Чем отличается фаза от нуля как определить

Чем отличается фаза от нуля как определить

Трехфазные цепи или в чем отличие фазы от ноля?

Автор: Atomik
Опубликовано 01.01.1970

Понятия ФАЗА и НОЛЬ вытекают из темы ТРЕХФАЗНЫЕ (в дальнейшем — ) ЦЕПИ, потому рассмотрим их подробно.

Что это такое вообще? А вот что:
Если соединить несколько однофазных цепей (состоят из генератора, нагрузки и двух проводов линии: прямого и обратного), токи в которых имеют одну частоту, но сдвинуты относительно друг друга по фазе, то можно получить такое условие, когда сумма токов в обратных проводах будет равна нулю. Тогда можем объединить все обратные провода в один и отказаться от них, тем самым сэкономив на материале провода (можно купить еще вискаса!(К черту вискас — осетрину давай! Здесь и далее прим. Кота.)). Эта возможность и дала основание для распространения многофазных цепей, в частности при производстве и передаче электроэнергии применяются почти исключительно 3Ф цепи. Кстати, все основные звенья 3Ф цепей (3Ф генератор, 3Ф трансформатор и 3Ф двигатель) были разработаны русским инженером Доливо-Добровольским еще в 1880-е годы! Причина распространения 3Ф систем также в том, что 3Ф генератор, 3Ф трансформатор и 3Ф двигатель наиболее просты по конструкции, экономичны и надежны в работе по сравнению с другими.

3Ф система электрических цепей — совокупность трех однофазных цепей, в которых действует ЭДС одной и той же частоты, но сдвинуты на угол 120° одна от другой. Отдельную цепь из этих трех называют ФАЗА.
ФАЗА, это участок, по оторому течет один и тот же ток.
3Ф система ЭДС является симметричной, если эти ЭДС сдвинуты относительно друг друга на 120° и имеют равные амплитуды. 3Ф генераторы на электростанциях создают именно симметричную систему ЭДС.

3Ф нагрузка является симметричной, если комплексные сопротивления всех трех ее ФАЗ равны. Если к симметричной нагрузке приложена симметричная система ЭДС, будет иметь место 3Ф симметричная система токов.

Одни выводы фазных обмоток генератора условно называют начала и обозначают на схемах ABC, а другие — концы и обозначают XYZ.

Порядок, в котором ЭДС фаз генератора проходят через одинаковые значения называется чередования фаз.

Сумма ЭДС симметричной системы в любой момент времени равна 0.

Способов соединения ФАЗ в 3Ф цепях два: треугольником и звездой.
Соединение звезда, это соединение, при котором концы XYZ фазных обмоток генератора соединяют в общий узел, называемый НЕЙТРАЛЬНАЯ или НУЛЕВАЯ точка генератора (N или O). Соединение звездой показано на рисунке №1.
Соединение ФАЗ генератора в звезду:

Соединение ФАЗ генератора в треугольник, это такое соединение, при котором начало одной ФАЗЫ было соединено с концом следующей.

При отсутствии нагрузки, (т.е. при разомкнутых выводах генератора) в обмотках генератора, соединенных в треугольник, ток не течет т.к. сумма симметричных ЭДС дает "0".
Исходя из этого возможно только четыре соединения генератора с приемником:
1. треугольник — треугольник
2. треугольник — звезда
3. звезда — треугольник
4. звезда — звезда

Но, это было бы правдой, если бы не нейтральная (нулевая) точка, возникающая при соединении звездой. Ведь средние точки можно тоже соединить. Получаем еще один способ:
5. звезда — звезда, с нейтралью. (Y+Yn) Он-то нам и нужен! Вот это соединение:

Тут я много чего понаписал, объясняю:

Комплексное (с точкой) Ua, Ub, Uc — фазные напряжения.
Комплексное Uab, Ubc, Uca — линейные напряжения.
Комплексный Ia, Ib, Ic — Линейные токи (показывают от генератора к приемнику).
Комплексное In — показывают от приемника к генератору, по сути нейтраль (тот самый НОЛЬ в розетке) является обратным проводом.

А теперь самое интересное (в свое время меня поразило)
По второму закону Кирхгофа:

Uab = Ua — Ub
Ubc = Ub — Uc
Uca = Uc — Ua
Из этого следует, что:
Uab + Ubc + Uca = 0 ! (в симметричном режиме)
По первому закону Кирхгофа:
Ia + Ib + Ic = In
В симметричном режиме In = 0
Следовательно в симметричном режиме нейтраль не нужна!

Если внимательно рассмотреть векторную диаграмму, представленную на рисунке, то станет ясен вопрос, который тревожит очень многих: почему именно 220В, а не 200 или 250 и т.д. Или в общем виде: "почему шкала стандартных напряжений приемников выглядит, как 127, 220, 380, 660". А вот почему.
Посмотрим снова на рисунок №4, что мы видим? Рассмотрим вектор напряжения Uab.
Uab = Ua*cos30° + Ub*cos30° = 2 Uф*cos30° = sqrt3*Uф
Uл = sqrt3*Uф
, это разность потенциалов между проводом линии и нейтралью.
, это Напряжение между двумя линейными проводами (межфазное).

Теперь возьмем, к примеру, 220 вольт как Uф, вычисляя Uл получим 381,05 Вольт Возьмем эти за Uф 381,05 и снова вычислим, получим 659,99 вольт. И так далее. Вот откуда эти мистические цифры — из углов сдвига ФАЗ и математики!
Итак, при симметричной нагрузке нейтраль не нужна, так, как тока в ней все равно не будет. Тогда 3Ф система буде трехпроводной, что дает экономию на материале 50% по сравнению с однофазной (при одной и той же передаваемой мощности). На практике 3Ф нагрузка встречается (3Ф двигатель), однако даже в такой 3Ф цепи все равно возможен несиметричный режим, который, к примеру может быть вызван обрывом одной из фаз, или там несимметричный КЗ (между двумя фазами).
При несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрали потенциал нейтральной точки нагрузки не будет равен нулю. Его можно определить по методу двух узлов находя смещение нейтрали:

Читайте также:  A5 2017 samsung характеристики обзор

Из схемы без нейтрали (рисунок №-1) видно, что в соответствии со вторым законом Кирхгофа фазные напряжения не будут равны ЭДС истояника на величину смещения нейтрали.

ВД для несимметричного режима без нейтрали:

При отсутствии нейтрали нарушается симметрия фазных напряжений. При любом изменении в одной из фаз точка n будет двигаться по плоскости перетаскивая за собой вектора фазных напряжений. Короче — дело дрянь. По этому поводу мне как-то сказали: хочешь увидеть фейерверк — перережь нейтральный провод в доме напротив 🙂 В результате при изменении нагрузки только одной из фаз изменяются все три фазных непряжения. Работа фаз не будет назависимой, это недопустимо, так как потребители, вкдюченные в разные фазы рассчитаны на работу при определенном Uф.

Для устранения такой зависимости одной фазы от другой, т.е. для обеспечения симметрии фазных напряжений при несимметричной нагрузке и предназначен нейтральный провод.

Несмотря на отсутствие разности потенциалов на нейтрали по ней будет протекать ток, вызванный несимметрией нагрузки. Короче "лишний ток" стекает по нейтрали.
Почему нейтраль называют землей? Потому, что на электростанции нулевая точка генератора заземлена, т.е. буквально провод закопан в землю. Это сделано для страховки.
Ну, а если кого-то заинтересует вопрос: "Как же это все работает на практике?", то вот упрощенная схема питания наших с вами квартир от электростанции.

От 3Ф генератора энергия идет к 3Ф трансформатору (тот, что у нас на подстанции) а от него уже поступает к нам в розетки на стене (на схеме потребители обозначены символом резисторов и подписаны, как 3Ф нагрузка)

И в завершение, пройдемся по главному из данной темы. Итак, выводы:
а) ФАЗА и НОЛЬ совершенно разные вещи! (Теперь мы знаем, что НОЛЬ, в общем может быть и не нужен, соединим все обратные провода из розеток по три штуки в одну точку и все, главное, чтоб нагрузка симметричная была, но вот ФАЗА нужна обязательно. Значит различия все-таки есть 🙂
б) ФАЗА фактически есть участок, по которому течет один и тот же ток. В розетке, же, на стене, это провод по которому ток к нам идет от генератора. (в отличие от НОЛЯ по которому тот стекает обратно к генератору, в его нулевую точку) Можно также сказать, что это один из трех переменных токов, вырабатываемых 3Ф генератором.
в) НОЛЬ (он же нейтраль) фактически есть провод, соединяющий нулевую точку генератора и нулевую точку нагрузки.
г) НОЛЬ буквально заземлен, но на электростанции.
д) Преимущество схемы YN в том, что она дает возможность подключения на 2 напряжения: между двумя линейными проводами и между фазой и нейтралью. ТАД (3Ф асинхронный двигатель U1 = 380/220)
е) При соединении фаз нагрузки в треугольник, каждая фаза находится под линейным напряжением, а при соединении в звезду под напряжением в раз меньше.
ж) При любой схеме соединения, в случае симметричного режима расчет 3Ф цепи сводится к расчету одной из фаз.
з) На практике указывают линейные напряжения и токи, поскольку не всегда есть доступ для приборов к нейтральной точке приемника.

Это все основные моменты о 3Ф цепях. Есть, что добавить? Пишите.

Хозяин квартиры или частного дома, решивший проделать любую процедуру, связанную с электричеством, будь то установка розетки или выключателя, подвешивание люстры или настенного светильника, неизменно сталкивается с необходимостью определить, где в месте производства работ находятся фазный и нулевой провод, а также кабель заземления. Это нужно для того, чтобы правильно подсоединить монтируемый элемент, а также избежать случайного удара током. Если вы имеете определенный опыт работы с электричеством, то такой вопрос не поставит вас в тупик, но для новичка он может оказаться серьезной проблемой. В этой статье мы разберемся, что такое фаза и ноль в электрике, и расскажем, как найти эти кабели в цепи, отличив их друг от друга.

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение фазного кабеля – подача электрической энергии к нужному месту. Если говорить о трехфазной электросети, то в ней на единственный нулевой провод (нейтральный) приходится три токоподающих. Это обусловлено тем, что поток электронов в цепи такого типа имеет фазовый сдвиг, равный 120 градусам, и наличия в ней одного нейтрального кабеля вполне достаточно. Разность потенциалов на фазном проводе составляет 220В, в то время как нулевой, как и заземляющий, не находится под напряжением. На паре фазных проводников значение напряжения составляет 380 В.

Линейные кабели предназначены для соединения нагрузочной фазы с генераторной. Назначение нейтрального провода (рабочего нуля) заключается в соединении нулей нагрузки и генератора. От генератора поток электронов перемещается к нагрузке по линейным проводникам, а его обратное движение происходит по нулевым кабелям.

Нулевой провод, как было сказано выше, не находится под напряжением. Этот проводник выполняет защитную функцию.

Назначение нулевого провода заключается в создании цепочки с низким показателем сопротивления, чтобы в случае короткого замыкания величины тока хватило для немедленного срабатывания устройства аварийного отключения.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В современной проводке оболочка нейтрального проводника бывает синей или голубой. В старых схемах рабочий нулевой провод (нейтраль) совмещен с защитным. Такой кабель имеет покрытие желто-зеленого цвета.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

  • Глухозаземленный нейтральный кабель.
  • Изолированный нулевой провод.
  • Эффективно-заземленный ноль.
Читайте также:  Как пользоваться пеной клеем

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Чтобы такая сеть функционировала правильно, энергия для нее вырабатывается трехфазными генераторами и доставляется также по трем фазным проводникам, находящимся под высоким напряжением. Рабочий ноль, являющийся по счету четвертым проводом, подается от этой же генераторной установки.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Для чего нужен заземляющий кабель?

Заземление предусмотрено во всех современных электрических бытовых устройствах. Оно помогает снизить величину тока до уровня, который безопасен для здоровья, перенаправляя большую часть потока электронов в землю и защищая человека, коснувшегося прибора, от электрического поражения. Также заземляющие устройства являются неотъемлемой частью громоотводов на зданиях – через них мощный электрический заряд из внешней среды уходит в землю, не причиняя вреда людям и животным, не становясь причиной пожара.

На вопрос – как определить провод заземления – можно было бы ответить: по желто-зеленой оболочке, но цветовая маркировка, к сожалению, довольно часто не соблюдается. Бывает и такое, что электромонтер, не обладающий достаточным опытом, путает фазный кабель с нулевым, а то и подключает сразу две фазы.

Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно уметь различать проводники не только по цвету оболочки, но и другими способами, гарантирующими правильный результат.

Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу

Установить в домашних условиях, где какой провод находится, можно разными способами. Мы разберем только самые распространенные и доступные практически любому человеку: с использованием обычной электрической лампочки, индикаторной отвертки и тестера (мультиметра).

Про цветовую маркировку фазных, нулевых и заземляющих проводов на видео:

Проверка с помощью электролампы

Перед тем, как приступить к такой проверке, нужно собрать с использованием лампочки устройство для проверки. Для этого ее следует вкрутить в подходящий по диаметру патрон, после чего закрепить на клемме провода, сняв изоляцию с их концов стриппером или обычным ножом. Затем проводники лампы нужно поочередно прикладывать к тестируемым жилам. Когда лампа загорится, это будет означать, что вы нашли фазный провод. Если проверяется кабель на две жилы, уже понятно, что вторая будет нулевой.

Проверка индикаторной отверткой

Хорошим помощником в работе, связанной с электрическим монтажом, является индикаторная отвертка. В основе работы этого недорогого инструмента лежит принцип протекания сквозь корпус индикатора емкостного тока. В ее состав входят следующие основные элементы:

  • Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который прикладывается к проводам для проверки.
  • Неоновая лампочка, загорающаяся при прохождении сквозь нее тока и сигнализирующая таким образом о фазовом потенциале.
  • Резистор для ограничения величины электрического тока, который защищает устройство от сгорания под воздействием мощного потока электронов.
  • Контактная площадка, позволяющая при прикосновении к ней создать цепь.

Профессиональные электромонтеры используют в своей работе более дорогие светодиодные индикаторы с двумя встроенными элементами питания, но простенькое устройство китайского производства вполне доступно любому человеку и должно иметься у каждого хозяина дома.

Если вы проверяете наличие напряжения на проводе с помощью этого прибора при дневном свете, то придется приглядываться в ходе работы более внимательно, так как свечение сигнальной лампы будет плохо заметно.

При касании жалом отвертки фазного контакта сигнализатор загорается. При этом ни на защитном нуле, ни на заземлении светиться он не должен, в противном случае можно сделать вывод, что в схеме подключения имеются неполадки.

Пользуясь этим индикатором, будьте внимательны, чтобы нечаянно не коснуться рукой провода под напряжением.

Про определение фазы наглядно на видео:

Проверка мультиметром

Для определения фазы с помощью домашнего тестера прибор нужно поставить в режим вольтметра и измерить попарно величину напряжения между контактами. Между фазой и любым другим проводом этот показатель должен составлять 220 В, а прикладывание щупов к заземлению и защитному нулю должно показывать отсутствие напряжения.

Заключение

В этом материале мы подробно ответили на вопрос, что собой представляют фаза и ноль в современной электрике, для чего они нужны, а также разобрались, какими способами можно определить, где в проводке находится фазная жила. Какой из этих способов предпочтительнее, решать вам, но помните, что вопрос определения фазы, ноля и заземления очень важен. Неправильные результаты проверки могут стать причиной сгорания приборов при подключении, или, что еще хуже – причиной поражения электрическим током.

При ремонте электрической проводки, или ее обслуживании часто может потребоваться определить какой провод подключен к нулю, а какой к фазе. Это требуется для установки выключателей или коммутации другого электрооборудования. Прежде, чем рассказать, как определить ноль и фазу, расскажем о связанных с этим предрассудках.

Наиболее распространенные заблуждения

Приведем часто встречающиеся заблуждения, связанные с определением нулевого и фазного провода:

  • на нулевую жилу не поступает напряжение. Это предположение полностью неверно, поскольку она является полноценным участником электроснабжения;
  • при наличии заземления короткое замыкание не возникнет. Полностью абсурдное предположение. Да, у заземления потенциал намного ниже, чем у фазы, но «вывести» через себя все излишки оно не сможет. Собственно, это и не является функциональным назначением «земли», ее задача – удаление паразитных токов, к которым относятся и статические;
  • знать, где в розетке фаза и ноль необязательно, поскольку на работе оборудования это не отразится. Такое утверждение не является абсолютно верным, поскольку существует оборудование, требующее для нормальной функциональности соблюдения полярности.

В качестве примера такого оборудования можно привести контролер, управляющий работой газового котла. При индикации ошибки «недостаточно напряжения» требуется поменять полярность.

Читайте также:  Купеческий хлеб в хлебопечке

Подобная проблема может возникнуть на генераторе импульсов, а также при подключении лабораторного измерительного оборудования;

  • если в кабеле три жилы, и одна из них разноцветная, то она является заземлением. Никогда нельзя быть уверенным в этом, особенно учитывая, какая была неразбериха с ГОСТами в последнее десятилетие прошлого века. Поэтому лучше всегда проверять кабель.

Цветовая маркировка

Чтобы в дальнейшем не утруждать себя поиском нуля и фазы, необходимо придерживаться единого стандарта, прописанном в ГОСТе Р 50462-92.

В таблице показано каким цветом обозначается тот или иной провод.

Назначение Цвет жилы
Жилы защитного заземления (PE) желто-зеленый
Ноль (N) голубой
Провода, на которые подается фаза черный, красный, коричневый, фиолетовый, серый, розовый, оранжевый, белый, бирюзовый

В старых домах проводка может быть выполнена одноцветным проводом. Если у вас подобная ситуация, рекомендуем промаркировать выводы электропроводки при помощи термоусадочных трубок.

Ненужно доверять цветовой маркировке, если у вас возникли малейшие сомнения. Лучше лишний раз убедиться в соответствии назначения проводов цветам.

Самые доступные и распространенные способы

Наиболее простой способ, который позволяет точно определить фазный и нулевой провод, выполняется индикаторной отверткой. Ее можно купить или собрать самостоятельно. Схема такого устройства несложная, она представлена на рисунке ниже.

Схема детектора напряжения

Обозначения на схеме:

  • А – контактная пластина;
  • B – жало детектора;
  • R1 – сопротивление с номиналом от 1,5 до 2МОм, мощностью от 0,5Вт;
  • HG1 – любой тип неоновой лампы.

Видео инструкция: определение фазы и ноля индикаторной отверткой

Компактные размеры используемых деталей позволяют собрать устройство в корпусе шариковой ручки. Промышленные образцы напоминают внешним видом небольшую отвертку.

Детектор фазы промышленного изготовления

Определение подключения провода к фазе или нулю фазы ( в двухпроводной электроцепи) производится по ниже описанному пошаговому алгоритму:

  1. проводка обесточивается;
  2. с проводов, подлежащих тестированию, снимается защитный слой изоляции (одного сантиметра будет достаточно);
  3. включаем электричество, поскольку определить ноль, если фаза отключена, не получится;
  4. жалом пробника поочередно проверяются два провода, прикасаясь при этом к контактной пластине индикатора, как это показано на фото;
  5. если неоновая лампочка засветиться, тестируемая жила является – фазой электрической цепи.

Как необходимо держать детектор при определении фазы

В розетке индикатор напряжения срабатывает на два контакта

Ситуация, когда пробник определяет две фазы в розетке и не видит ноль, может озадачить начинающего электрика. Дело еще более запутается, если замерить разность потенциалов мультиметром или тестером. Они покажут что напряжение отсутствует. Это характерные признаки обрыва ноля.

Заметим, что при внешних признаках отсутствия напряжения в электропроводке (по показаниям мультиметра) можно получить довольно ощутимый удар током. Именно поэтому нельзя пренебрегать пробником напряжения.

Для решения этой проблемы достаточно устранить обрыв нулевого провода, если вы не знаете как это сделать, лучше перепоручите эту работу профессиональным электрикам.

Способы для трехжильной проводки

В этом случае третьим проводом будет заземление. Фаза без труда находится пробником (как это сделать было описано выше). Чтобы найти ноль и землю, для их определения следует воспользоваться мультиметром или тестером.

Порядок действий должен быть следующим:

  1. при помощи пробника определяем фазу;
  2. измеряем напряжение между фазой и оставшимися двумя проводами;
  3. разность потенциалов между нулем и фазой будет в районе 220В, напряжение между землей и фазой будет меньше этого значения.

Собственно, имея мультиметр, можно определить землю, ноль и фазу без индикатора напряжения. Расскажем, как это сделать, пользуясь моделью M820D.

Мультиметр M820D

Для этой цели необходимо выставить диапазон измерений переменного тока больше 220В. Щупы подключаются к гнездам V и СОМ (показаны на фотографии ниже).

Гнезда для подключения щупов

Поочередно меряем напряжение между тремя проводами, там где будет около 220В, одна жила — фаза, вторая – ноль. Соответственно, третий провод – земля.

Видео: определение фазы и ноля индикаторной отверткой и мультиметром (2 способа)

Далее необходимо определить, какой из двух проводов фаза, а какой ноль. С этой целью измеряем напряжение между каждым из них и заземляющим проводом. Наибольшее напряжение будет между фазой и землей.

Нет необходимых приборов

В домашнем хозяйстве должен быть как минимум пробник напряжения, но если его нет не расстраивайтесь, существуют способы определить землю, ноль и фазу без приборов.

Все что от вас потребуется, это сделать контрольную лампу, примерно такую, как изображена на фото. Лампа должна работать от 220В и быть не слишком мощной (чтобы не слепить глаза).

Контрольная лампа

Вариантов реализации данного устройства множество, главное – обеспечить надежную изоляцию в местах крепления проводов к лампе и щупов. Естественно, если потребуется протестировать провода в коробке на потолке, необходимо сделать щупы соответственной длины.

Для определения фазы достаточно один контакт такого пробника подключить к испытуемому проводу, а второй к заземлению. В качестве последнего могут выступать металлические трубы отопления или холодной воды. Место на трубе, к которому будете прикасаться щупом контрольной лампы, необходимо предварительно зачистить.

Провод , при прикосновении к которому лампа будет светиться, и будет фазой.

Способы, которые мы не рекомендуем использовать

В интернете опубликовано много видео, как определить фазу, не пользуясь никаким специальным оборудованием. Например, при помощи сырой картошки или водопроводной воды. Мы хотим предупредить, что повторение таких сомнительных опытов может нанести существенный урон вашему здоровью.

Как определить ноль и фазу, причем сделать это с максимальной безопасностью, мы рассказали, поэтому нет необходимости в изобретении новых способов.

Ссылка на основную публикацию
Чем отличается кальцинированная сода от пищевой соды
Сода присутствует в каждом доме. С такой продукцией успешно взаимодействуют многие люди, получающие наилучшую возможность оценить свойства и эффективность применения....
Чем можно сделать фасад дома
Вопрос, чем дешевле отделать фасад дома, актуален практически для всех владельцев частных строений. Ведь, с одной стороны, хочется, чтобы облицовка...
Чем можно смазать сверху пирог
Итак, чем можно смазать пирожки перед выпечкой или после неё, и что от этого получится. Ведь от того чем они...
Чем отличается лампа h8 от h11
Мне не первый раз говорят что цоколи H 8, H 9 и H 11 ОДИНОКАВЫЕ и так упорно на этом...
Adblock detector