

  • электроприборы перестают работать;
  • в случае подключения заземляющего контакта в розетках или в самих приборах к нулевому проводу вместо отдельного приходящего провода заземления, на корпусе и других проводящих частях прибора, которые должны быть заземлены, появляется смертельно опасный потенциал. Такое защитное зануление не допускается, но ещё встречается в старых зданиях.

380 В

  • однофазные электроприборы перестают работать, если напряжение на данной фазе становится меньше порогового значения;
  • однофазные электроприборы выходят из строя из-за повышенного напряжения на данной фазе;
  • возникает риск пробоя изоляции, короткого замыкания, поражения людей электрическим током и пожара;
  • трёхфазные электроприборы могут работать неправильно из-за перекоса фаз.

Что такое заземление и нейтральный провод

Заземление – это преднамеренное соединение проводящих частей электрооборудования с землёй. Вернее, части оборудования соединяются с заземляющим устройством, которое имеет связь с заземлителем, вкопанным в землю. Заземление является важнейшим элементом системы электробезопасности.

Заземляющий проводник, или защитный нулевой провод, как и нейтраль, обладает нулевым потенциалом. Он так же присоединён к нейтральной точке питающего трансформатора. На протяжении всей сети эти два проводника неоднократно объединяются в электрощитках и в трансформаторных подстанциях. Так зачем же им дали разные названия и говорят, как о разных понятиях, при этом обозначающих, по сути, одно и то же?

Дело в том, что нейтраль ­– это часть контура, по которому в нормальных условиях должен протекать рабочий ток. А проводник заземления ­– это часть защитной системы. Он предназначен:

  • для отвода тока в «землю» при аварийном замыкании фазы на корпус оборудования. В этом случае возникает режим короткого замыкание на землю, при котором срабатывает автоматический выключатель, прерывающий питание оборудования. Если заземление корпуса отсутствует, то он может оставаться под полным рабочим напряжением до того момента, когда к нему прикоснётся человек, что чревато трагедией;
  • для удаления наведённого потенциала с частей, которые в нормальном состоянии не должны находиться под напряжением (наведённый потенциал проявляется в лёгком «ударе током» при прикосновении, например, к электроплите, не подключенной к заземлению).

Таким образом, разделение нейтрали и провода заземления совершенно оправдано, так как повышает уровень безопасности. Несмотря на дополнительные расходы при использовании третьей жилы в домашней проводке, такая система считается вполне целесообразной и даже обязательной.

Подключение нейтрального провода и заземления

Подключение нейтрального провода и заземления

Схемы подключения

Для подключения объектов к сети общего назначения 380/220 В используют два типа схем:

  • Для многоквартирных домов и нежилых зданий с трёхфазным вводом применяется схема TN-C-S, где буква T обозначает, что нейтраль трансформатора заземлена; N говорит о том, что все открытые проводящие части оборудования объекта подключены к нейтрали трансформатора; сочетание букв C-S указывает на то, что нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник (заземление) объединены на некоторых участках сети и разъединены на других.

То есть, с подстанции в щитовую дома приходит четырёхжильный кабель: три фазы и нейтраль. По этажным щиткам от общей щитовой расходятся уже пятипроводные линии: три фазы, нейтраль и провод системы заземления, который присоединён к шине заземления в электрощите. Эта шина, в свою очередь, имеет связь с шиной нейтрали и с контуром заземления, который обязательно присутствует в каждом здании.

Другой вариант такой схемы: от общего щита по этажным щиткам расходятся четырёхпроводные линии без отдельного провода заземления. А уже в этажных щитках происходит разделение на нейтральную шину и шину заземления. Так что при обоих вариантах по квартирам расходятся однофазные трёхпроводные линии: фаза, ноль, земля.

  • Для электроснабжения частной застройки используется система TT, означающая что нейтраль трансформатора заземлена, а открытые проводящие части заземлены отдельно от нейтрали трансформатора. При такой схеме в каждый дом приходит два провода: фаза и нуль; заземление же, к которому подключены специальные контакты вилок приборов, обустраивается на месте – вкапывается заземлитель, монтируется контур заземления, к нему присоединятся провод заземления, идущий к шинке в электрощитке.

В старых домах, как многоквартирных, так и частных, третьего провода не предусматривалось. Это так называемая система TN-C, чья особенность состоит в том, что нулевой рабочий и нулевой защитный проводники здесь объединены на всём протяжении сети. В настоящее время такую систему не применяют и по возможности стараются переделать старую систему под новые стандарты.

Правила подключения

Все отдельные части оборудования, подлежащие заземлению, должны быть присоединены к заземляющему проводнику отдельным ответвлением. Последовательное подключение таких частей к системе заземления не допускается.

Все соединения в системе защитного заземления, так же как и в системе подключения к нейтрали, нужно выполнять способами, обеспечивающими надёжный, качественный контакт. Лучше всего для этих целей подойдёт сварка или болтовое соединение. Но допускается и применение других методов, если соединение выполняется не в помещении с агрессивной средой и если достигаются требуемые параметры качества.

Ни в коем случае нельзя выполнять соединения скруткой проводов без одновременного применения других способов, так как это может привести к ослаблению контакта и снижению рабочих или защитных функций проводки.

Ещё один важный момент – запрет на установку коммутационных аппаратов в цепь заземления или рабочей нейтрали.

Все соединения должны выполняться в местах, доступных для осмотра и обслуживания.

Повторное заземление нулевого провода

Несмотря на то, что нулевой провод подключен к заземлённой нейтрали трансформатора, этого заземления не всегда бывает достаточно, особенно на протяжённых линиях, так как по мере удаления от точки заземления потенциал этого провода начинает отличаться от потенциала земли. А одним из важнейших пунктов безопасной эксплуатации электросетей является полное равенство этих потенциалов.

Поэтому правилами предусматривается устройство повторных заземлений нейтрального проводника. Такие повторные заземления выполняются на вводном устройстве здания, в этажных и распределительных щитках, а также в других пригодных для этого местах. Так называемая система уравнивания потенциала предполагает электрическое объединение во всех распределительных устройствах шины рабочего нуля и шины заземления.

Буквенная маркировка проводов

На схемах, на бирках проводов и на клеммных контактах разные по назначению провода маркируются для удобства монтажа и ремонта.

Фаза

Фаза маркируется буквой L, от английского слова Line – линия. В трёхфазной сети фазы подписываются дополнительно цифрами: L1, L2, L3.

Нуль

Нулевой рабочий провод принято обозначать буквой N – neutral, т.е. «нейтраль». Вообще, понятие «ноль» принято только в русской электротехнической традиции. В странах дальнего зарубежья применяют термин «нейтраль».

Заземление

Защитный нулевой проводник, или проводник заземления маркируют буквами PE – аббревиатурой словосочетания «protective earthing» (буквально, «защитное заземление»). Место для присоединения такого провода обозначают специальным символом заземления, состоящим из одной вертикальной чёрточки и трёх горизонтальных.

Объединённый провод рабочего и защитного нуля будет обозначен как PEN.

Таким образом, с подстанции в дом приходит кабель с проводами L1, L2, L3, PEN, а по квартирам расходятся тройки проводов L, N, PE.

Как окрашиваются провода

 Как окрашиваются провода

В электросетевых предприятиях придерживаются следующей цветовой маркировки оборудования подстанций:

Фазы: жёлтый, зелёный, красный – система «ЖЗК». Буквенное обозначение фаз – A, B, C.

Ноль – синий или голубой.

Земля – чередование продольных или наклонных жёлтых и зелёных полос.

Но в кабелях, которые используются в бытовых сетях, может присутствовать немного иной набор цветов. Есть лишь одно обязательное правило – неизменные цвета для нуля и заземления. Рабочий ноль всегда следует выполнять проводом с синей или голубой изоляцией, а в качестве провода заземления нужно выбирать жилу с жёлто-зелёными полосами. Для остальных жил используются любые другие цвета, кроме двух названных.

Правильно выбранная расцветка, так же, как и маркировка, очень важна для удобного и корректного проведения работ с электрооборудованием. Она помогает быстро оценить соответствие монтажа требуемой схеме или распланировать операции при ремонтных работах. Ошибка при выборе цветов или буквенных обозначений, напротив, может привести к серьёзным последствиям – короткому замыканию или нарушению функции обеспечения безопасности человека. Поэтому перед включением электроустановки в работу следует тщательно проверить надлежащее состояние маркировки.

Прежде всего, нужно чётко определить, какие элементы устройства должны быть присоединены к фазе источника питания, а какие – к нейтрали и земле. Сделать это можно, соотнеся имеющееся перед глазами оборудование со схемой, согласно которой вы будете производить монтаж.

После этого проследите, правильные ли цвета выбраны для проводов, которыми выполнены соединения. Соотнесите эти цвета с буквенными обозначениями на автоматах, клеммах и бирках.

Далее, убедитесь в правильной маркировке питающего кабеля. При помощи измерительных приборов, таких как двухполюсный или однополюсный индикатор, мультиметр, вы легко определите, по какой из жил кабеля приходит фаза. Ноль и землю от источника питания определить можно только по маркировке и расцветке. По большому счёту вам не столь уж и важно, с какой именно шинки (нулевой или заземления) приходит провод на вашу нулевую шинку, т.к. они электрически объединены. Поэтому правильная расцветка этих жил останется на совести тех, кто монтировал этажный щиток.

Только после этого электроустановку можно включать.

Что будет, если перепутать фазу и ноль

В системах, где не предусмотрено защитное заземление, т.е. в старых домах с двухжильной проводкой, замена местами фазы и нуля не приведёт к каким-то особым последствиям. Единственно, на выключателях освещения, куда в нормальном режиме должна приходить фаза, теперь будет приходить нейтраль, а это значит, что в патроне лампы всегда будет присутствовать фаза. Это опасно при проведении ремонта люстры ­ – чистке контактов, замены арматуры патрона или самой люстры.

Другое дело – сети с заземляющим проводником. Если в щитке подключить фазу на нулевую шинку, которая объединена с землёй, то при включении вас ждёт короткое замыкание и отключение питания защитой в этажном щитке. Но самыми серьёзными последствиями грозит такая ошибка в сетях, где заземление выполняется непосредственно на объекте. Если вы перепутали ноль и фазу при монтаже щитка в таком доме, то при некоторых обстоятельствах (большая протяжённость линии, ненадлежащим образом выполненное заземляющее устройство) может произойти следующее. При подаче напряжения фаза придёт на нулевую шинку, повторно заземлённую в щитке. При этом по проводу заземления в землю начнёт уходить часть тока. И если этого тока будет недостаточно для отключения линии на подстанции (это весьма вероятно, так как предохранители в подстанции выбираются на относительно большие величины тока), то произойдёт сильный нагрев проводников и кратно увеличится вероятность возгорания и пожара. Поэтому перед включением вновь смонтированного оборудования обязательно нужно убедиться в правильности подключения.

Вывод

Фаза, ноль, земля – важные электротехнические термины, и понимать их обязан каждый, кто хочет работать с электрикой.

Фаза – провод, по которому ток подаётся.

Ноль – провод, по которому ток уходит обратно в сеть

Эти направления условны, и обсуждаются только для удобства работы.

Главное отличие ноля от фазы в том, что потенциал ноля всегда равен потенциалу земли, а значит прикосновение к нему не повлечёт за собой удар током, если при этом не прикасаться к фазе. Все конструкции из проводящего материала, ­ ­– стали, алюминия, бетона и др. – связанные с землёй, имеют тот же потенциал, что у неё.

Заземление электроустановок и приборов выполняется с целью защиты человека от удара электрическим током.

Для того чтобы надлежащим образом разобраться в проводах перед работой с ними, необходимо иметь при себе инструменты: индикаторную отвёртку, двухполюсный указатель напряжения или мультиметр.

Никогда нельзя прикасаться к оголённым проводам, клеммам или шинам, не убедившись в отсутствии на них напряжения. Перед работами электроустановку или прибор следует обесточить штатными коммутационными аппаратами: штепсельным разъёмом, выключателем, автоматом и др.

Для правильного планирования любых работ по монтажу или ремонту электроустановок будут очень полезными эти три книги: Правила охраны труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭЭ), Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

Команда нашего сайта
Артём Соколов

Артём Соколов

Автор проекта

Аркадий Семёнов

Аркадий Семёнов

Автор статей

Айгюль Соколова

Айгюль Соколова

Контент-менеджер

Всё о чистой энергии, экологии, энергетике, электрике, электронике и электротранспорте - GreenEnergia.ru