Обрив нуля: перекіс фаз, 380 В замість 220 В та захист техніки

Обрив нульового провідника у трифазній електромережі може спричинити небезпечний перекіс фаз і різке відхилення напруги від нормальних 220–230 В. На одних споживачах напруга може значно впасти, а на інших - зрости до рівнів, здатних за лічені секунди пошкодити побутову техніку та електроніку.

У статті пояснюється, чому виникає перекіс фаз, чому самовільне з’єднання робочого нуля із захисним заземленням не вирішує проблему та може створити додаткову небезпеку. Також розглядається вибір захисту - реле напруги, трифазного реле контролю та силового контактора.

Правильне виконання з’єднань у щитку, коректне розділення PEN на N і PE та встановлення відповідного захисту дозволяють значно зменшити ризик пошкодження техніки, пожежі та ураження електричним струмом.

Уявіть ситуацію: ввечері в будинку починає блимати світло, лампочки то тьмяніють, то спалахують яскравіше за сонце, а за хвилину з блоків живлення, холодильника та телевізора йде сизий дим.

Здавалося б, коротке замикання? Ні. Це класичний і найпідступніший ворог будь-якої електромережі - обрив нейтрального провідника (нуля).

1. Чому і що відбувається при обриві нуля у трифазній мережі?

У трифазній мережі 380 В до будинку чи під’їзду заходять три фази (L1, L2, L3) і один спільний робочий нуль.

Між будь-якою фазою і нулем напруга становить звичні 220–230 В (фазна напруга). А от між двома фазами - вже 380-400 В (міжфазна, або лінійна, напруга).

Поки нуль цілий, він тримає баланс та відводить струм назад до джерела. Але як тільки нуль відгоряє у щитку або на лінії, спільна точка зникає, і баланс одразу порушується.

Фізика перекосу фаз:

Після обриву нуля однофазні прилади, підключені до різних фаз, опиняються з’єднаними послідовно між собою під міжфазною напругою 380 В!

• Напруга між фазами ділиться пропорційно опору споживачів.
• Якщо на фазі А увімкнено лише роутер або зарядний пристрій (великий опір), а на фазі B - потужний чайник чи обігрівач (малий опір), то за законом Ома весь основний потенціал 380 В припаде на малопотужний прилад.
• У результаті на фазі з великим навантаженням напруга може просісти до 50-100 В, а на фазі з легким навантаженням - зрости до 300-350+ В! Блоки живлення, телевізори чи холодильники можуть згоріти за лічені секунди.

2. Заземлення: чи можна «начебто для надійності» просто заземлити нуль у своєму щитку?

Коротка відповідь: ні, «просто так» з’єднувати нуль із контуром заземлення в будь-якій точці щитка категорично заборонено! Це створює смертельну небезпеку.

• У чому ризик? Якщо ви зробите локальну «перемичку» між робочим нулем 👎 і заземленням (PE) у своєму поверховому або внутрішньому щитку, а магістральний нуль на лінії обірветься - струм навантажень інших споживачів може потекти через ваше заземлення та ваші дроти.
• Дроти в щитку можуть миттєво розжаритися й спричинити пожежу.
• На корпусах вашої побутової техніки (пральної машини, бойлера) може виникнути небезпечний електричний потенціал. Спроба одночасно торкнутися мийки чи корпусу приладу може стати фатальною.

«Як правильно за правилами (ПУЕ)?

Повторне заземлення спільного PEN-провідника робиться тільки на вводі в будівлю (у головному розподільчому щиті — ГРЩ) з дотриманням суворих норм щодо перерізу провідників та опору контуру. Після точки розділення на N (робочий нуль) та PE (захисне заземлення) об’єднувати їх знову в іншому місці за схемою заборонено.»

3. Обираємо захист: реле напруги vs контактор

Щоб захистити майно від обриву нуля та перекосу фаз, потрібно вчасно відсікати мережу.

• Однофазне або трифазне реле контролю напруги (ЗУБР / реле напруги):

Принцип: безперервно вимірює напругу. Якщо вона виходить за встановлені межі (наприклад, нижче 198 В або вище 242 В), реле за мілісекунди (0,03–0,05 с) розриває коло.

Для квартири/будинку з трифазним вводом: найчастіше краще встановити три окремі однофазні реле на кожну фазу. Якщо обірветься нуль або підскочить напруга лише на одній фазі, вимкнеться тільки вона, а інші дві (якщо напруга там у нормі) продовжать живити будинок.

• Коли потрібен контактор (модульний контактор)?

Вбудоване реле у звичайному захисному пристрої зазвичай розраховане на струм до 32–63 А. Якщо у вас велике навантаження, потужне виробництво або трифазні двигуни/насоси, реле напруги використовують як «мозок», який керує силовим контактором.

Якщо в будинку є справжні трифазні споживачі (наприклад, трифазний компресор, котел чи двигун), використовується саме трифазне реле напруги (наприклад, РНПП311) + контактор. При аварії на одній із фаз силовий контактор відключає всі три фази одночасно, щоб двигун не згорів від роботи на двох фазах.

Підсумок такий

Якісно затиснуті клеми, правильна схема розділення PEN-провідника на вводі та вчасно встановлене реле напруги коштують у десятки разів дешевше, ніж ремонт інверторів, холодильників та заміна згорілої проводки.

Перевірте свій щиток уже сьогодні!