Что такое заземление и нейтральный провод. Нулевой провод, фаза ноль

Нулевой рабочий проводник также называют нейтралью. Большинство бытовых приборов питаются от сети переменного 220 В. Для того чтобы подать на них это напряжение, используется один фазный провод, а второй нулевой. Фаза имеет потенциал 220 В, а нулевой провод имеет потенциал 0 относительно источника питания и фазного провода.

Нулевой обозначается как N, а его изоляция должна быть голубого цвета или бело-голубого, в соответствии с цветовой маркировкой кабеля . Часто функции нулевого рабочего провода и защитного совмещаются (для систем заземления TN-C). Такой совместный проводник обозначается PEN и имеет жёлто-зелёную изоляцию с голубыми маркерами (метками) на концах. Аналогичные цветовые обозначения применяются в Европе. В США нулевой рабочий провод может обозначаться белым или серым цветом.

В разных линиях электропередач и сетях могут использоваться различные нейтрали (изолированная, глухозаземлённая, эффективно-заземлённая). Выбор того или иного варианта определяется функциональным назначением сети.

В настоящий момент практически все жилые дома в России имеют системы заземления с глухозаземлённой нейтралью. В этом случае электроэнергия поставляется от трёхфазных генераторов по 3 фазам с потенциалом, а также от генератора идёт четвёртый провод - нейтральный (рабочий ноль). Три фазы в конце линии соединяются звездой: таким образом получается конец нейтрали, которая соединяется с нейтралью питающего генератора. Провод, соединяющий эти две нейтрали и называется рабочим нулевым проводником сети.

В случае симметричной нагрузки на все фазы в рабочем нуле отсутствует. Если же нагрузка распределена неравномерно, то по нулевому рабочему проводнику протекает небаланса. Использование такой схемы позволяет добиться саморегулирования всех трёх фаз, при этом на них почти равно между собой.

Для повышения безопасности рабочий ноль заземляется в конце линии, а также часто применяются дополнительные заземления: в начале линии и в разных её точках. В домах нулевой рабочий провод подводится к распределительному устройству, от которого уже отходят отдельные нулевые проводники к непосредственным потребителям электроэнергии (например, в квартиры).

Помимо сетей с глухозаземлённой нейтралью, также используются электросети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутствует нулевой рабочий провод. Вместо него при необходимости может использоваться нулевой заземляемый провод.

При использовании трёхфазных линий питания в здании, сечение нулевого рабочего проводника должно быть не меньше сечения фазных проводников, при размерах последних до 25 мм2 (алюминий). Если сечение фазных проводников больше 25 мм2, то площадь сечения рабочего нуля должна быть не менее 50% их сечения. Если сеть использует заземляющий рабочий ноль, то при подключении провода к главной заземляющей шине должен присутствовать опознавательный знак "земля".

Даже если на РУ защитный и рабочий нули соединены, дальнейшее их объединение у потребителей не допускается. Т. е. дальше по квартирам пускается два отдельных провода PE и N. Их нельзя соединять потому, что при фаза замыкается на нулевой рабочий проводник, и все устройства, подключённые к защитному проводнику PE (в случае объединения PE и N), окажутся под фазным напряжением, из-за чего возникает большая вероятность поражения человека током.

В первую очередь нужно понять, что же такое фаза , и что ноль , и только после этого - как их найти.

В промышленных масштабах и в быту производится разный ток, это трехфазный переменный и однофазный, соответственно. Трехфазная сеть характерна тем, что переменный ток течет по трем проводам, а возвращается назад - по одному. А однофазная отличается тем, что наша квартирная проводка подключается только к одному из трехфазных проводов , схематически данный процесс изображен на рисунке 1.

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника .

Важно понимать, что возникновение электрического тока возможно исключительно при наличии замкнутой электрической сети (рисунок 2). Состоит такая сеть из следующих элементов:

• обмотка - Lт,
• трансформатор подстанции - 1,
• соединительная линия - 2,
• электропроводка квартиры - 3.

В данной схеме фаза обозначена как L, ноль - N.

Чтобы в замкнутой сети протекал ток, важно обеспечить подключение к ней хотя бы одного потребителя энергии - Rн, иначе тока не будет, однако напряжение в фазе останется.

Обмотка Lт имеет два конца: один из них имеет контакт с грунтом, то есть, заземлен (Змл) и идет от этой точки заземления, он называется нулевым. Другой конец называется фазовым.

Как определить фазу и ноль.

Здесь можно сделать вывод, что напряжение между нулевым и фазовым (220 Вольт) значениями будет равно примерно нулю, этот факт определяется сопротивлением заземления.

Например, по каким-либо причинам может возникнуть ситуация контакта между фазой и металлическим корпусом электроприбора, который является токопроводящим , вследствие чего появится напряжение. Чтобы избежать в такой ситуации поражения электрическим током, необходимо устройство защитного отключения, которое может обеспечить защиту.

В случае, если человек коснется напряженного корпуса этого электроприбора, может возникнуть электрический ток, который будет протекать через тело, причиной тому, наличие электронного контакта между телом и «землей» (рисунок 4). Степень опасности, которая грозит при этом человеку, зависит от величины сопротивления этого контакта, на это могут влиять следующие факторы: например, влажный или металлический пол, контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи, водопроводные трубы) и другие. И, соответственно, чем меньше сопротивление контакта, тем больше опасность.

В такой ситуации заземление корпуса станет решением проблемы (рисунок 5).

На практике этот способ защиты реализуется следующим образом: необходимо проложить отдельный заземляющий проводник РЕ, который затем заземлить тем или иным способом (рисунок 6).

Существуют различные способы заземления, каждый имеет свои достоинства и недостатки, однако это уже тема для отдельной статьи, не будем останавливать сейчас на этом свое внимание.

Сейчас перейдем к рассмотрению нескольких важных практических вопросов.

Как определить фазу и ноль.

При подключении любого электроприбора, возникает закономерный вопрос: где фаза и где ноль ?

Для начала попробуем разобраться, как найти фазу. Самый простой способ, существующий на данный момент, это использовать индикаторную отвертку (рисунок 7). Она состоит из следующих элементов:

• токопроводящее жало - 1,
• индикатор - 2,
• контактная площадка - 3.

Механизм использования такой отвертки довольно прост: токопроводящим жалом касаемся контролируемого участка электрической цепи, пальцем руки - контактной площадки, если индикатор светится, это свидетельствует о наличии фазы.

Еще один способ проверки фазы - использовать мультиметр, или его еще называют тестером. Однако, данный способ более трудоемкий. Мультиметр может работать в различных режимах, в нашем случае необходимо выбрать режим измерения переменного напряжения и установить предел более 220 Вольт. Берем один щуп мультиметра, какой - не имеет значения, и касаемся им участка измеряемой цепи, а другим щупом - естественного заземлителя, в роли которого может быть батарея отопления, либо металлические водопроводные трубы. Индикатором того, что на данном участке цепи присутствует фаза , будут показания мультиметра, соответствующие напряжению сети, то есть около 220 В (рисунок 8).

В случае, если вы провели измерения и они показали отсутствие фазы, утверждать что это ноль нельзя. Пример можно увидеть на рисунке 9:

• a) На данный момент в точке 1 нет фазы,
• b) При замыкании выключателя S фаза появляется.

Поэтому очень важно проверять се возможные варианты.Еще хочется отметить один момент: в случае, если в электропроводке имеется кабель заземления, методом электрических измерений отличить его от нулевого проводника невозможно. Обычно заземление выполняют с использованием провода желто-зеленого цвета, но и это не может дать полной гарантии. Поэтому, проще всего, посмотреть, какой провод подсоединен к заземляющим контактам под крышкой розетки.

Зануление применяется с целью отключить при пробое на корпус поврежденный электроприемник в возможно короткий срок и тем самым ограничить до возможного минимума время, в течение которого поврежденный объект будет представлять опасность для персонала. При занулении отключение поврежденного электроприемника производится под действием тока замыкания на корпус в линии, питающей поврежденный электроприемник.
Для быстрого и надежного срабатывания защиты максимального тока кратность тока замыкания на корпус по отношению к току уставки защиты должна быть как можно больше.
ПУЭ требует (пункт 1.7.79): чтобы ток однофазного замыкания на корпус

1. превосходил - не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя;
2. не менее чем в 3 раза ток уставки расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику;
3. не менее чем в 1,1 Кр раза ток мгновенного срабатывания автомата, имеющего только расцепитель без выдержки времени, где Кр - коэффициент, учитывающий разброс токов срабатывания (по заводским данным). При отсутствии заводских данных о величине разброса кратность тока короткого замыкания относительно величины уставки следует принимать 1,4 для автоматов до 100 А и 1,25 для автоматов с номинальным током более 100 А.

Во взрывоопасных установках (ПУЭ, пункт 7.3.139) указанные выше кратности тока однофазного замыкания на корпус должны быть повышены до 4 в цепи, защищенной плавким предохранителем; до 6 в цепи, защищенной автоматическим выключателем с обратно зависимой от тока характеристикой. В цепях, защищенных автоматическим выключателем, имеющим только электромагнитный (мгновенный) расцепитель, кратность тока однофазного замыкания на корпус определяется как для невзрывоопасных установок.
Нулевые защитные проводники. В качестве нулевых защитных проводников могут служить:

1. отдельные (в том числе нулевые) жилы многожильных проводов и кабелей;
2. специально проложенные проводники;
3. элементы металлических конструкций зданий, стальные трубы электропроводок, металлические конструкции производственного назначения, трубопроводы всех назначений (кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных смесей) проложенные открыто;
4. алюминиевые оболочки кабелей.

Заземляющие и нулевые защитные проводники должны быть защищены от коррозии. Места соединения стыков после сварки должны быть окрашены. В сухих помещениях для этого следует применять асфальтовый лак, масляные краски или нитроэмали. В сырых помещениях и помещениях с едкими парами окраска должна быть выполнена красками, стойкими в отношении химических воздействий (например поливинилхлоридными эмалями).
Запрещается использовать металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлические оболочки изоляционных трубок, металлорукава, броню и свинцовую оболочку проводов и кабелей в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников.
При использовании алюминиевых оболочек кабелей в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников присоединение их к корпусам электрооборудования, к соединительным или концевым кабельным муфтам должно выполняться гибкими медными перемычками сечением не менее приведенных в табл. 1.
Таблица 1. Сечение гибких медных перемычек

В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью нулевые защитные проводники с целью уменьшения индуктивного сопротивления цепи фаза-нуль следует прокладывать совместно с фазными или в непосредственной близости к ним.
Ответвления от магистрали к электроприемникам до 1 кВ допускается прокладывать скрыто непосредственно в стене, под чистым полом и т.п. с защитой их от воздействия агрессивных сред. Такие ответвления не должны иметь соединений.
Прокладка заземляющих и нулевых защитных проводников через стены должна выполняться в открытых проемах, в неметаллических трубах или иных жестких обрамлениях.
В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам. Во влажных, сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой заземление и нулевые защитные проводники следует прокладывать на расстоянии от стен не менее чем 10 мм. Расстояние между опорами для крепления заземляющих и нулевых защитных проводников должны быть не более 1000 мм.
В наружных установках заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать в земле, в полу или по краю площадок, фундаментов технологических установок и т.п.
Использование неизолированных алюминиевых проводников для прокладки в земле в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников запрещается.
Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий или нулевой защитный проводник заземляемых или зануляемых частей электроустановки не допускается.
Заземлители надлежит соединять с магистралями заземления не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование не относится к повторному заземлению нулевого провода и металлических оболочек кабелей.
Соединение частей заземлителя между собой, а также заземлителя с заземляющими проводниками следует выполнять сваркой; при этом длина нахлеста должна быть равна ширине проводника при прямоугольном сечении и шести диаметрам при круглом сечении. При Т-образном соединении внахлестку двух полос длина нахлестки определяется шириной полосы.
Использование специально проложенных заземляющих или нулевых защитных проводников для каких-либо целей не допускается.
Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: желтые полосы по зеленому фону. При использовании строительных или технологических конструкций в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников на перемычках между ними, а также в местах присоединений и ответвлений проводников должны быть нанесены две полосы желтого цвета по зеленому фону на расстоянии 150 мм одна от другой.
Присоединение заземляющих и нулевых защитных проводников к частям оборудования, подлежащим заземлению или занулению, должно быть выполнено сваркой или болтовым соединением. Присоединение должно быть доступно для осмотра.
Для болтового соединения следует предусматривать меры против ослабления контактного соединения (контрогайки, разрезные пружинные шайбы и т.п.) и коррозии (смазка тонким слоем вазелина зачищенных до металлического блеска контактных поверхностей и т.п.).
Сопротивление нулевых защитных проводников оказывает решающее влияние на общее сопротивление цепи зануления и, следовательно, на величину тока замыкания на корпус. Из перечисленных выше нулевых защитных проводников аналитическому расчету поддается только сопротивление жил проводов и кабелей.
Расчет нулевых защитных проводников по нагреву. Нулевые защитные проводники должны пропускать, не повреждаясь, ток однофазного замыкания на корпус. Считается, что это требование выполняется, если проводимость нулевого защитного проводника в любой точке составляет не менее 50% проводимости фазных проводников.
Ток двухфазного короткого замыкания может протекать по нулевым защитным проводникам только в случае одновременного замыкания на корпус у различных электроприемников и в различных фазах. При выборе сечения нулевых защитных проводников этот случай не принимается во внимание.
Элементы металлоконструкций зданий, стальные трубы электропроводки, конструкции производственного назначения и трубопроводы, используемые в качестве нулевых защитных проводников, не проверяются на устойчивость при замыканиях на корпус.
Поперечное сечение алюминиевой оболочки кабелей практически во всех имеющих место случаях превышает сечение фазного провода, поэтому ее можно считать устойчивой при токах короткого замыкания на корпус.
Заземляющие и нулевые защитные проводники в электроустановках до 1 кВ должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 2.
Таблица 2. Наименьшие размеры заземляющих и нулевых защитных проводников
(ПУЭ, табл. 1.7.1)

Нулевые рабочие проводники.

Для питания электроприемников с однофазной или неравномерной трехфазной нагрузкой должен быть проложен рабочий нулевой провод, по которому протекает геометрическая сумма фазных токов. Нулевой рабочий провод присоединяется к нейтрали генератора или вторичной обмотке трансформатора, и он может быть использован для зануления корпуса приемника. По рабочему нулевому проводу длительно протекает рабочий ток, создающий в нем падение напряжения, и поэтому он должен быть изолирован на всей длине, когда используется для зануления (как защитный). Если нулевой рабочий провод используется как защитный, на него распространяются требования, относящиеся к нулевым защитным проводникам.
Нулевые рабочие проводники должны быть рассчитаны на длительное протекание рабочего тока.
Рекомендуется в качестве нулевых рабочих проводников применять проводники с изоляцией, равноценной изоляции фазных проводников. Такая изоляция обязательна как для нулевых рабочих, так и для нулевых защитных проводников в тех местах, где применение неизолированных проводников может привести к образованию электрических пар или к повреждению изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированным нулевым проводником и оболочкой или конструкцией (например, при прокладке проводов в трубах, коробах, лотках).
Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянного тока. Для зануления переносных электроприемников должен быть применен отдельный третий провод, присоединенный во втычном соединителе (разъеме) к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику.
Зануление светильников. Зануление светильников требует особого внимания, поскольку токоведущие части светильника легкодоступны, особенно при смене ламп, и количество светильников в промышленных предприятиях велико.
В сетях 220/380 В с глухозаземленной нейтралью светильники, как правило, включены между фазой и нулевым рабочим проводом. В осветительных установках рабочий нулевой провод используется и для зануления, что дает существенную экономию проводов. При обрыве нулевого провода (объединяющего функции рабочего и защитного) корпуса всех светильников окажутся под фазным напряжением относительно земли, что представляет значительную опасность. С целью уменьшить эту опасность на участке, где повреждения наиболее вероятны - от магистрали до светильника, прокладывают раздельно три провода - фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный.
Если светильник установлен неподвижно, то к нему разрешается подводить два провода - фазный и нулевой. Последний в этом случае выполняет функции как рабочего, так и защитного.
Выравнивание потенциалов. Прикосновение одновременно к двум точкам, имеющим одинаковые потенциалы, при напряжении до 1000 В для человека безопасно. В тех случаях, когда почему-либо не удается понизить возможные потенциалы частей установки относительно земли или относительно друг друга, прибегают к искусственному выравниванию потенциалов внутри установки. На границах установки необходимо обеспечить плавный переход от потенциала установки к нулевому потенциалу земли, чтобы напряжение шага не превысило безопасной величины.
В пределах установки выравнивание потенциалов достигается металлическим соединением всех электропроводных элементов установки между собой (колонн, конструкций, корпусов электрооборудования, оболочек и брони кабеля, трубопроводов). Потенциал земли (пола) выравнивается путем закладки в земле (в полу) полос или пластин.
В цехах промышленных предприятий, связанных через общие заземлители с электроустановками с большими токами замыкания на землю, выравнивание потенциалов достигается путем устройства электрических соединений между колоннами, фермами, рельсами, станинами станков, трубопроводами (за исключением содержащих горючие газы или жидкости), арматурой полов и корпусами электрооборудования.
Поскольку наибольшее напряжение прикосновения и шаговое напряжение обычно наблюдается у выхода из здания и у наружных стен, здесь должны быть приняты дополнительные меры защиты. У выходов из здания должны быть заложены выравнивающие контуры, состоящие из двух полос, на расстоянии 1 и 2 м от стен здания, на глубине 1 и 1,5 м соответственно. Аналогичные меры для выравнивания потенциала должны быть приняты и по периметру здания, если измерения покажут наличие опасных разностей потенциалов.

Нулевой провод - это проводник электрической сети, имеющий нейтральное значение, в то время, когда фаза несет в себе напряжение 220 Вольт. На схемах нейтраль обозначается латинской буквой N, и имеет синюю либо голубую окраску, смотря какая маркировка кабеля. В старых системах заземления принято совмещать рабочий и защитный нули, и в этой ситуации они имеют желто-зеленую окраску и их обозначение записывается, как PEN.

Все линии электропередач для чего-то предназначены, следовательно, они могут характеризоваться наличием:

• глухозаземленной нейтрали;
• эффективно-заземленного нулевого проводника;
• изолированного ноля.

Современное обустройство жилых домов зачастую оборудовано системой электросети с глухим заземлением нулевого провода. Для правильной работы данного типа сети энергию доставляют от трехфазных генераторных установок по трем фазам с высоким напряжением. Кроме того, от этого же источника электроэнергии ведется четвертый кабель, именуемый рабочим нулем.

Определяем ноль по цветовой маркировке

Важно! В случае неравномерной нагрузки на три фазы электросети, наблюдается несбалансированный ток в нейтральном проводе.

Повторным заземлением нулевого проводника, является защита, установленная на определенных правилами ПУЭ промежутках на всей протяженности нейтрали. В задачи повторного заземления включается снижение силы напряжения в нулевом проводе и электроприборах, которые были занулены относительно грунта. Это свойство целесообразно в качестве защиты от обрыва нулевого провода и при пробое электрического напряжения на корпус электрических приборов.

При создании защиты в электросети старайтесь выбирать нулевой и защитный проводники таким образом, чтобы в случае произошедшего замыкания на металлический корпус оборудования, произошло короткое замыкание в сети или оплавление предохранителей. Обычно, при установленном автоматическом выключателе данный фактор вызывает его срабатывание.

Важно! При возникновении короткого замыкания в зануленной элекроцепи, полученное напряжение должно трижды превысить значение номинального тока.

Нейтраль должна быть непрерывной от каждого корпуса электроустановки до нулевых проводников источников электроэнергии.

Методика определения ноля и заземления

В ходе работы с зануленными электрическими частями, нередко возникает вопрос, как определить ноль и заземление. Для этого существует специальная методика, принцип которой, мы объясняем для читателей доступным языком. Сразу обращаем внимание новичков, если вам требуется установить прибор в домашних условиях, определять ноль, фазу и заземление необходимо в месте крепления.

Существует самая простейшая методика, по которой определяется заземление - это использование цветовой маркировки, однако и этот способ является не всегда надежным.

1. Начнем методику при помощи специальной лампы. Но для начала соберем ее в единое целое;
2. Берем обычный патрон и вкручиваем в него подходящую лампу накаливания;
3. На клемму гнезда крепим провода и избавляем их концы от изоляционного слоя при помощи стриппера;
4. Теперь поочередно соединяем провода лампы с поддающимися определению жилами, если лампочка загорится, значит, вы нашли фазу. В ситуации с двухжильными кабелями дело обстоит намного проще, вам важно найти лишь фазу, при находке которой лампочка загорается, следовательно, оставшийся проводник - это нейтраль.

Важно! В случае, если к вашей сети подключены УЗО или автоматы и при этом лампа не загорается во время проверки, значит вы нашли ноль и «землю».

Что бывает при обрыве нуля в поводке

Задачи и назначение нулевого провода

Нулевой защитный проводник - это жила, соединяющая зануленные части электроустановок с глухозаземленной нейтралью источника снабжения электроэнергии. Такой проводник предназначен, чтобы создавать короткое замыкание в сети с минимальным сопротивлением, в то время, когда рабочий ноль, является активным поставщиком электрического тока к потребительским приборам.

Прямыми задачами нейтрального проводника считаются:

• обеспечение равномерности токов в нагрузочных фазах, даже если наблюдается неравномерное снабжение током;
• нулевой проводник и его правильное обустройство полезно при риске аварийных ситуаций;

Мы с вами ответили на вопрос, какое назначение рабочего нулевого провода и нулевого защитного. Отсюда можно сделать вывод, что присутствие нейтрали в любой системе электросети, является обязательным условием. Кроме того, важно знать методы работы с ним для обеспечения безопасности работы электрической цепи.

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Обрыв либо обгорание нулевых проводников признано электриками опасным явлением. Для наглядности рассмотрим, каким бывает, обрыв нейтрали:

• обрыв PEN-проводника в питающем кабеле. При подобном нарушении в электропроводке, человек не заметит случившегося, к тому же здесь остается один контур заземления, что делает произошедшее вполне безопасной ситуацией;
• обгорание нулевого проводника в распределителе. Здесь имеется высокий риск массового выхода из строя электрических приборов. Происходит перекос фазных проводников, то есть в одном проводе напряжение больше, чем в другом. Если в квартире не включено потребителей, возможно повышение напряжение в цепи до 380 Вольт;

Важно! Если в случае обрыва нулевого провода, у вас оставались подключенными много мощных потребителей, напряжение упадет ниже 220 В, и это приведет к нарушению работоспособности всех, на то время включенных приборов.

• обрыв в квартирном электрощитке. В такое ситуации, вероятнее всего в розетках будет наблюдаться вторая фаза, причем электроприборы не будут работать от таких источников.

Схема опасности при обрыве нулевого провода

Внимание! Ни в коем случае, не используйте нулевой провод для заземления. Для этого есть специальный PE-проводник.

Вас могут заинтересовать: