Во многих старых многоквартирных домах отсутствует защитный проводник РЕ. Система электроснабжения в таких зданиях обычно состоит из четырёх проводов и называется TN-C. Эта система считается устаревшей и, что особенно тревожно, небезопасной. В данной системе заземление нулевого провода реализуется прямо в пределах зданий.
Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком
Электричество пришло в наши дома более ста лет назад, задав новые стандарты для комфорта и удобства. Тем не менее, такие термины, как фаза, ноль и земля, зачастую становятся предметом недопонимания. Чтобы более глубоко разобраться в этих понятиях и применить их на практике, мы рассмотрим каждое из них детально.
Электрический ток — как это работает?
Из школьного курса физики всем известен факт, что электрический ток может быть постоянным или переменным. Непосредственно к розеткам в жилых помещениях подключен переменный ток с напряжением 220 В, который широко используется в быту.
Электрическая схема представляет собой систему, в которой потребители электрического тока подключаются к источнику питания через два проводника. Один проводник подает ток к электроприборам (он называется фазой), а второй возвращает его обратно (это ноль). Заземление же выполняет функцию защитного проводника, который предназначен для аварийного отведения тока, если случается какое-либо неисправность в системе.
- Фаза — проводник, по которому поступает электрический ток.
- Ноль — отводящий проводник, который служит для выравнивания напряжения в сети.
- Земля — проводник, предназначенный для заземления, который не находится под значительным напряжением и используется в аварийных ситуациях.
Для наглядности представим себе сосуд, в который вода подается по одной трубе и отводится по другой. Подающая труба аналогична фазе, а отводящая — нулю. Сосуд — это условный прибор-потребитель. Если отводящая труба неполадка и перестанет функционировать, уровень воды в сосуде будет постепенно подниматься и, в конечном счете, может привести к его разрушению. Чтобы избежать подобных ситуаций, в сосуд вводят третью трубу — аварийный отвод, который предотвращает переполнение. Эта третья труба выполняет функцию заземления, отводя излишки воды в резервуар.
Принцип работы нулевого проводника
При сравнении электроэнергетических систем новостроек и старых зданий можно заметить явные отличия. Сети в новостройках разрабатываются по типу TN-S:
- Электрический ток поступает от трансформатора или генератора со вторичной обмоткой, соединенной по типу звезда, когда все провода сходятся в одной точке, называемой нулевой;
- Другие концы проводов отводятся к трем клеммам, которые также подключены к этой точке и соединяются заземлением с подстанцией;
- Провод с высоковольтной характеристикой, имеющий нулевое сопротивление, разделяется на рабочий провод (N), который обозначается голубым цветом, и защитный провод (PE), который обозначается желто-зеленым цветом.
В отличие от этого, в старых домах используется система TN-C, которая имеет свои особенности:
- Заземленный ноль располагается в специальной распределительной коробке;
- Провода фазы и нуля от генератора или трансформатора проводят к зданию через подземные или надземные линии высокой напряженности;
- Провода соединяются в щитке ввода, образуя три фазы с номинальным напряжением 220 В или 380 В;
- От щитка провода разводятся по квартирам и подъездам;
- Конечный потребитель получает электричество через один из проводников, а нагрузка устраняется при помощи нулевого провода (N).
Назначение нулевого проводника
Многие ошибочно полагают, что ноль предназначен исключительно для заземления. На самом деле его функция гораздо шире: он соединяет нейтрали электроприборов в трехфазной цепи.
Когда происходит подача различных нагрузок на все фазы, может возникнуть их смещение, известное также как смещение нейтрали. Это приводит к нарушению симметрии напряжений, где одному потребителю может поступать чрезмерно высокая величина тока, а другому — недостаточная. В первом случае устройства могут перегреваться и выходить из строя, а во втором — работать нестабильно и сбойно.
К сведению! Основная цель нулевого проводника заключается в создании цепи для тока короткого замыкания. Эта цепь имеет минимальное сопротивление, что позволяет быстро отключить поврежденное устройство от сети для защиты оборудования.
Принцип работы
В новостройках и старых домах принципы передачи электроэнергии отличаются значительным образом. В новых электросетях реализуется система TN-S:
- Электричество поступает от трансформатора со вторичной обмоткой, соединенной по типу звезда (все провода сходятся в одной точке);
- Вторая часть концов кабелей подводится к клеммам A, B, C, которые также соединены в нулевой точке и подключены по заземляющему контуру к подстанции;
- Провод с высоковольтной характеристикой разделяется на защитный РЕ (желто-зеленый) и рабочий N (голубой).
В общем распределительном щите новостроек подводятся три фазы, защитный проводник и нейтральный провод.
С другой стороны, в старых домах, как упоминалось ранее, отсутствует защитная проводка, и реализована устаревшая четырехпроводная система TN-C:
- Нулевой заземленный провод располагается в распределительной коробке;
- Фаза и ноль от трансформатора подводятся к зданию через ВЛ высокой напряженности;
- Провода соединяются в щитке ввода, образуя трехфазную систему с рабочим напряжением 220 или 380 В;
- От щитка провода разводятся по квартирам и подъездам;
- Потребители получают электроэнергию от проводов одной из фаз через сеть напряжением 220 В;
- Разница в нагрузке компенсируется за счет нулевого провода (N).
Системы подключения старых домов к электросети устарели и могут представлять опасность для пользователей.
Режимы работы
Существуют следующие режимы нейтрали в электрических сетях:
- Глухозаземленный режим — применим для сетей с напряжением 380 вольт до 110 киловольт, где потенциалы нейтрали и земли равны;
- Изолированный режим — используется для сетей на 6, 10 и 35 киловольт, где наблюдаются незначительные утечки тока между нейтралью и землей;
- Частично заземленный режим — подразумевает существование участка сетей с небольшим импедансом и сопротивлением земли.
Нейтральный провод играет ключевую роль в предотвращении аварийных перепадов напряжений и обеспечения релейной защиты от коротких замыканий фазы на землю, а также в повышении надежности работы электрических приборов.
Принцип работы нулевого проводника
Сравнивая новостройки и старые многоквартирные дома, мы можем заметить, что передача электроэнергии и ее принципы работы существенно отличаются. Новые дома проектируются с использованием системы TN-S:
- Электрический ток проходит от трансформатора или генератора со вторичной обмоткой, соединенной по типу звезда, что обеспечивает равнозначный ток;
- Концы проводов отводятся к трем клеммам, которые также подключены к нулевой точке и соединены по контуру заземления с подстанцией;
- Высоковольтный провод, обладающий низким сопротивлением, разделяется на рабочий N (голубого цвета) и защитный PE (желто-зеленый).
Вам это будет интересно: Все об применении кабеля ПУГВ
Что касается старых домов, в них функционирует система TN-C:
- Заземленный ноль располагается в распределительной коробке;
- Фаза и ноль от генератора или трансформатора прокладываются к дому по высоковольтным линиям;
- Кабели соединяются в щитке ввода, образуя три фазы с напряжением 220 В или 380 В;
- От щитка проводка разводится по квартирам и подъездам;
- Конечный потребитель получает электричество от проводника;
- Нагрузка компенсируется за счет подвода нулевого провода (N).
Система заземления TN-S
Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу
Определить, где какой провод находится в домашних условиях, можно многими способами. Мы рассмотрим лишь самые распространенные из них, которые доступны практически каждому: с помощью обычной электрической лампочки, индикаторной отвертки и тестера (мультиметра).
Советы по цветовой маркировке фазных, нулевых и заземляющих проводов можно найти в обучающих видео:
Проверка с помощью электролампы
Перед началом проверки вам следует собрать устройство для тестирования с использованием лампочки. Для этого закрутите лампочку в подходящий патрон и подключите к ней провода, предварительно очистив их от изоляции с помощью стриппера или обычного ножа. Затем нужно поочередно касаться каждым проводом к проводникам в пробном кабеле. Если лампочка зажигается, значит, вы нашли фазный провод. Если же проверяется кабель с двумя жилами, то очевидно, что вторая жила будет нулевой.
Проверка индикаторной отверткой
Индикаторная отвертка является удобным инструментом для электромонтажа. Основной принцип её работы основан на протекании через корпус индикатора емкостного тока. В её конструкции присутствуют несколько ключевых элементов:
- Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который используется для контакта с проводами при проверке;
- Неоновая лампочка, которая загорается при прохождении через неё тока, сигнализируя о наличии фазного потенциала;
- Резистор, который ограничивает величину электрического тока, защищая устройство от перегрузок;
- Контактная площадка, позволяющая при касании с ней создать цепь для проверки.
Профессиональные электромонтеры часто используют более сложные светодиодные индикаторы с двумя встроенными элементами питания, однако простое устройство, произведенное в Китае, вполне доступно для большинства людей и должно находиться в арсенале каждого домовладельца.
Если вы проверяете наличие напряжения на проводе с помощью индикаторной отвертки в яркий день, вам нужно быть особенно внимательным — свечение сигнальной лампы может быть плохо заметно.
Когда вы коснётесь наконечником отвертки фазного провода, сигнализатор должен зажечься. При этом на защитном нуле или заземлении он гореть не должен. Если это происходит, это сигнализирует о неполадках в схеме подключения.
Работая с этим индикатором, обязательно соблюдайте осторожность, чтобы случайно не прикоснуться к проводам под напряжением.
См. видео о том, как наглядно определить фазу:
Проверка мультиметром
Чтобы определить фазный провод с помощью мультиметра, установите его в режим вольтметра и выполните измерения попарно, проверяя напряжение между контактами. Напряжение между фазой и любым другим проводом должно составлять 220 В, а при контакте заземления и нулевого провода показывать нулевое значение напряжения.
Что такое заземление и нейтральный провод
Функция нулевого проводника (нейтрали) заключается в балансировке потенциалов нескольких фаз и обеспечение потребителей электричеством. Нулевой провод соединяется с глухозаземленной нейтралью трансформатора. В частных домах часто используется однофазное подключение с двумя проводами: нулевым и фазным. Чтобы соединить ноль и землю, применяется заземляющий контур. Нейтральный провод обычно маркируется голубым цветом.
Проводник заземления обеспечивает безопасность всей электрической сети при ее неисправности. В нормальном рабочем режиме он проводит ток, а в случае серьезных сбоев отводит его в землю. Провод РЕ маркируется сине-желтым цветом.
Нейтраль и защита в одном проводе обозначают как PEN, и цветовая маркировка такой проводки — голубой, с желтыми и зелеными полосками на концах.
Схема подключения нейтрального провода и заземления
В соответствии с международным стандартом МЭК-364 и национальным стандартом ГОСТ 30331.1-95 приводятся схемы подключения сети с нагрузкой до 380 Вольт. Этим стандартам следует придерживаться для обеспечения безопасной эксплуатации электрической сети в вашем доме.
Отдельная линия заземления TN-CS. Нейтральный и защитные проводники сети соединяются между собой. Если используется двухпроводный PEN-кабель, в определенной точке он разделяется на нейтральный и защитный провод. Провода PE соединяются с проводами N. Уровень защиты в данной системе зависит от места разделения:
- Если разделение происходит до места, где провода PEN разводятся, то фазный провод и устройство защиты отводят напряжение в нейтраль, откуда оно идет далее к защитному проводу;
- При разделении после этого места, опасное напряжение не проходит на корпус электроприборов, а передается напрямую на защитный провод.
Однако, в многоэтажных домах не всегда удается осуществить подобную систему заземления.
Отдельный заземляющий контур TN-S. В этой системе заземление электрической сети производится на месте нейтрали трансформатора, откуда провода выводятся на устройства. Трехфазная квартира со полностью изолированным нейтральным проводом обеспечивает максимальную защиту от возможных сбоев в работе. Повреждение нулевого проводника на любом участке не влияет на защитный провод, что исключает риски для жизни человека. Однако, в этом случае может возникнуть временное отключение техники.
Правила подключения нейтрали
Раздел 1.7 ПУЭ подробно рассматривает вопросы, касающиеся электрической безопасности при заземлении. Основные положения, представленные в нормативном акте, таковы:
- Для электрических установок с напряжением более 1 кВ требуется применять глухозаземленную нейтраль, отводящую большие токи короткого замыкания в грунт;
- Для оборудования с напряжением до 1 кВ допускается использование как изолированной, так и глухозаземленной нейтрали;
- Глухозаземленная нейтраль обязательно зануляется и подключается к линии заземления через трансформатор;
- Заземление и нейтраль выполнены с использованием медных проводников (сечение 4 мм²), алюминиевых проводников (сечение 6 мм²) и изолированных проводов (1,5 мм² и 2,5 мм²);
- Если в одной скрутке соединяются медные кабели, их сечение должно составлять не менее 1 мм², а для алюминиевых — 2,5 мм²;
- Если от щитка квартиры или этажа ведутся три провода, получают защитную нейтраль;
- При прокладке группової сети с помощью двух кабелей защитная нейтраль подводится от ближайшего щита;
- Все household appliances, такие как чайники, кондиционеры, компьютеры, стиральные машины, кипятильники и холодильники, подключаются к нулевому проводу.
При правильном подключении защитный нулевой провод способен предотвратить повреждение электрической сети и травмы людей в случае короткого замыкания. Нейтральные провода равномерно распределяют нагрузку по всем линиям в многоэтажных жилых домах. Все подключения должны осуществляться в полном соответствии с нормами ПУЭ.
