Mikä on vaihe ja nolla sähkössä. Mitä ovat "vaihe", "nolla" ja "maa" ja miksi niitä tarvitaan? Aktiivinen nolla

Sähköteollisuudessa ei ole montaa erityyppistä kytkettyä johtoa. Siellä on virtajohdot ja suojajohdot.

Tässä lyhyessä artikkelissa emme sukeltaa viidakkoon, kolmivaiheisiin ja viisivaiheisiin verkkoihin. Katsotaan kaikkea kirjaimellisesti sormillamme, mitä ympärillämme on ja mitä on saatavilla kaikista myymälöistä ja jokaisessa sähköistetyssä kodissa. Yksinkertaisesti sanottuna, otetaan ja avataan tavallinen pistorasia.

Aloitetaan menneistä ajoista ja asetetaan etusijalle 10 tai jopa 15 vuotta sitten valmistettu ja asennettu pistorasia. Näemme, että pistorasia on kytketty vain kahteen johtoon.

Yhden näistä johdoista on oltava sinertävää tai sinistä väriä. Näin se määritellään toimiva nollajohdin. Sen läpi ei kulje virtaa lähteestä - se ohjataan sinulta lähteeseen. Se on täysin vaaraton, ja jos tartut siihen koskematta toiseen, mitään kauheaa tai kauheaa ei tapahdu.

Mutta toinen lanka, jonka väri voi olla mikä tahansa väri, lukuun ottamatta sinistä, vaaleansinistä, kelta-vihreää raidallista ja mustaa, on salakavalampi ja ilkeämpi. Mitä haluat, koska se on aina jännitteinen, koska siihen saapuu tuoreita elektroneja ja varautuneita hiukkasia voimalaitosten ja sähköasemien muuntajista ja generaattoreista. NimeltäänHän vaihejohdin.

Jos kosketat tätä johtoa, voit saada hyvän iskun, jopa hengenvaarallisen. Ja tämä ei ole vitsi, koska mikä tahansa virta, jonka jännite on yli 50 volttia, tappaa ihmisen muutamassa sekunnissa, ja meillä on vähintään 220 voltin vaihtovirtaa kotitalouksien pistorasiassa.

Jännitteen läsnäolo vaihejohtimissa voidaan määrittää erityisiä indikaattoreita. Ne on valmistettu tavallisina ruuvimeisselinä, joissa on risti tai lasta.

Tällaisen ruuvimeisselin kahva koostuu läpikuultavasta muovista, jonka sisällä on sisäänrakennettu hehkulamppu - diodi. Kädensijan yläosa on metallia.

Kosketa ilmaisimen työosaa johdinta ja peukalolla kahvassa olevaa metalliosaa. Jos sisäänrakennettu diodi syttyy, sinun ei pitäisi koskea tähän johtoon - se on nyt jännitteinen.

Huomaa, että nollajohdin ei koskaan aiheuta diodin palamista, koska määritelmän mukaan sen yli ei ole jännitettä, mikäli se ei ole kosketuksessa virtaa kuljettavan johtimen kanssa.

Mutta mitä näemme, jos avaamme nykyaikaisen, eurostandardeja noudattavan pistorasia? Tässä pistorasiassa on kolme johtoa. Kaksi on meille jo tuttua. Vaihejohdin, joka on aina jännitteinen ja voi olla minkä värinen tahansa. Toimiva nollajohdin on yleensä sininen tai sinertävä väri. Ja kolmas johdin, joka koostuu keltaisista ja vihreistä väreistä koko johdolla, jota yleensä kutsutaan suojaava nollajohdin. Lisäksi yleensä vaihejohdin sijaitsee pistorasioissa oikealla tai kytkimissä päällä. Ja nollasuojajohdin sijaitsee vasemmalla pistorasioissa tai alapuolella kytkimissä.

Jos jännite virtaa vaihejohdon kautta pistorasiaan ja nollajohtimen kautta pistorasiasta lähteeseen, niin miksi tarvitset suojaavan?

Jos pistorasiaan liitetty laite on täysin toimintakunnossa ja johdotus on kunnossa, suojaava nollajohdin ei ota osaa ja on yksinkertaisesti passiivinen.

Mutta kuvitellaan, että oikosulku, ylijännite tai oikosulku tapahtuu laitteiden osissa, jotka eivät ole normaalisti jännitteisiä. Eli virta on saavuttanut ne osat, jotka eivät yleensä ole sen vaikutuksen alaisia, ja siksi niitä ei ole alun perin kytketty vaihe- ja työnollajohtimiin. Tunnet yksinkertaisesti sähköiskun itsessäsi ja pahimmassa tapauksessa saatat kuolla sydänlihaspysähdyksen seurauksena.

Tässä tarvitaan samaa suojaavaa nollajohdinta. Se ottaa tämän virran ja ohjaa sen lähteeseen tai maahan riippuen siitä, kuinka johdotus on tehty tietyssä huoneessa. Ja vaikka koskettaisit vahingossa laitteita, jotka eivät ole normaalisti jännitteisiä, et tunne voimakasta iskua, koska virta ei myöskään ole hullu - se etsii helppoja polkuja, eli se valitsee polun, jossa on vähiten vastusta. Ihmiskehon resistanssi on noin 1000 ohmia, kun taas suojaavan nollajohtimen resistanssi on vain noin 0,1-0,2 ohmia.

Käytä nykyaikaisia ​​tekniikoita ja standardeja ollaksesi turvallinen milloin tahansa ja missä olosuhteissa. Muista, että turvallisuutesi riippuu toimista ja toimenpiteistä, joita teet sen varmistamiseksi!

Jakov Kuzetsov

Tänään päätin yrittää selvittää, mitä "vaihe", "nolla" ja "maa" ovat.
Lyhyt Google-haku tästä paljasti, että enimmäkseen ihmiset Internetissä vastaavat tähän kysymykseen kukin omalla tavallaan, joskus epätäydellisesti, joskus virheellisesti.
Päätin tutkia tätä asiaa perusteellisesti, minkä tuloksena syntyi tämä artikkeli.
Se on melko pitkä, mutta siinä selitetään kaikki, mukaan lukien mikä vaihe, nolla, maa ovat, miten se kaikki ilmestyi ja miksi sitä kaikkea tarvitaan.

Hyvin lyhyesti sanottuna vaihe ja nolla ovat sähköä ja maadoitus vain sähkölaitteiden koteloiden maadoitukseen ihmishenkien pelastamisen nimissä sähkölaitteen kotelon sähkövirtavuodon sattuessa.

Jos aloitamme alusta: mistä sähkö tulee?
Kaikki voimalaitokset on rakennettu samalle periaatteelle: jos magneettia pyöritetään kelan sisällä (jolloin syntyy jaksoittainen "vaihtuva" magneettikenttä), silloin "vaihtuva" sähkövirta (ja vastaavasti "vaihtojännite") ilmestyy kela.
Tätä vaikutusta, merkitykseltään suurinta, kutsutaan fysiikassa "induktiovoimaksi", joka tunnetaan myös nimellä "induktion EMF", ja se löydettiin 1800-luvun puolivälissä.

"Vaihtoehtoinen" jännite on, kun tavallinen "vakio" jännite (kuten akusta) otetaan ja taivutetaan siniviivaa pitkin, ja siksi se on joko positiivinen, sitten negatiivinen, sitten taas positiivinen ja sitten taas negatiivinen.

Kelan jännite on luonteeltaan "muuttuva" (kukaan ei taivuta sitä tarkoituksella) - yksinkertaisesti siksi, että nämä ovat fysiikan lakeja (magneettikentän sähköä voidaan saada vain, kun magneettikenttä on "muuttuva", ja siksi käämiin vastaanotettu jännite on myös aina "muuttujia").

Tämä tarkoittaa siis sitä, että jossain voimalaitoksen erämaassa pyörii magneetti (esimerkiksi tavallinen, mutta todellisuudessa ”sähkömagneetti”), jota kutsutaan ”roottoriksi”, ja sen ympärillä ”staattorilla”, kolme kelaa on kiinnitetty (tasaisesti "tahrat" staattorin pinnalla).

Tämä magneetti pyörii, ei ihmisen, ei orjan eikä valtavan sadun golemin ketjussa, vaan esimerkiksi vesivirran voimakkaalla vesivoimalla (kuvassa magneetti seisoo turbiinin akseli "Generaattorissa").

Koska tässä tapauksessa (tapaus, jossa magneetti pyörii roottorilla) käämien (kiinnitettynä staattoriin) läpi kulkeva magneettivuo muuttuu ajoittain ajan myötä, staattorin keloihin syntyy "vaihtojännite".

Jokainen kolmesta kelasta on kytketty omaan erilliseen sähköpiiriinsä, ja jokaisessa näistä kolmesta sähköpiiristä näkyy sama "vaihtojännite", vain siirrettynä ("vaiheessa") ympyrän kolmanneksella (120 astetta ulospäin). täydet 360) toisiinsa nähden.

Tällaista piiriä kutsutaan "kolmivaiheiseksi generaattoriksi": koska siinä on kolme sähköpiiriä, joista jokaisella on (sama) jännite poissa vaiheesta.
(yllä olevassa kuvassa "N-S" on magneetin nimitys: "N" on magneetin pohjoisnapa, "S" on etelänapa; myös tässä kuvassa näet samat kolme kelaa, jotka on helpompi ymmärtää, ovat pieniä ja seisovat erillään toisistaan, mutta todellisuudessa ne vievät kolmanneksen kehän leveydestä ja sopivat tiukasti toisiinsa staattorirenkaaseen, koska tässä tapauksessa sähkögeneraattorin hyötysuhde on suurempi )

Olisi mahdollista yksinkertaisesti ottaa johdotuksen molemmat päät yhdestä tällaisesta kelasta ja johtaa se taloon ja sitten virtaa vedenkeittimelle.
Mutta voit säästää johdoissa: miksi vetää kaksi johtoa taloon, jos voit yksinkertaisesti maadoittaa kelan toisen pään sinne (kytke se maahan) ja johtaa johdon toisesta päästä taloon (me kutsua tätä johtoa "vaiheeksi").
Talossa tämä johto on kytketty esimerkiksi vedenkeittimen pistokkeen yhteen napaan ja vedenkeittimen pistokkeen toinen nasta on maadoitettu (karkeasti sanottuna se on yksinkertaisesti juuttunut maahan).
Saamme saman sähkön: yhtä pistorasian reikää kutsutaan "vaiheeksi" ja toista pistorasian reikää kutsutaan maadoksi.

Nyt, koska meillä on kolme kelaa, tehdään näin: sanotaan, että yhdistämme kelojen "vasemmat" päät yhteen ja maadoitamme ne sinne (kytke ne maahan).
Ja vedämme loput kolme johtoa (kävi ilmi, että nämä ovat kelojen "oikeat" päät) erikseen kuluttajalle.
Osoittautuu, että tuomme kuluttajalle kolme "vaihetta".

"Neutraalissa" pisteessä, kuten voidaan laskea koulun trigonometrian kaavoilla (tai mitattuna silmällä kaavion mukaan kolmella jännitevaiheella, jonka annoin artikkelin alussa), kokonaisjännite on nolla. Aina, milloin tahansa. Tämä on niin mielenkiintoinen ominaisuus. Siksi sitä kutsutaan "neutraaliksi".

Otetaan nyt ja kytketään johto "nollavirtaan", ja tämä on neljäs johto, joka myös venyy kolmen vaihejohtimen vieressä (ja viides johto venyy myös lähellä - tämä on "maa" , jota voidaan käyttää liitetyn sähkölaitteen rungon maadoittamiseen).

Osoittautuu, että generaattorista tulee nyt neljä johtoa (plus viides - "maa"), eikä kolme, kuten ennen.
Yhdistetään nämä johdot johonkin kuormaan (esimerkiksi johonkin kolmivaihemoottoriin, joka on myös asunnossamme).
(alla olevassa kuvassa generaattori näkyy vasemmalla ja kolmivaihemoottori oikealla; piste G on "nolla").

Kuormalla (moottorissa) kaikki kolme vaihejohtoa on myös kytketty yhteen pisteeseen (ei suoraan, jotta ei ole oikosulkua, vaan suurten vastusten kautta), ja saadaan toinen tällainen "nollallinen" ( piste M kuvassa).
Yhdistetään nyt neljäs johto (se menee "nolla"; piste G kuvassa) tähän toiseen "ikään kuin neutraaliin" (piste M kuvassa), ja saadaan ns. "nollajohdin" (menee pisteestä G pisteeseen M).

Miksi tätä "nolla" -johtoa tarvitaan?
Olisi mahdollista, kuten ennenkin, olla vaivautumatta ja yksinkertaisesti kytkeä yksi vaiheista keittimen pistokkeen yhteen napaan ja kytkeä vedenkeittimen pistokkeen toinen nasta maahan, kuten teimme aiemmin, ja keitin toimisi yleensä.
Yleensä, kuten ymmärrän, näin he tekivät vanhoissa Neuvostoliiton taloissa: siellä vain kaksi johtoa tulee taloon sähköasemalta - vaihejohto ja maajohto.

Uusissa taloissa (uusirakennuksissa) asunnoissa on jo kolme johtoa: vaihe, maa ja tämä "nolla". Tämä on edistyksellisempi vaihtoehto. Tämä on eurooppalainen standardi.
Ja on oikein kytkeä vaihe nollaan ja jättää maa rauhaan antaen sille vain suojan sähköiskua vastaan ​​(tämä on täsmälleen sanan "maadoitus", eikä sillä pitäisi olla mitään tekemistä virrankulutuksen kanssa pistorasiassa).
Sillä jos kaikki lähettävät myös virtaa maahan, niin maadoitus itsessään muuttuu vaaralliseksi - siitä tulee absurdia, koko maadoituksen merkitys kääntyy päälaelleen.

Nyt vähän matematiikkaa, niille, jotka osaavat laskea, ja niille, jotka eivät ole vielä väsyneitä: yritetään laskea vaiheen ja "nollan" välinen jännite (sama kuin vaiheen ja "nollan" välillä).
(tässä toinen linkki laskelmiin, jos joku haluaa vaivautua tähän)
Olkoon kunkin vaiheen ja "neutraalin" välinen jännitteen amplitudi yhtä suuri kuin U (jännite itsessään on muuttuva ja hyppää siniviivaa pitkin miinusamplitudista plus-amplitudiin).
Sitten kahden vaiheen välinen jännite on:
U sin(a) - U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
Toisin sanoen kahden vaiheen välinen jännite on √3 ("kolmen neliöjuuri") kertaa suurempi kuin vaiheen ja "nollan" välinen jännite.
Koska kolmivaihevirrallamme sähköasemalla on 380 voltin vaiheiden välinen jännite, vaiheen ja nollan välinen jännite on 220 volttia.
Siksi "nolla" tarvitaan - jotta aina, kaikissa olosuhteissa ja verkon kuormituksissa olisi 220 voltin jännite - ei enempää, ei vähemmän. Se on aina vakio, aina 220 volttia, ja voit olla varma, että niin kauan kuin kaikki talon sähkölaitteet on kytketty oikein, mikään ei pala.
Jos nollajohtoa ei olisi, niin kunkin vaiheen eri kuormituksella syntyisi niin sanottu "vaiheepätasapaino", ja jonkun asunnossa voisi palaa jotain (ehkä jopa sanan kirjaimellisessa merkityksessä aiheuttaen tulipalon ). Esimerkiksi johdotuksen eristys voi yksinkertaisesti syttyä tuleen, jos se ei ole tulenkestävä.

Tähän asti olemme yksinkertaisuuden vuoksi tarkastelleet tapausta, jossa kuvitteellinen kolmivaiheinen generaattori seisoo aivan asunnossa.
Koska etäisyys asunnosta piha-asemalle on pieni, eikä johdoissa tarvitse säästää, on mahdollista (ja tarpeellista, se on myös kätevämpää) siirtää tämä kuvitteellinen kolmivaihegeneraattori asunnosta sähköasemalle. .
Henkisesti siirretty.
Käsitellään nyt generaattorin kuvitteellista luonnetta. On selvää, että todellinen generaattori ei sijaitse sähköasemalla, vaan jossain kaukana, HydroElectro-asemalla, kaupungin ulkopuolella. Voimmeko sähköasemalla, jossa on kolme sisääntulevaa vaihejohtoa voimalinjoista, kytkeä ne jotenkin niin, että kaikki käy samalla tavalla kuin generaattori seisoisi juuri tällä sähköasemalla? Pystymme, ja näin.
Piha-asemalla voimajohdolta tuleva kolmivaihejännite pienennetään ns. "kolmivaiheisella" muuntajalla 380 volttiin jokaisessa vaiheessa.
Kolmivaiheinen muuntaja on yksinkertaisimmassa tapauksessa vain kolme yleisintä muuntajaa: yksi kullekin vaiheelle

Todellisuudessa sen muotoilua parannettiin hieman, mutta toimintaperiaate pysyi samana:

On pieniä ja ei kovin tehokkaita, mutta on suuria ja tehokkaita:

Siten sähkölinjoilta saapuvia vaihejohtoja ei kytketä suoraan taloon, vaan ne menevät tähän valtavaan kolmivaiheiseen muuntajaan (jokainen vaihe omaan kelaansa), josta "kosketusvapaalla" sähkömagneettisella tavalla. induktio, ne välittävät sähköä kolmeen lähtökelaan, joista se kulkee johtojen kautta asuinrakennukseen.
Koska kolmivaiheisen muuntajan lähdössä on samat kolme vaihetta, jotka tulivat ulos voimalaitoksen kolmivaihegeneraattorista, tähän voidaan kytkeä yksi pää (tavanomaisesti "vasemmalla") näistä kolmesta lähtökäämistä. muuntajat toisiinsa samalla tavalla saadaksesi "neutraalin" "sähköasemallani. Ja nollasta - tuo neljäs "nollajohdin" asuinrakennukseen yhdessä kolmen vaihejohdon kanssa (jotka tulevat muuntajan näiden kolmen lähtökäämin ehdollisesti "oikeista" päistä). Ja lisää myös viides johto - maa.

Siten kolme "vaihetta", "nolla" ja "maa" tulee lopulta sähköasemalta (yhteensä viisi johtoa), ja ne jaetaan sitten jokaiseen sisäänkäyntiin (voit esimerkiksi jakaa yhden vaiheen jokaiselle sisäänkäynnille - tämä johtaa kolme johtoa jokaiseen sisäänkäyntiin: yksi vaihe, nolla ja maa), jokaiseen tasanteeseen, sähkönjakelupaneeleihin (missä mittarit sijaitsevat).

Joten, saimme kaikki kolme johtoa ulos sähköasemalta: "vaihe", "nolla" (joskus "nollaa" kutsutaan myös "nollaksi") ja "maa".
"vaihe" on mikä tahansa kolmivaiheisen virran vaihe (joka on alennettu 380 volttiin vaiheiden välillä sähköasemalla; vaiheen ja nollan välillä se on täsmälleen 220 volttia).
"nolla" on johto sähköaseman "nolla".
"maa" on yksinkertaisesti johdin hyvästä, kunnollisesta maadosta (esimerkiksi juotettuna pitkään putkeen, jolla on erittäin pieni vastus ja joka on vedetty syvälle maahan sähköaseman vieressä).

Sisäänkäynnin sisällä vaihejohto on jaettu kaikkiin asuntoihin rinnakkaiskytkentäkaavion mukaisesti (sama tehdään nollajohdon ja maadoitusjohdon kanssa).
Vastaavasti virta jaetaan asuntojen kesken rinnakkaisvirtasäännön mukaisesti: jännite jokaisessa asunnossa on sama ja virran voimakkuus on sitä suurempi, mitä suurempi on jokaisessa asunnossa kytketty kuorma.
Eli virta menee jokaiseen asuntoon "jokaisen ihmisen tarpeiden mukaan" (ja kulkee asuntomittarin läpi, joka laskee kaiken).

Mitä voi tapahtua, jos kaikki laittavat lämmittimet päälle talvi-iltana?
Tehonkulutus kasvaa jyrkästi, sähköjohtojen virta voi ylittää sallitut lasketut rajat ja jompikumpi johtimista saattaa palaa (lanka kuumenee mitä enemmän, sitä suurempi on sen vastus ja sitä suurempi on siinä virtaava virta , ja taistelee tätä vastusta vastaan), tai itse sähköasema yksinkertaisesti palaa (ei talon pihalla oleva, vaan yksi kaupungin pääsähköasemista, joka voi jättää satoja taloja ilman sähköä; osa kaupunkia voi istua useita päiviä ilman valoa ja ilman kykyä valmistaa ruokaa).

Jos jollain muulla on vielä kysyttävää: miksi vetää kaikki kolme johtoa taloon, jos voit vetää vain kaksi - vaihe ja nolla tai vaihe ja maa?

Vain vaihetta ja maadoitusta ei voida vetää (yleisessä tapauksessa).
Yllä laskettiin, että vaiheen ja nollan välinen jännite on aina 220 volttia.
Mutta mikä vaiheen ja maan välinen jännite on, ei ole tosiasia.
Jos kaikkien kolmen vaiheen kuorma olisi aina yhtä suuri (katso "tähti" -kaavio, kun selitin sen yllä), niin vaiheen ja maan välinen jännite olisi aina 220 volttia (vain sellainen sattuma).
Jos jossakin vaiheessa kuorma on huomattavasti suurempi kuin muiden vaiheiden kuormitus (esim. joku käynnistää superhitsauskoneen), tapahtuu "vaiheepätasapaino", ja kevyesti kuormitetuissa vaiheissa jännite suhteessa maahan voi hyppää 380 volttiin.
Luonnollisesti laitteet (ilman "sulakkeita") palavat tässä tapauksessa ja suojaamattomat johdot voivat myös syttyä tuleen, mikä voi johtaa tulipaloon asunnossa.
Täsmälleen sama vaihe-epätasapaino tapahtuu, jos "nolla" -johto katkeaa tai jopa yksinkertaisesti palaa sähköasemalla, jos nollajohdon läpi kulkee liikaa virtaa (mitä suurempi "vaihe-epätasapaino", sitä voimakkaampi virta kulkee nollan läpi lanka).
Siksi kotiverkossa on käytettävä nollaa, eikä nollaa voi korvata maadolla.
Muistan, kun isäni teki johdotuksia asunnossaan uudessa rakennuksessa Moskovassa ja näki hänelle Neuvostoliiton nuoruudesta tutun maajohdon ja sitten näki hänelle tuntemattoman nollajohdon, hän, ajattelematta kahdesti, yksinkertaisesti puri. irti nollalangasta lankaleikkureilla sanoen, että "a Häntä ei tarvita"...

Miksi sitten tarvitsemme maadoitusjohdon taloon?

Sähkölaitteiden (tietokoneet, vedenkeittimet, pesukoneet ja astianpesukoneet) koteloiden "maadoittamiseksi", jotta ne eivät aiheuta sähköiskua koskettaessaan.

Laitteet myös joskus hajoavat.

Mitä tapahtuu, jos jossain laitteen sisällä oleva vaihejohto putoaa ja putoaa laitteen rungon päälle?

Jos olet maadoittanut laitteen rungon etukäteen, tapahtuu "vuotovirta" (vaiheen oikosulku maahan, jonka seurauksena päävaihe-nollajohdon virta putoaa, koska melkein kaikki sähkö virtaa pienemmän vastuksen polkua pitkin - vaiheen luotua oikosulkua pitkin maahan).

Tämän vuotovirran huomaa välittömästi joko paneelissa oleva "automaattilaite" tai "jäännösvirtalaite" (RCD), joka myös sijaitsee paneelissa, ja se avaa piirin välittömästi.

Miksi tavallinen "automaatti" ei riitä, ja miksi he asentavat RCD: n? Koska "automaatilla" ja vikavirtasuojalla on erilaiset toimintaperiaatteet (ja myös "automaattinen" laukeaa paljon myöhemmin kuin RCD).

RCD tarkkailee asuntoon tulevaa virtaa (vaihe) ja asunnosta lähtevää virtaa (nolla) ja avaa piirin, jos nämä virrat eivät ole samat (kun taas "kone" mittaa vain vaiheen virranvoimakkuutta ja avaa piiri, jos virta on vaiheessa, joka ylittää sallitun rajan).
RCD:n toimintaperiaate on hyvin yksinkertainen ja looginen: jos tuleva virta ei ole yhtä suuri kuin lähtevä virta, se tarkoittaa, että jossain on "vuoto": jossain vaiheessa on jonkinlainen kosketus maahan, joka sääntöjen mukaan ei pitäisi tapahtua.
RCD mittaa eron vaihevirran ja nollavirran välillä. Jos tämä ero ylittää useita kymmeniä milliampeeria, vikavirtasuoja laukeaa välittömästi ja katkaisee asunnon sähköt, jotta kukaan ei loukkaantunut rikkoutuneen laitteen koskettamisesta.
Jos paneelissa ei olisi vikavirtasuojakytkintä, ja edellä mainittu vaihejohto esimerkiksi tietokoneen kotelon sisällä putoaisi ja oikosuluisi tietokoneen maadoitettuun koteloon ja makaa niin niin huomaamatta, ja sitten parin päivän kuluttua joku seisoi lähellä ja puhui puhelimeen nojaten toisella kädellä tietokoneen koteloon ja toisella vaikkapa lämmityspatteriin (joka on myös itse asiassa yksi jättiläinen maa, koska lämmitysverkon pituus on valtava), arvaa sitten mitä tälle henkilölle olisi tapahtunut.
Ja jos esimerkiksi RCD oli, mutta tietokoneen koteloa ei ollut maadoitettu, vikavirtasuojakytkin toimisi vain, kun henkilö kosketti koteloa ja akkua. Mutta ainakin se olisi toiminut välittömästi joka tapauksessa, toisin kuin "automaattikone", joka olisi toiminut vasta tietyn ajan kuluttua, vaikkakin pienenä, mutta ei heti, kuten RCD, ja siihen mennessä henkilö voisi olla jo "paistettu" Vaikuttaa siis siltä, ​​että sähkölaitteiden koteloita ei tarvitse maadoittaa - RCD joka tapauksessa "toimii välittömästi" ja avaa piirin. Mutta haluaako kukaan kokeilla onneaan nähdäkseen, ehtiikö RCD:llä toimia "välittömästi" ja sammuttaa virran ennen kuin tämä virta aiheuttaa vakavaa vahinkoa keholle?
Joten tarvitaan sekä maadoitus että vikavirtasuojakytkin.

Siksi tarvitaan kaikkia kolmea johtoa: "vaihe", "nolla" ja "maa".

Asunnossa jokaisessa pistorasiassa on kolme johtoa "vaihe", "nolla", "maa".
Esimerkiksi kolme näistä johtimista tulee ulos tasanteella olevasta paneelista (niiden mukana on myös puhelin, kierretty parikaapeli Internetiin - kaikkea tätä kutsutaan "heikoksi piiriksi", koska siellä kulkevat pienet, vaarattomat virrat) , ja mene asuntoon.
Asunnossa sisäinen huoneistopaneeli roikkuu seinällä (nykyaikaisissa huoneistoissa).
Siellä nämä kolme johtoa on jaettu ja jokaiselle sähkön "pääsypisteelle" on oma erillinen "kone", joka on merkitty: "keittiö", "eula", "huone", "pesukone" ja niin edelleen.
(alla olevassa kuvassa: yläreunassa on "yleinen" kone; jonka jälkeen on merkitty "yksittäiset" koneet; vihreä johto - maa, sininen - nolla, ruskea - vaihe: tämä on standardi johtojen värimerkinnälle )

Jokaisesta tällaisesta "erillisestä" koneesta, oma, erillinen, "pääsypisteeseen" menee jo kolme johtoa: kolme johtoa liesi, kolme johtoa astianpesukoneeseen, yksi kolme johtoa kaikkiin huonepistorasioihin, kolme johtoa valaistukseen. , jne..

Suosituin asia on nyt yhdistää "pääkone" ja RCD yhteen laitteeseen (se näkyy alla olevassa kuvassa vasemmalla). Sähkömittari sijoitetaan "pää" yleiskatkaisijan (jossa on myös sisäänrakennettu RCD) ja muiden "erillisten" katkaisijoiden väliin (sininen - nolla, ruskea - vaihe, vihreä - maa: tämä on standardi johtojen värimerkintä):

Näyttää siltä, ​​että tässä aiheessa on nyt kaikki.

Tämä kysymys herää joskus aloitteleville sähköasentajille tai asunnonomistajille, jotka hallitsevat hyvin korjaustyökalusarjan, mutta eivät ole aiemmin perehtyneet syvällisesti sähköjohtoihin. Ja nyt on tullut se hetki, kun kattokruunun lamppu palaa, mutta et halua soittaa sähköasentajalle ja sinulla on suuri halu tehdä kaikki itse.

Tässä tapauksessa kodin yleismiehen ensisijainen tehtävä ei ole poistaa ilmennyt toimintahäiriö, kuten ensi silmäyksellä näyttää, vaan noudattaa sähköturvallisuussääntöjä ja eliminoida mahdollisuus altistua sähkövirralle. Jostain syystä monet ihmiset unohtavat tämän ja laiminlyövät terveytensä.

Kaikki johdotuksen virtaa kuljettavat osat on eristettävä luotettavasti ja pistorasian koskettimet on piilotettava syvälle koteloon, jotta vartalon avoimet alueet eivät pääse vahingossa koskettamaan niitä. Jopa pistorasiaan asetettavan pistokkeen mekaaninen rakenne on suunniteltu siten, että molempien koskettimien pitäminen kädellä ja sähkövirralle altistuminen on melko ongelmallista.

Arjessa emme tätä huomaa ja mielessämme on jo muodostunut tapa olla huomioimatta sähköä, mikä voi vaikuttaa haitallisesti sähkölaitteiden korjaustöitä tehtäessä. Opi siksi perusturvallisuussäännöt ja ole varovainen käsitellessäsi sähköä.

Kuinka kodin sähköjohdot toimivat

Asuinrakennuksen sähkö tulee muuntaja-asemalta, joka muuntaa teollisuuden sähköverkon suurjännitejännitteen 380 voltiksi. Muuntajan toisiokäämit on kytketty tähtikokoonpanoon, kun kolme liitintä on kytketty yhteen yhteiseen pisteeseen "0" ja loput kolme on kytketty liittimiin "A", "B", "C" (klikkaa kuvaa suurentaa).

Yhteen liitetyt "0"-päät on kytketty sähköaseman maasilmukkaan. Tässä nolla on jaettu;

toimiva nolla, näkyy kuvassa sinisenä;

suojaava PE-johdin (kelta-vihreä viiva).

Kaikki hiljattain rakennetut talot luodaan tämän järjestelmän mukaisesti. Sitä kutsutaan . Kolme vaihejohdinta ja molemmat listatut nollat ​​on kytketty talon kojeiston sisällä olevaan tuloon.

Vanhoissa rakennuksissa esiintyy edelleen usein tapauksia, joissa PE-johdinta ja indeksillä merkittyä nelijohtimista eikä viisijohtimista ole olemassa.

Vaiheet ja nollat ​​muuntajan lähtökäämityksestä syötetään ilmajohtimilla tai maakaapeleilla monikerroksisen rakennuksen tulokytkimeen muodostaen kolmivaiheisen 380/220 voltin jännitejärjestelmän. Se on jaettu ajotieltä. Asunnon sisällä syötetään yksivaiheinen 220 voltin jännite (johtimet "A" ja "O" on korostettu kuvassa) ja suojajohdin PE.

Viimeinen elementti saattaa puuttua, jos rakennuksen vanhaa sähköjohtoa ei rekonstruoida.

Täten, "nolla" asunnossa on johdin, joka on kytketty muuntajan maapiiriin ja jota käytetään kuorman luomiseen "vaiheet", kytketty käämin vastakkaiseen potentiaaliseen päähän TP:ssä. Suojaava nolla, jota kutsutaan myös PE-johtimeksi, on suljettu pois virransyöttöpiiristä ja se on tarkoitettu eliminoimaan mahdollisten toimintahäiriöiden ja hätätilanteiden seuraukset, jotta niistä aiheutuvat vauriovirrat voidaan tyhjentää.

Kuormat jakautuvat tällaisessa järjestelmässä tasaisesti, koska jokaisessa kerroksessa ja nousuputkessa tietyt asuntopaneelit on johdotettu ja kytketty tiettyihin 220 voltin johtoihin pääsynjakokeskuksen sisällä.

Taloon ja sisäänkäyntiin syötettyjen jännitteiden järjestelmä on yhtenäinen "tähti", joka toistaa kaikki muuntajan sähköaseman vektoriominaisuudet.

Kun kaikki asunnon sähkölaitteet on kytketty pois päältä, eikä pistorasiassa ole kuluttajia ja paneeliin syötetään jännite, tässä piirissä ei kulje virtaa.

Kolmivaiheisen verkon virtojen summa lasketaan vektorigrafiikan lakien mukaan nollajohtimessa palaten muuntaja-aseman käämeille arvolla I0 tai kuten sitä kutsutaan myös 3I0.

Tämä on toimiva, optimaalinen virtalähdejärjestelmä, joka on todistettu useiden vuosien ajan. Mutta kuten mikä tahansa tekninen laite, vikoja ja toimintahäiriöitä voi tapahtua. Useimmiten ne liittyvät kosketinliitäntöjen huonoon laatuun tai johtimien täydelliseen katkeamiseen piirin eri paikoissa.

Mihin liittyy johdinkatkos nollassa tai vaiheessa?

Ei ole vaikeaa irrottaa tai yksinkertaisesti unohtaa kytkeä johdin johonkin asunnon sisällä olevaan laitteeseen. Tällaisia ​​tapauksia esiintyy yhtä usein kuin metallisten virtajohtimien palamista huonon sähkökontaktin ja lisääntyneiden kuormien vuoksi.

Jos sähkövastaanottimen ja asunnon paneelin välinen yhteys katkeaa asunnon johdotuksen sisällä, tämä laite ei toimi. Ja sillä ei ole ollenkaan väliä, mikä on rikki: nolla- vai vaihepiiri.

Sama kuva näkyy siinä tapauksessa, että minkä tahansa vaiheen johdin, joka syöttää talon sisäistä tai pääsyn sähköpaneelia, katkeaa. Kaikki tälle linjalle vialliset asunnot lakkaavat saamasta sähköä.

Tässä tapauksessa kahdessa muussa ketjussa kaikki sähkölaitteet toimivat normaalisti, ja toimivan nollajohtimen I0 virta summataan kahdesta jäljellä olevasta komponentista ja vastaa niiden arvoa.

Kuten näet, kaikki luetellut johtokatkot liittyvät asunnon sähkökatkoihin. Ne eivät aiheuta vahinkoa kodinkoneille. Vaarallisin tilanne syntyy, kun yhteys muuntaja-aseman maasilmukan ja talon sisä- tai sisääntulosähköpaneelin kuormien keskipisteen välillä katoaa.

Tämä tilanne voi syntyä useista syistä, mutta useimmiten se tapahtuu sähköasentajatiimien työskentelyn aikana, joilla on siihen liittyvä erikoisuus maistelijoina...

Tässä tapauksessa virtojen reitti toimivan nollan kautta maasilmukkaan (A0, B0, C0) katoaa. Ne alkavat liikkua pitkin ulkoisia piirejä AB, BC, CA, joihin on kytketty 380 voltin kokonaisjännite.

Kuvan oikealla puolella näkyy, että virta IAB syntyi, kun verkkojännite kytkettiin sarjaan kytkettyihin kuormiin Ra ja R kahdessa asunnossa. Tässä tilanteessa yksi omistaja voi taloudellisesti sammuttaa kaikki sähkölaitteet, kun taas toinen voi käyttää niitä mahdollisimman paljon.

Ohmin lain U=I∙R vaikutuksesta toisessa paneelissa voi olla hyvin pieni jännitearvo ja toisessa paneelissa se voi olla lähellä 380 voltin lineaarista arvoa. Se aiheuttaa vaurioita eristykseen, sähkölaitteiden toimintaan ei-suunnitteluvirroilla, lisääntynyttä lämmitystä ja häiriöitä.

Tällaisten tapausten estämiseksi käytetään ylijännitesuojauksia, jotka asennetaan asuntopaneelin sisään tai kalliisiin sähkölaitteisiin: jääkaappeihin, pakastimiin ja vastaaviin tunnettujen maailman valmistajien laitteita.

Kuinka määrittää kotijohdotuksen nolla ja vaihe

Kun sähköverkossa ilmenee vikoja, kodin käsityöläiset käyttävät useimmiten halpaa kiinalaista jännitteenosoitinruuvimeisseliä, joka näkyy kuvan yläosassa.

Se toimii periaatteella, että kapasitiivinen virta kulkee käyttäjän kehon läpi. Tätä tarkoitusta varten dielektrisen kotelon sisään on sijoitettu seuraavat:

paljas kärki ruuvimeisselin muodossa vaihepotentiaaliin kytkemistä varten;

virtaa rajoittava vastus, joka pienentää läpimenovirran amplitudin turvalliseen arvoon;

neonlamppu, jonka hehku virran kulkiessa osoittaa vaihepotentiaalin olemassaolon testattavalla alueella;

kosketinlevy virtapiirin luomiseksi ihmiskehon läpi maapotentiaaliin.

Vaiheen olemassaolon tarkistamiseksi pätevät sähköasentajat käyttävät kalliimpia monitoimiosoittimia LED-ruuvimeisselien muodossa, joiden hehkua ohjaa transistoripiiri, joka saa virtansa kahdesta sisäänrakennetusta akusta, jotka luovat 3 voltin jännitteen.

Menetelmä jännitteen olemassaolon ja puuttumisen tarkistamiseksi tavallisen pistorasian pistorasioissa yksinkertaisella osoittimella on esitetty alla olevissa valokuvissa.

Vasemmanpuoleinen kuva osoittaa selvästi, että merkkivalon hehkua päivänvalossa on vaikea havaita ja siksi työskentely vaatii erityistä huomiota.

Kosketin, jossa merkkivalo syttyy, on vaihe. Työ- ja suojaavassa nollassa neonvalon ei pitäisi hehkua. Mikä tahansa ilmaisimen käänteinen toiminta osoittaa kytkentäpiirin toimintahäiriön.

Kun käytät tällaista ruuvimeisseliä, sinun on kiinnitettävä huomiota eristeen eheyteen äläkä kosketa ilmaisimen näkyvää napaa, joka on jännitteinen.

Seuraavissa kuvissa näytetään, kuinka jännite määritetään samassa pistorasiassa vanhalla volttimittaritilassa toimivalla testerillä.

Laitteen nuoli näyttää:

220 volttia vaiheen ja käyttönollan välillä;

ei potentiaalieroa työ- ja suojanollan välillä;

jännitteen puute vaiheen ja suojanollan välillä.

Viimeinen tapaus on poikkeus. Normaalin piirin nuolen tulisi myös näyttää 220 voltin jännite. Mutta se ei ole pistorasiassamme siitä syystä, että vanha rakennus ei ole vielä käynyt läpi sähköjohtojen saneerausvaihetta ja viimeisimmän remontin tehnyt asunnon omistaja asensi tiloihinsa PE-johtimen, mutta teki. Älä liitä sitä pistorasioiden ja PE-väylän maadoituskoskettimiin.

Tämä toimenpide suoritetaan sen jälkeen, kun rakennus on muutettu TN-C-järjestelmästä TN-C-S-järjestelmään. Kun se on valmis, volttimittarin neula on punaisella viivalla merkityssä asennossa ja näyttää 220 volttia.

Useita tapoja määrittää vaihe- ja nollajohdot:

Vianetsintäominaisuudet

Pelkästään jännitteen olemassaolon tai puuttumisen määrittäminen ei aina määritä tarkasti piirin tilaa. Erilaisten kytkimien asentojen olemassaolo voi hämmentää teknikkoa. Esimerkiksi alla oleva kuva esittää tyypillisen tapauksen, jossa kytkimen ollessa pois päältä lampun vaihejohdossa ei ole jännitettä kohdassa "K" edes toimivalla piirillä.

Siksi mittauksia ja vianmääritystä tehdessäsi sinun tulee analysoida huolellisesti kaikki mahdolliset tapaukset.

Jos joku on törmännyt sähköön, niin hän on varmasti kuullut sellaisista käsitteistä kuin vaihe- ja nollajohdot. Niiden tärkein erottuva piirre on niiden tarkoitus. Johtoa, joka yhdistää generaattorin tai muuntajan vaiheen nollapisteen kuorman nollapisteeseen, kutsutaan nollaksi tai nollaksi. Sitä kutsutaan niin, koska joissakin tapauksissa siinä oleva virta on nolla ja neutraali sen perusteella, että se kuuluu yhtäläisesti mihin tahansa vaiheeseen.

Vaihejohto (vaihe) on suunniteltu syöttämään sähköä kuluttajalle.

Nollajohtimen (nolla tai nolla) tarkoitus on tasata jännitteen epäsymmetria eri kuormitusarvoilla vaiheissa.

Se on kytketty lähteen ja kuluttajan nollapisteisiin, kun ne on yhdistetty "tähdeksi".

Nollajohtimen (kolmivaiheinen nelijohdinverkko) kytkeminen on mahdollista vain, jos lähde ja kuorma on kytketty tähdellä.

Kun kytketään "kolmioon", sitä ei tarvita, koska vaiheiden lineaari- ja vaihejännitteet ovat samat.

Linjan ja vaihejännitteen välisen eron ymmärtämiseksi on ymmärrettävä, että kolmivaiheisessa kolmijohtimispiirissä lineaarinen (jännite kahden vaihejohdon välillä) on pääasiassa 380 V ja vaihe - vaiheen ja vaiheen välinen jännite. nolla - on √3 kertaa pienempi kuin noin 220 V.

Nollajohdin ansaitsi nimensä, koska laitteiden ollessa toiminnassa siinä oleva virta kolmen vaiheen samalla kuormituksella on nolla. Sen vastus on alhainen. Siksi, jos yksi tai useampi vaihe ylikuormitetaan, sen virta kasvaa nopeasti. Valaistusjärjestelmässä sen läsnäolo on edellytys. Muutoin tasaista valaistusta ei taata..

Roolista riippuen nollajohto voi olla toimiva, suojaava tai yhdistetty.

Työntekijää merkitään latinalaisella N-kirjaimella ja se on Euroopan maissa värjätty siniseksi. Joissakin muissa maissa väri voi olla harmaa tai valkoinen.

Suojaus on merkitty PE. Se on suunniteltu turvallisuuteen siltä varalta, että se joutuu kosketukseen sähkölaitteen runkoon. Normaalitilassa se on jännitteetön, ja jos se hajoaa, se on johdin, joka siirtää vaarallisen potentiaalin sähkölaitteesta maahan. Tämän suonen väri on kelta-vihreä.

Joissakin järjestelmissä nollajohdin on yhdistetty suojan kanssa. Tässä tapauksessa merkintä merkitään PEN:ksi ja tämän ytimen väri on sininen, jonka päissä on kelta-vihreitä raitoja.

Nollajohto estää ei-toivotut tilanteet hätäkäytön aikana. Ilman sitä kahden vaiheen vaiheoikosulun sattuessa kolmannen vaiheen jännite kasvaa välittömästi √3 kertaa. Tällä on haitallinen vaikutus laitteeseen, joka antaa virtaa tälle lähteelle. Jos tässä tilanteessa on nolla, jännite ei muutu.

Jos yksi vaiheista kolmivaiheisessa kolmijohtimisjärjestelmässä (ilman nollaa) katkeaa, kahden jäljellä olevan vaiheen jännite laskee. Ne kytketään sarjaan, ja tämän tyyppisellä kytkennällä jännite jakautuu kuluttajien kesken niiden vastuksen mukaan.

Kun yksi vaiheista katkeaa kolmivaiheisessa nelijohtimisjärjestelmässä, kahden jäljellä olevan vaiheen jännite ei muuta arvoaan.

Nollajohtimeen ei asenneta sulakkeita sen suuren merkityksen vuoksi, koska sen rikkoutuminen ei ole toivottavaa

Koska suurimman osan ajasta sähköasennukset toimivat, tämän johdon virta on joko nolla tai merkityksetön, ei ole mitään järkeä tehdä siitä samaa poikkileikkausta kuin vaihejohdon poikkipinta. Useimmiten sillä on taloudellisuussyistä pienempi johtimen poikkileikkaus kuin yhden sähköasennuksen vaiheiden johtimien poikkipinta. Jos suojajohtoa ei ole yhdistetty nollajohtimeen, sen poikkipinta on puolet vaihejohtimen poikkileikkauksesta.

Voimalinjojen käyttötarkoitus on hyvin monipuolinen. Siellä on myös erilaisia ​​laitteita, jotka suojaavat niitä vuodoilta ja oikosululta. Tässä suhteessa neutraalit luokitellaan kolmeen tyyppiin:

• tukevasti maadoitettu;
• eristetty;
• tehokkaasti maadoitettu.

Jos voimajohto, jonka jännite on 0,38 kV - 35 kV, on lyhyt ja kytkettyjen kuluttajien määrä on suuri, käytetään kiinteästi maadoitettua nollaa. Kolmivaiheisen kuorman kuluttajat saavat tehon kolmen vaiheen ja nollan ansiosta, ja yksivaiheisen kuorman kuluttajat saavat tehon yhdestä vaiheesta ja nollasta.

Kun voimalinjojen keskimääräinen pituus on 2 kV - 35 kV, ja tähän linjaan on kytketty pieni määrä kuluttajia, käytetään eristettyjä nollajohtimia. Niitä käytetään laajalti muuntajan sähköasemien liittämiseen asutuilla alueilla sekä tehokkaissa sähkölaitteissa teollisuudessa.

Verkoissa, joiden jännite on 110 kV ja korkeampi, ja joissa voimalinjojen pituus on suuri, käytetään tehokkaasti maadoitettua nollaa.

Sähkölaitteiden reaktio nollahäviöön

Jos monikerroksisen talon yhteinen nollajohto katkeaa, kuluttajat tuntevat sen sähkölaitteidensa jännitepiikin seurauksena.

Tärkeimmät tekijät, jotka voivat johtaa tehon menetykseen yhteiseen nollaan:

• hätätilanne sähköasemalla;
• vanhentuneet johdotukset;
• Johtojen asennus ei onnistunut kovin hyvin.

Vaihe, johon enemmän kerrostalon kuluttajia on kytketty, tulee ylikuormitettua. Jännitys siinä vähenee. Vaiheessa, johon on kytketty vähiten kuluttajia, jännite nousee jyrkästi.

Tällä on kielteinen vaikutus laitteisiin - jännitteen lasku saa ne toimimaan tehottomasti, ja jännitteen nousu voi johtaa siihen kytkettyjen laitteiden vikaantumiseen. Suojautuaksesi tällaiselta tilanteelta, sinun on asennettava erillinen ylijännitesuoja paneeliin, joka toimittaa erillisen asunnon. Heti kun jännite alkaa ylittää sallitut arvot, rajoitin katkaisee virran nopeasti.

Jos nollakatko tapahtuu suoraan asunnossa, sähkö katoaa kokonaan, mutta samalla vaihetta ei sammuteta. Vaara on, että se voi mennä suoraan nollajohtimeen. Ja jos jokin sähkölaite oli aiemmin maadoitettu siihen, tämän sähkölaitteen runko saa jännitteen, tai yksinkertaisemmin sanottuna, se alkaa "lyödä virralla".

Päätekijöitä, jotka vaikuttavat nollan menettämiseen suoraan asunnossa, voidaan kutsua:

• koskettimien epäluotettava kytkentä;
• väärin valittu johtimen poikkileikkaus;
• vanhentunut johto.

Nämä tekijät johtavat johtimen liialliseen kuumenemiseen. Lämpötilan nousun vuoksi koskettimien liitoskohta hapettuu ja lankasäikeet ylikuumenevat. Ja tämä puolestaan ​​voi johtaa tulipaloon.

Tänään päätin yrittää selvittää, mitä "vaihe", "nolla" ja "maa" ovat.
Lyhyt Google-haku tästä paljasti, että enimmäkseen ihmiset Internetissä vastaavat tähän kysymykseen kukin omalla tavallaan, joskus epätäydellisesti, joskus virheellisesti.
Päätin tutkia tätä asiaa perusteellisesti, minkä tuloksena syntyi tämä artikkeli.
Se on melko pitkä, mutta siinä selitetään kaikki, mukaan lukien mikä vaihe, nolla, maa ovat, miten se kaikki ilmestyi ja miksi sitä kaikkea tarvitaan.

Hyvin lyhyesti sanottuna vaihe ja nolla ovat sähköä ja maadoitus vain sähkölaitteiden koteloiden maadoitukseen ihmishenkien pelastamisen nimissä sähkölaitteen kotelon sähkövirtavuodon sattuessa.

Jos aloitamme alusta: mistä sähkö tulee?
Kaikki voimalaitokset on rakennettu samalle periaatteelle: jos magneettia pyöritetään kelan sisällä (jolloin syntyy jaksoittainen "vaihtuva" magneettikenttä), silloin "vaihtuva" sähkövirta (ja vastaavasti "vaihtojännite") ilmestyy kela.
Tätä vaikutusta, merkitykseltään suurinta, kutsutaan fysiikassa "induktiovoimaksi", joka tunnetaan myös nimellä "induktion EMF", ja se löydettiin 1800-luvun puolivälissä.

"Vaihtoehtoinen" jännite on, kun tavallinen "vakio" jännite (kuten akusta) otetaan ja taivutetaan siniviivaa pitkin, ja siksi se on joko positiivinen, sitten negatiivinen, sitten taas positiivinen ja sitten taas negatiivinen.

Kelan jännite on luonteeltaan "muuttuva" (kukaan ei taivuta sitä tarkoituksella) - yksinkertaisesti siksi, että nämä ovat fysiikan lakeja (magneettikentän sähköä voidaan saada vain, kun magneettikenttä on "muuttuva", ja siksi käämiin vastaanotettu jännite on myös aina "muuttujia").

Tämä tarkoittaa siis sitä, että jossain voimalaitoksen erämaassa pyörii magneetti (esimerkiksi tavallinen, mutta todellisuudessa ”sähkömagneetti”), jota kutsutaan ”roottoriksi”, ja sen ympärillä ”staattorilla”, kolme kelaa on kiinnitetty (tasaisesti "tahrat" staattorin pinnalla).

Tämä magneetti pyörii, ei ihmisen, ei orjan eikä valtavan sadun golemin ketjussa, vaan esimerkiksi vesivirran voimakkaalla vesivoimalla (kuvassa magneetti seisoo turbiinin akseli "Generaattorissa").

Koska tässä tapauksessa (tapaus, jossa magneetti pyörii roottorilla) käämien (kiinnitettynä staattoriin) läpi kulkeva magneettivuo muuttuu ajoittain ajan myötä, staattorin keloihin syntyy "vaihtojännite".

Jokainen kolmesta kelasta on kytketty omaan erilliseen sähköpiiriinsä, ja jokaisessa näistä kolmesta sähköpiiristä näkyy sama "vaihtojännite", vain siirrettynä ("vaiheessa") ympyrän kolmanneksella (120 astetta ulospäin). täydet 360) toisiinsa nähden.

Tällaista piiriä kutsutaan "kolmivaiheiseksi generaattoriksi": koska siinä on kolme sähköpiiriä, joista jokaisella on (sama) jännite poissa vaiheesta.
(yllä olevassa kuvassa "N-S" on magneetin nimitys: "N" on magneetin pohjoisnapa, "S" on etelänapa; myös tässä kuvassa näet samat kolme kelaa, jotka on helpompi ymmärtää, ovat pieniä ja seisovat erillään toisistaan, mutta todellisuudessa ne vievät kolmanneksen kehän leveydestä ja sopivat tiukasti toisiinsa staattorirenkaaseen, koska tässä tapauksessa sähkögeneraattorin hyötysuhde on suurempi )

Olisi mahdollista yksinkertaisesti ottaa johdotuksen molemmat päät yhdestä tällaisesta kelasta ja johtaa se taloon ja sitten virtaa vedenkeittimelle.
Mutta voit säästää johdoissa: miksi vetää kaksi johtoa taloon, jos voit yksinkertaisesti maadoittaa kelan toisen pään sinne (kytke se maahan) ja johtaa johdon toisesta päästä taloon (me kutsua tätä johtoa "vaiheeksi").
Talossa tämä johto on kytketty esimerkiksi vedenkeittimen pistokkeen yhteen napaan ja vedenkeittimen pistokkeen toinen nasta on maadoitettu (karkeasti sanottuna se on yksinkertaisesti juuttunut maahan).
Saamme saman sähkön: yhtä pistorasian reikää kutsutaan "vaiheeksi" ja toista pistorasian reikää kutsutaan maadoksi.

Nyt, koska meillä on kolme kelaa, tehdään näin: sanotaan, että yhdistämme kelojen "vasemmat" päät yhteen ja maadoitamme ne sinne (kytke ne maahan).
Ja vedämme loput kolme johtoa (kävi ilmi, että nämä ovat kelojen "oikeat" päät) erikseen kuluttajalle.
Osoittautuu, että tuomme kuluttajalle kolme "vaihetta".

"Neutraalissa" pisteessä, kuten voidaan laskea koulun trigonometrian kaavoilla (tai mitattuna silmällä kaavion mukaan kolmella jännitevaiheella, jonka annoin artikkelin alussa), kokonaisjännite on nolla. Aina, milloin tahansa. Tämä on niin mielenkiintoinen ominaisuus. Siksi sitä kutsutaan "neutraaliksi".

Otetaan nyt ja kytketään johto "nollavirtaan", ja tämä on neljäs johto, joka myös venyy kolmen vaihejohtimen vieressä (ja viides johto venyy myös lähellä - tämä on "maa" , jota voidaan käyttää liitetyn sähkölaitteen rungon maadoittamiseen).

Osoittautuu, että generaattorista tulee nyt neljä johtoa (plus viides - "maa"), eikä kolme, kuten ennen.
Yhdistetään nämä johdot johonkin kuormaan (esimerkiksi johonkin kolmivaihemoottoriin, joka on myös asunnossamme).
(alla olevassa kuvassa generaattori näkyy vasemmalla ja kolmivaihemoottori oikealla; piste G on "nolla").

Kuormalla (moottorissa) kaikki kolme vaihejohtoa on myös kytketty yhteen pisteeseen (ei suoraan, jotta ei ole oikosulkua, vaan suurten vastusten kautta), ja saadaan toinen tällainen "nollallinen" ( piste M kuvassa).
Yhdistetään nyt neljäs johto (se menee "nolla"; piste G kuvassa) tähän toiseen "ikään kuin neutraaliin" (piste M kuvassa), ja saadaan ns. "nollajohdin" (menee pisteestä G pisteeseen M).

Miksi tätä "nolla" -johtoa tarvitaan?
Olisi mahdollista, kuten ennenkin, olla vaivautumatta ja yksinkertaisesti kytkeä yksi vaiheista keittimen pistokkeen yhteen napaan ja kytkeä vedenkeittimen pistokkeen toinen nasta maahan, kuten teimme aiemmin, ja keitin toimisi yleensä.
Yleensä, kuten ymmärrän, näin he tekivät vanhoissa Neuvostoliiton taloissa: siellä vain kaksi johtoa tulee taloon sähköasemalta - vaihejohto ja maajohto.

Uusissa taloissa (uusirakennuksissa) asunnoissa on jo kolme johtoa: vaihe, maa ja tämä "nolla". Tämä on edistyksellisempi vaihtoehto. Tämä on eurooppalainen standardi.
Ja on oikein kytkeä vaihe nollaan ja jättää maa rauhaan antaen sille vain suojan sähköiskua vastaan ​​(tämä on täsmälleen sanan "maadoitus", eikä sillä pitäisi olla mitään tekemistä virrankulutuksen kanssa pistorasiassa).
Sillä jos kaikki lähettävät myös virtaa maahan, niin maadoitus itsessään muuttuu vaaralliseksi - siitä tulee absurdia, koko maadoituksen merkitys kääntyy päälaelleen.

Nyt vähän matematiikkaa, niille, jotka osaavat laskea, ja niille, jotka eivät ole vielä väsyneitä: yritetään laskea vaiheen ja "nollan" välinen jännite (sama kuin vaiheen ja "nollan" välillä).
(tässä toinen linkki laskelmiin, jos joku haluaa vaivautua tähän)
Olkoon kunkin vaiheen ja "neutraalin" välinen jännitteen amplitudi yhtä suuri kuin U (jännite itsessään on muuttuva ja hyppää siniviivaa pitkin miinusamplitudista plus-amplitudiin).
Sitten kahden vaiheen välinen jännite on:
U sin(a) - U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
Toisin sanoen kahden vaiheen välinen jännite on √3 ("kolmen neliöjuuri") kertaa suurempi kuin vaiheen ja "nollan" välinen jännite.
Koska kolmivaihevirrallamme sähköasemalla on 380 voltin vaiheiden välinen jännite, vaiheen ja nollan välinen jännite on 220 volttia.
Siksi "nolla" tarvitaan - jotta aina, kaikissa olosuhteissa ja verkon kuormituksissa olisi 220 voltin jännite - ei enempää, ei vähemmän. Se on aina vakio, aina 220 volttia, ja voit olla varma, että niin kauan kuin kaikki talon sähkölaitteet on kytketty oikein, mikään ei pala.
Jos nollajohtoa ei olisi, niin kunkin vaiheen eri kuormituksella syntyisi niin sanottu "vaiheepätasapaino", ja jonkun asunnossa voisi palaa jotain (ehkä jopa sanan kirjaimellisessa merkityksessä aiheuttaen tulipalon ). Esimerkiksi johdotuksen eristys voi yksinkertaisesti syttyä tuleen, jos se ei ole tulenkestävä.

Tähän asti olemme yksinkertaisuuden vuoksi tarkastelleet tapausta, jossa kuvitteellinen kolmivaiheinen generaattori seisoo aivan asunnossa.
Koska etäisyys asunnosta piha-asemalle on pieni, eikä johdoissa tarvitse säästää, on mahdollista (ja tarpeellista, se on myös kätevämpää) siirtää tämä kuvitteellinen kolmivaihegeneraattori asunnosta sähköasemalle. .
Henkisesti siirretty.
Käsitellään nyt generaattorin kuvitteellista luonnetta. On selvää, että todellinen generaattori ei sijaitse sähköasemalla, vaan jossain kaukana, HydroElectro-asemalla, kaupungin ulkopuolella. Voimmeko sähköasemalla, jossa on kolme sisääntulevaa vaihejohtoa voimalinjoista, kytkeä ne jotenkin niin, että kaikki käy samalla tavalla kuin generaattori seisoisi juuri tällä sähköasemalla? Pystymme, ja näin.
Piha-asemalla voimajohdolta tuleva kolmivaihejännite pienennetään ns. "kolmivaiheisella" muuntajalla 380 volttiin jokaisessa vaiheessa.
Kolmivaiheinen muuntaja on yksinkertaisimmassa tapauksessa vain kolme yleisintä muuntajaa: yksi kullekin vaiheelle

Todellisuudessa sen muotoilua parannettiin hieman, mutta toimintaperiaate pysyi samana:

On pieniä ja ei kovin tehokkaita, mutta on suuria ja tehokkaita:

Siten sähkölinjoilta saapuvia vaihejohtoja ei kytketä suoraan taloon, vaan ne menevät tähän valtavaan kolmivaiheiseen muuntajaan (jokainen vaihe omaan kelaansa), josta "kosketusvapaalla" sähkömagneettisella tavalla. induktio, ne välittävät sähköä kolmeen lähtökelaan, joista se kulkee johtojen kautta asuinrakennukseen.
Koska kolmivaiheisen muuntajan lähdössä on samat kolme vaihetta, jotka tulivat ulos voimalaitoksen kolmivaihegeneraattorista, tähän voidaan kytkeä yksi pää (tavanomaisesti "vasemmalla") näistä kolmesta lähtökäämistä. muuntajat toisiinsa samalla tavalla saadaksesi "neutraalin" "sähköasemallani. Ja nollasta - tuo neljäs "nollajohdin" asuinrakennukseen yhdessä kolmen vaihejohdon kanssa (jotka tulevat muuntajan näiden kolmen lähtökäämin ehdollisesti "oikeista" päistä). Ja lisää myös viides johto - maa.

Siten kolme "vaihetta", "nolla" ja "maa" tulee lopulta sähköasemalta (yhteensä viisi johtoa), ja ne jaetaan sitten jokaiseen sisäänkäyntiin (voit esimerkiksi jakaa yhden vaiheen jokaiselle sisäänkäynnille - tämä johtaa kolme johtoa jokaiseen sisäänkäyntiin: yksi vaihe, nolla ja maa), jokaiseen tasanteeseen, sähkönjakelupaneeleihin (missä mittarit sijaitsevat).

Joten, saimme kaikki kolme johtoa ulos sähköasemalta: "vaihe", "nolla" (joskus "nollaa" kutsutaan myös "nollaksi") ja "maa".
"vaihe" on mikä tahansa kolmivaiheisen virran vaihe (joka on alennettu 380 volttiin vaiheiden välillä sähköasemalla; vaiheen ja nollan välillä se on täsmälleen 220 volttia).
"nolla" on johto sähköaseman "nolla".
"maa" on yksinkertaisesti johdin hyvästä, kunnollisesta maadosta (esimerkiksi juotettuna pitkään putkeen, jolla on erittäin pieni vastus ja joka on vedetty syvälle maahan sähköaseman vieressä).

Sisäänkäynnin sisällä vaihejohto on jaettu kaikkiin asuntoihin rinnakkaiskytkentäkaavion mukaisesti (sama tehdään nollajohdon ja maadoitusjohdon kanssa).
Vastaavasti virta jaetaan asuntojen kesken rinnakkaisvirtasäännön mukaisesti: jännite jokaisessa asunnossa on sama ja virran voimakkuus on sitä suurempi, mitä suurempi on jokaisessa asunnossa kytketty kuorma.
Eli virta menee jokaiseen asuntoon "jokaisen ihmisen tarpeiden mukaan" (ja kulkee asuntomittarin läpi, joka laskee kaiken).

Mitä voi tapahtua, jos kaikki laittavat lämmittimet päälle talvi-iltana?
Tehonkulutus kasvaa jyrkästi, sähköjohtojen virta voi ylittää sallitut lasketut rajat ja jompikumpi johtimista saattaa palaa (lanka kuumenee mitä enemmän, sitä suurempi on sen vastus ja sitä suurempi on siinä virtaava virta , ja taistelee tätä vastusta vastaan), tai itse sähköasema yksinkertaisesti palaa (ei talon pihalla oleva, vaan yksi kaupungin pääsähköasemista, joka voi jättää satoja taloja ilman sähköä; osa kaupunkia voi istua useita päiviä ilman valoa ja ilman kykyä valmistaa ruokaa).

Jos jollain muulla on vielä kysyttävää: miksi vetää kaikki kolme johtoa taloon, jos voit vetää vain kaksi - vaihe ja nolla tai vaihe ja maa?

Vain vaihetta ja maadoitusta ei voida vetää (yleisessä tapauksessa).
Yllä laskettiin, että vaiheen ja nollan välinen jännite on aina 220 volttia.
Mutta mikä vaiheen ja maan välinen jännite on, ei ole tosiasia.
Jos kaikkien kolmen vaiheen kuorma olisi aina yhtä suuri (katso "tähti" -kaavio, kun selitin sen yllä), niin vaiheen ja maan välinen jännite olisi aina 220 volttia (vain sellainen sattuma).
Jos jossakin vaiheessa kuorma on huomattavasti suurempi kuin muiden vaiheiden kuormitus (esim. joku käynnistää superhitsauskoneen), tapahtuu "vaiheepätasapaino", ja kevyesti kuormitetuissa vaiheissa jännite suhteessa maahan voi hyppää 380 volttiin.
Luonnollisesti laitteet (ilman "sulakkeita") palavat tässä tapauksessa ja suojaamattomat johdot voivat myös syttyä tuleen, mikä voi johtaa tulipaloon asunnossa.
Täsmälleen sama vaihe-epätasapaino tapahtuu, jos "nolla" -johto katkeaa tai jopa yksinkertaisesti palaa sähköasemalla, jos nollajohdon läpi kulkee liikaa virtaa (mitä suurempi "vaihe-epätasapaino", sitä voimakkaampi virta kulkee nollan läpi lanka).
Siksi kotiverkossa on käytettävä nollaa, eikä nollaa voi korvata maadolla.
Muistan, kun isäni teki johdotuksia asunnossaan uudessa rakennuksessa Moskovassa ja näki hänelle Neuvostoliiton nuoruudesta tutun maajohdon ja sitten näki hänelle tuntemattoman nollajohdon, hän, ajattelematta kahdesti, yksinkertaisesti puri. irti nollalangasta lankaleikkureilla sanoen, että "a Häntä ei tarvita"...

Miksi sitten tarvitsemme maadoitusjohdon taloon?

Sähkölaitteiden (tietokoneet, vedenkeittimet, pesukoneet ja astianpesukoneet) koteloiden "maadoittamiseksi", jotta ne eivät aiheuta sähköiskua koskettaessaan.

Laitteet myös joskus hajoavat.

Mitä tapahtuu, jos jossain laitteen sisällä oleva vaihejohto putoaa ja putoaa laitteen rungon päälle?

Jos olet maadoittanut laitteen rungon etukäteen, tapahtuu "vuotovirta" (vaiheen oikosulku maahan, jonka seurauksena päävaihe-nollajohdon virta putoaa, koska melkein kaikki sähkö virtaa pienemmän vastuksen polkua pitkin - vaiheen luotua oikosulkua pitkin maahan).

Tämän vuotovirran huomaa välittömästi joko paneelissa oleva "automaattilaite" tai "jäännösvirtalaite" (RCD), joka myös sijaitsee paneelissa, ja se avaa piirin välittömästi.

Miksi tavallinen "automaatti" ei riitä, ja miksi he asentavat RCD: n? Koska "automaatilla" ja vikavirtasuojalla on erilaiset toimintaperiaatteet (ja myös "automaattinen" laukeaa paljon myöhemmin kuin RCD).

RCD tarkkailee asuntoon tulevaa virtaa (vaihe) ja asunnosta lähtevää virtaa (nolla) ja avaa piirin, jos nämä virrat eivät ole samat (kun taas "kone" mittaa vain vaiheen virranvoimakkuutta ja avaa piiri, jos virta on vaiheessa, joka ylittää sallitun rajan).
RCD:n toimintaperiaate on hyvin yksinkertainen ja looginen: jos tuleva virta ei ole yhtä suuri kuin lähtevä virta, se tarkoittaa, että jossain on "vuoto": jossain vaiheessa on jonkinlainen kosketus maahan, joka sääntöjen mukaan ei pitäisi tapahtua.
RCD mittaa eron vaihevirran ja nollavirran välillä. Jos tämä ero ylittää useita kymmeniä milliampeeria, vikavirtasuoja laukeaa välittömästi ja katkaisee asunnon sähköt, jotta kukaan ei loukkaantunut rikkoutuneen laitteen koskettamisesta.
Jos paneelissa ei olisi vikavirtasuojakytkintä, ja edellä mainittu vaihejohto esimerkiksi tietokoneen kotelon sisällä putoaisi ja oikosuluisi tietokoneen maadoitettuun koteloon ja makaa niin niin huomaamatta, ja sitten parin päivän kuluttua joku seisoi lähellä ja puhui puhelimeen nojaten toisella kädellä tietokoneen koteloon ja toisella vaikkapa lämmityspatteriin (joka on myös itse asiassa yksi jättiläinen maa, koska lämmitysverkon pituus on valtava), arvaa sitten mitä tälle henkilölle olisi tapahtunut.
Ja jos esimerkiksi RCD oli, mutta tietokoneen koteloa ei ollut maadoitettu, vikavirtasuojakytkin toimisi vain, kun henkilö kosketti koteloa ja akkua. Mutta ainakin se olisi toiminut välittömästi joka tapauksessa, toisin kuin "automaattikone", joka olisi toiminut vasta tietyn ajan kuluttua, vaikkakin pienenä, mutta ei heti, kuten RCD, ja siihen mennessä henkilö voisi olla jo "paistettu" Vaikuttaa siis siltä, ​​että sähkölaitteiden koteloita ei tarvitse maadoittaa - RCD joka tapauksessa "toimii välittömästi" ja avaa piirin. Mutta haluaako kukaan kokeilla onneaan nähdäkseen, ehtiikö RCD:llä toimia "välittömästi" ja sammuttaa virran ennen kuin tämä virta aiheuttaa vakavaa vahinkoa keholle?
Joten tarvitaan sekä maadoitus että vikavirtasuojakytkin.

Siksi tarvitaan kaikkia kolmea johtoa: "vaihe", "nolla" ja "maa".

Asunnossa jokaisessa pistorasiassa on kolme johtoa "vaihe", "nolla", "maa".
Esimerkiksi kolme näistä johtimista tulee ulos tasanteella olevasta paneelista (niiden mukana on myös puhelin, kierretty parikaapeli Internetiin - kaikkea tätä kutsutaan "heikoksi piiriksi", koska siellä kulkevat pienet, vaarattomat virrat) , ja mene asuntoon.
Asunnossa sisäinen huoneistopaneeli roikkuu seinällä (nykyaikaisissa huoneistoissa).
Siellä nämä kolme johtoa on jaettu ja jokaiselle sähkön "pääsypisteelle" on oma erillinen "kone", joka on merkitty: "keittiö", "eula", "huone", "pesukone" ja niin edelleen.
(alla olevassa kuvassa: yläreunassa on "yleinen" kone; jonka jälkeen on merkitty "yksittäiset" koneet; vihreä johto - maa, sininen - nolla, ruskea - vaihe: tämä on standardi johtojen värimerkinnälle )

Jokaisesta tällaisesta "erillisestä" koneesta, oma, erillinen, "pääsypisteeseen" menee jo kolme johtoa: kolme johtoa liesi, kolme johtoa astianpesukoneeseen, yksi kolme johtoa kaikkiin huonepistorasioihin, kolme johtoa valaistukseen. , jne..

Suosituin asia on nyt yhdistää "pääkone" ja RCD yhteen laitteeseen (se näkyy alla olevassa kuvassa vasemmalla). Sähkömittari sijoitetaan "pää" yleiskatkaisijan (jossa on myös sisäänrakennettu RCD) ja muiden "erillisten" katkaisijoiden väliin (sininen - nolla, ruskea - vaihe, vihreä - maa: tämä on standardi johtojen värimerkintä):

Näyttää siltä, ​​että tässä aiheessa on nyt kaikki.