Miksi neutraalilanka kuumenee

Neutraalijohtimen lämmittäminen voi johtaa sen palamiseen ja aiheuttaa sähköonnettomuuden. Yleensä tämä tapahtuu, kun kuormat jakautuvat epätasaisesti vaiheissa kolmivaiheisessa virtalähteessä ja huonon kosketuksen takia. Tässä artikkelissa selitämme, miksi nollalanka lämmitetään ja mitä tehdä tässä tilanteessa.

Kolmivaiheinen virta

Jotta nollasta lämmitykseen liittyvät syyt on ymmärrettävä, kuinka kolmivaiheinen verkko toimii. Kolmivaiheisen verkon kuormitus voidaan kytkeä tähdellä ja kolmiolla, ja myös syöttömuuntajan käämit voidaan kytkeä. Käämityksellä on kaksi johtopäätöstä - loppu ja alku.

Jos kolmivaiheisen muuntajan käämien päät on kytketty yhteen pisteeseen - sanotaan, että tämä on tähti kytkentäkaavio. Kirchhoffin lakien mukaan niiden kytkentäkohdassa (O) virta on aina nolla, eli virtaus vaiheesta toiseen. Jos kuormitus kussakin vaiheessa (a, b, c) on sama, niin jäännökset käämien alussa (A, B, C) sekä virta niissä ovat yhtä suuret. Mitä havainnollistetaan alla olevassa vektorikaaviossa, jossa virran ja jännitteen vaiheet on merkitty vektoreilla ja niitä siirretään jaksolla kolmanneksella suhteessa toisiinsa (120 astetta).

R1 = R2 = R3

I = I1 + I2 + I3 = 0

Huomautus:

Symmetriseksi kutsutaan sellaisena kolmivaiheisena kuormana, jossa jokaisen kolmen vaiheen kuormitusvastus (vastaavasti kulunut virta tai teho) on sama.

Mutta heti kun vaiheiden virta alkaa erota, kun vaiheiden kuormitus on eri tehoa, vaiheiden jännitteet alkavat erota toisistaan. Tätä kutsutaan vaiheiden epätasapainoksi.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi kuormatähteen kytkentäpiste kytketään muuntajan tähden liitoskohtaan. Tätä kutsutaan neutraaliksi tai neutraaliksi johtimeksi tai yksinkertaisesti nolla.

Virtalähde nukkeille kotona

Olemme käyneet sujuvasti käytännössä yhdistäessämme yksivaihekuluttajia kolmivaiheverkkoon, kuormat ovat usein epätasaisia, toisin sanoen epäsymmetrisiä.

Tätä löytyy usein kerrostaloista. Talossa käynnistyy kolme vaihetta ja nolla, jokaisessa huoneistossa yksi vaihe ja nolla. Yhdessä huoneistossa on vain jääkaappi ja hehkulamppu, toisessa toimii voimakas sähkölämmitin, ja kolmannessa mikään ei ole päällä. Eli vaiheiden kuormat eivät ole samat. Tällä hetkellä huoneistoissa on usein kolmivaiheinen sisääntulo, mutta tilanne ei muutu tästä.

Yksityiskoteissa tilanne on samanlainen - kadulla kolmivaiheinen voimansiirtolinja kulkee pylväitä pitkin, ja Talossa käynnistetään 1-3 vaihetta ja nolla.

Miksi se lämpenee

Kuorman epätasaisen jakautumisen seurauksena talojen ja asuntojen vaiheiden välillä nollajohtimen varrella virta virtaa. Oletko huomannut, että paksuissa 4 ytimen kaapeleissa on 3 "vaihejohdinta", joilla on sama poikkileikkauspinta-ala, ja neljäs ydin on "nolla" tai "maa", yleensä ohuempi?

Tämä johtuu tarkalleen tosiasiasta, että symmetrisen kuorman kanssa ei virtaa sen läpi, ja epäsymmetrisen kuorman kanssa virran tulisi olla pienempi kuin vaihejohtimessa. Mutta niin ei aina tapahdu.

Epälineaarisilla kuormituksilla samoin kuin kuormilla, jotka kuluttavat ajoittain virtaa (kytkentävirtalähteet, ja niitä käytetään nyt kaikkialla) vaiheiden virrat eivät kumoa toisiaan, lisäksi ne ovat kyllästettyjä erilaisilla harmonisilla komponenteilla ... Kaiken tämän syynä on, että virtauksia tähden liitoskohdassa ei yksinkertaisesti kompensoida ja voi käydä niin, että virta on nolla lanka on enemmän kuin vaiheessa.

Kun sähkövirta virtaa, johdin lämpenee, tämä on käytännössä Joule-Lenzin lain moitteetonta työtä. Sanotaan, että mitä suurempi johtimen vastus on ja mitä pidempi sähkövirta virtaa, sitä enemmän lämpöä siitä vapautuu.

Muistamme myös, että mitä pienempi johtimen poikkileikkaus on ja mitä suurempi sen pituus on, sitä suurempi vastus on.Lisäksi liittimien ja johtimien kytkentäkoskettimien laatu riippuu myös siirtymävastus. Yksinkertaisesti sanottuna, mitä suurempi on koskettimien kosketuspinta ja sitä voimakkaammin niitä painetaan toisiaan vasten - sitä alhaisempi siirtymävastus ja vähemmän niiden kuumennus.

Tällaisessa koskettimessa, kuten alla olevassa kuvassa, pinnat ovat tasaiset, pinta-ala on yhtä suuri kuin aluslevyä koskettavan kärjen pinta-ala, plus itse aluslevyn vastus ja sen kosketuspinta kupariväylään. Jos kaikki komponentit ovat hyvässä kunnossa, niissä ei ole oksideja ja nokea, syntyvä ohimenevä vastus on pieni.

Jos pinnat ovat palaneet, hapettuneet tai ruostuneet, kontakti saadaan alla olevan kuvan mukaisesti. Tässä on selvästi nähtävissä, että kosketuksia tapahtuu yksittäisissä kohdissa, ei koko alueella.

VAGO-riviliittimet ja muiden jousiliittimien kanssa, pyöreällä johtavalla ytimellä varustetun levyn kosketuspinta on melko pieni, joten tällaisten riviliittimien pääsovellusalue on piirit, joiden virta on 8-16 ampeeria, harvinaisissa tapauksissa, kun riviliitin estää rakenteellisesti suuremman virran.

Ruuviliittimissä ja renkailla kosketuspinta-ala määritetään paremmin ruuvin alueella, joka puristaa johtavaa ydintä. Alla näet liittimet muovikotelossa.

Messinkiä muistuttavasta materiaalista valmistettu holkki ja kaksi ruuvia ovat polyeteenikotelon sisällä. Suunnittelusta johtuen paljaita lankoja ei voida kytkeä ruuviliittimiin. Ne on muokattava tai puristettava NShVI: n kärjillä.

Siksi samanlaisella toimintaperiaatteella karboliittipohjassa olevat riviliittimet tarjoavat paremman kosketuksen neliömäisen aluslevyn ansiosta. Lisäksi voit tehdä renkaasta langasta ja kääriä sen ruuvilla tai käyttää vinkkejä, kuten NKI.

Jos olet kiinnostunut tavoista ja keinoista johtojen kytkemiseen - kirjoita kommentteihin ja teemme yleiskatsauksen kaikista tyypeistä, joissa luetellaan kunkin niistä edut ja haitat.

Missä on lämmin

Miksi nolla lämmitetään, arvasimme ja nyt selvitetään, missä tämä tapahtuu yleisimmin. Ensinnäkin nolla voi palaa kojetaulussa rakennuksen sisäänkäynnin kohdalla. Tämä on yleisin tilanne, koska tässä paikassa kaikkien asuntojen ja kaikkien kolmen vaiheen kuorma putoaa nollajohdolle.

Lisäksi ongelmia esiintyy usein taajuusmuuttajan sähköpaneelin nollaväylässä. Jos linja-autoja on ollenkaan, eikä niitä ole kytketty kuten alla olevassa kuvassa.

Usein väylä asennetaan suoraan käyttöelektroniikan runkoon, niin se näyttää alla esitetyltä.

Katkaisimien riviliittimissä nolla lämmitetään kotelon osien hiiletymiseen saakka.

Jos sinulla on vanha johdotus ja pistokkeet sulakkeilla tai liikenneruuhkat, kiinnitä sitten huomiota sekä ruuviliittimiin että itse pistorasiaan. Lanka ja keskuskosketin voivat hapettua ja palaa, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.

Tavallisilla renkailla on usein taipumus nollapala-ongelmiin. Tämä johtuu heidän laitteestaan ​​ja heidän kanssaan työskentelemistä koskevien sääntöjen noudattamisesta. Ruuvimenetelmä johtimien kytkemiseksi, vaikka se on varmasti kätevä, mutta tällaisia ​​koskettimia on tarkistettava ainakin satunnaisesti - nauhat ja venytys, muuten saat mitä alla olevassa kuvassa näkyy.

Ja normaalissa kunnossa sen pitäisi näyttää tältä:

Lämmityksen aiheuttamiin ongelmiin ratkaisu on yksinkertainen - nauhoita kontaktit, johtimet ja venytä uudelleen. Jos riviliitin oli hyvin ylikuumentunut - vaihda se, jos johto lämmitettiin koneessa, kone on ehkä myös vaihdettava!

Mitä seuraavaksi tapahtuu ja kuinka välttää seuraukset?

Kun se lämpenee, kosketus alkaa palaa ja huonontua. Ruuvipuristimet heikentyvät lämpölaajenemisesta ja myöhemmästä jäähdytyksestä purkamisen jälkeen. Tämä aiheuttaa lumivyörymäisen prosessin, jolla kasvaa vastustuskyky ja yhdiste kuumenee. Seurauksena nolla palaa aiemmin tai myöhemmin kokonaan.Samanaikaisesti voi näyttää siltä, ​​että se on edelleen pääteliuskassa, mutta itse asiassa kaikki vierekkäiset pinnat peitetään oksidi- ja nokikerroksella.

Sen jälkeen tapahtuu ilmiö, josta puhuimme artikkelin alussa - vaiheen epätasapaino.

Huomautus:

Sitä, että nolla sammuu pian, voidaan epäsuorasti arvioida toistuvien veto- ja jännitekorotusten perusteella, etenkin jos sinulla on kolmivaiheinen tulo ja asennetut volttimittarit tai jännitereleet ja ilmaisu verkon jännitteestä. Jos jännitteet ovat jatkuvasti vakaita (tai poikkeamat ovat merkityksettömiä) - johdotus on kunnossa.

Vaiheen epätasapainon ollessa kyseessä, yksityistalojen tai huoneistojen kuorma kytkeytyy sarjaan 380 voltin jännitteellä. Jännitteet jaetaan Ohmin lain mukaan - kun suurempi kuorma kytketään päälle - jännite putoaa pois (kuormituksen vastus on pieni), ja asunnossa, jossa vähintään sähkölaitteet on kytketty päälle, jännite kasvaa (kuorman vastus on korkea).

Vaiheen epätasapainon seurauksena on parhaassa tapauksessa johtimien palaminen tulossa, koneen tyrmäys ja niin edelleen. Pahimmassa tapauksessa johdotuksen eristys voi sulattua ja tulipalo voi johtuen kasvaneesta virrasta.

Suojaaksesi kotisi nollan palamisen vaikutuksilta, suosittelemme asentamista jännitteenvalvontarelevielä parempaa pariksi SPD: n kanssa. Asunnon sisäänkäynnin jännitesäädin tässä tilanteessa ei välttämättä ratkaise ongelmaa ja itse epäonnistuu.

Alla on jännitereleen kytkentäkaavio.

Tällaisina laitteina voimme suositella suosittuja malleja:

• UZM-50TS (yhdistetty laite volttimittarin toiminnolla);

• Digitop VA-32 (edullinen, mutta luotettava vaihtoehto, malli voi vaihdella nimellisvirrasta riippuen);

• RN-106.

Comments

[#1 Alex sappi]

Mielestäni artikkeli ei ymmärtänyt täysin kysymystä "miksi nollalankaa lämmitetään.

Tasapainottomat kuormat tosiasiallisesti aiheuttavat virran kolmivaiheisen järjestelmän neutraalissa johtimessa. Se on kolmivaiheinen, ts. se ei vaikuta tavalliseen "yksivaiheiseen käyttäjään" eikä sen nolla kuumene. Tämä tapahtuu ennen häntä, 3ph: n syöttöjohdossa eikä ole millään tavalla riippuvainen hänestä.
Mutta meidän on otettava huomioon, että kolmivaiheisessa linjassa tällainen epäsymmetria ei voi anna nollavirta suurempi kuin vaihejohtimen virta. Voi! Koska eri vaiheissa tapahtuu jännitteen muutos 120 astetta, mikä yksinkertaisesti ei salli tämän tapahtuvan. Siksi tasaisella vaihekuormituksella nollajohtimen virta on nolla, vaikka kaikissa vaiheissa se olisi suurin mahdollinen tietylle johdolle. Eli neutraalissa vähennetään toistensa eri vaiheiden virrat.

Mutta epälineaariset kuormat, kaikki pulssikuluttajat, mukaan lukien purkauslamput (loistevalaisimet), voivat johtaa nollaan ylikuumenemiseen. Tällaisia ​​kuormia on nyt todella paljon, ja niiden merkityksellisen osuuden ollessa kaikissa kolmen vaiheen kokonaistehonkulutuksessa neutraalijohtimen virta voi nousta kolme kertaa verrattuna vaiheiden virtaan.
Miksi? Kaikki on hyvin yksinkertaista, artikkelissa mainitut "harmoniset komponentit" ovat syyllisiä. Ja vielä tarkemmin heidän kolmas (ja kolminkertaiset) harmoniset - 3, 9 jne. Periaatteessa tietenkin kolmas vaikuttaa, koska suurin on suurin. Jos piirrämme heidän kolmannen yliaallonsa kaikkien kolmen vaiheen sinusoideihin, käy selväksi, että jos eri vaiheiden perusharmonikot vähennetään vastavuoroisesti nollasta, niin kolmas harmoninen virta lisätään aritmeettisesti. Siksi virta on nollassa ja voi teoriassa olla kolme kertaa suurempi kuin vaiheessa. Mutta tämä tapahtuu niissä verkoissa, jotka ovat täysin kuormitettavia kuluttajien määräämiseen.
”Sormilla” on vaikea ymmärtää, mutta voit lukea lisää tästä (katso kuvia) E.A. Kaminsky "Tähti, kolmio, Zizag". Linkit tähän kirjaan netissä - meri - on painettu monta kertaa.