Представьте себе ситуацию: вы дома, наслаждаетесь любимым
сериалом, и вдруг — бац — свет начинает мигать, телевизор гаснет, а
холодильник издаёт странные звуки. Сначала вы думаете, что это обычные перепады
напряжения, но потом замечаете, что и микроволновка не работает, а зарядное
устройство телефона еле-еле заряжает. Это не просто скачок напряжения, это,
возможно, гораздо более опасная проблема — обрыв нуля, или, как говорят
электрики, «отгорание нуля». И знаете что? Эта проблема может коснуться каждого,
даже если вы уверены, что с вашей проводкой всё в порядке. Предлагаю
разобраться, как это происходит, почему этому явлению способствуют импульсные блоки питания и, самое главное, как защитить свой дом и
технику от этого электрического «беспредела».
Как электричество попадает к нам домой: упрощённое пояснение
Чтобы понять, что такое «обрыв нуля», давайте немного
углубимся в основы электроснабжения. Представьте себе электростанцию — это как
огромный завод по производству электричества. Там есть мощный генератор,
который вращается, как волчок, и создаёт напряжение. Это напряжение не
постоянное, а переменное, как волна, то поднимается, то опускается. На
электростанциях обычно используют трёхфазную систему — это как три отдельных
«волчка», каждый из которых вырабатывает своё напряжение. Это, конечно, очень
упрощённая модель, а то, я знаю, посыплются на мою голову претензии от
энергетиков.
Для обеспечения наших домов электроэнергией требуется
разветвлённая сеть проводов, но использование множества линий было бы
экономически невыгодным и крайне неудобным. Чтобы оптимизировать процесс, концы
трёх «генераторов», называемых обмотками, сводят в одну общую точку —
нейтраль. От начала этих обмоток отходят провода, именуемые фазами. Таким образом,
вместо шести проводников для передачи электрического тока используется всего
четыре: три фазных и один нейтральный. На электростанциях генерируется очень
высокое напряжение, поэтому его снижают до привычных нам 220 или 380 вольт с
помощью трансформаторов, обычно располагающихся вблизи жилых зданий. От
трансформатора в наши дома поступают три фазы и нейтраль. В каждую квартиру,
как правило, подводится лишь одна фаза и нейтральный проводник. Электромонтёры
стремятся распределить фазы между квартирами таким образом, чтобы нагрузка на
каждую из них была примерно одинаковой, подобно тому, как делят один торт между
всеми участниками застолья.
Обрыв нуля: когда обычный провод становится опасным
Теперь мы подошли к самой сути проблемы. Если оборвётся
провод нуля прямо в розетке, то, скорее всего, ничего страшного не произойдёт —
просто пропадёт свет. Но гораздо опаснее, когда обрывается нейтральный
проводник, идущий от трансформатора к распределительному щитку в вашем доме.
Представьте, что в подъезде есть общий распределительный щиток, где все провода
соединяются, как корни у дерева. Если в квартирах не будет включено никаких
электроприборов, то обрыв нуля не вызовет никаких проблем. Но в реальной жизни
у нас всегда что-то работает: холодильник, роутер, зарядка телефона.
Представьте себе многоквартирный дом, где только в одной
квартире горит свет, а в остальных — темно. Если в электросети произойдёт обрыв
нулевого провода, то в розетках других квартир напряжение может резко
подскочить до 380 вольт. Это сравнимо с тем, как если бы в пульт дистанционного
управления вместо одной батарейки вставили две. Почему возникает такая
ситуация?
Дело в том, что через горящую лампочку фаза из освещённой
квартиры соединяется с нейтральным проводом, а все нейтральные провода из
квартир объединены в одну общую шину в электрощите. В результате через лампочку
на общей шине нейтрали появляется фаза от этой квартиры. В то же время, в
остальных квартирах также имеются свои фазы. В итоге, в розетках этих квартир
возникает межфазное напряжение в 380 вольт. Это подобно тому, как если бы
электроприбор был подключён не к одной фазе, а сразу к двум. Именно поэтому
очень важно, чтобы нагрузка на каждую фазу была распределена более-менее
равномерно.
Почему «отгорает» нулевой провод: виновники перенапряжения
Почему же нулевой провод так часто выходит из строя? Одной
из основных причин является дисбаланс в потреблении электроэнергии. Вообразите
ситуацию: в одной квартире включили сразу множество мощных приборов, таких как
стиральная машина, чайник, микроволновка и фен, в то время как в остальных
квартирах электричество почти не используется. В этом случае нагрузка на
нулевой проводник резко возрастает, и он может перегреться и перегореть, как
перегруженный провод в старой ёлочной гирлянде. Кроме того, в старых зданиях
нередко встречаются нулевые проводники недостаточной толщины, которые просто не
предназначены для современных электрических нагрузок.
Но, пожалуй, главным виновником перегрузки нулевой шины являются
импульсные блоки питания. Вы, наверное, знаете, что современные электронные
устройства, от компьютеров до зарядных устройств и светодиодных лампочек, в
основном используют именно такие блоки питания. В чём тут подвох?
Дело в том, что импульсные блоки питания потребляют
электроэнергию не плавно, а рывками — в моменты зарядки конденсаторов. Это
приводит к искажению формы синусоиды переменного тока, которая является
«правильной» формой напряжения в сети. Кроме того, эти блоки питания
генерируют так называемые гармоники — дополнительные частоты, которые складываются
по фазам, а не взаимно гасятся, как это должно происходить в идеальной сети. В
итоге ток этих гармоник может пойти по нулевому проводнику, увеличивая его
нагрузку.
И вот здесь возникает риск. Ток в нулевом проводнике может
стать даже больше, чем ток в фазном проводе, что ведёт к его перегреву и, в
худшем случае, к отгоранию. Отгорание нуля — это очень неприятная ситуация,
которая может вызвать перекос напряжения в розетке. В результате все
чувствительные приборы, особенно современные, могут выйти из строя из-за
резкого скачка напряжения. Таким образом, безобидные на первый взгляд
импульсные блоки питания могут стать причиной серьёзных проблем в электросети.
Поэтому важно понимать эти процессы и учитывать их при проектировании и
эксплуатации электрических сетей.
Как защитить себя от обрыва нуля: личный опыт и советы
Как же защитить себя от этой неприятности? Во-первых, нужно
следить за тем, чтобы сечение нулевого проводника было не меньше, чем у фазных.
Но, к сожалению, на это вы, как правило, повлиять не можете, так как это зона
ответственности электриков. Во-вторых, можно использовать блоки питания с
фильтрами, которые подавляют гармоники. Сейчас большинство современных блоков
питания уже оснащены такими фильтрами.
Наиболее надёжной защитой от обрыва нулевого провода
является использование реле напряжения. Это устройство непрерывно контролирует
уровень напряжения в электросети и, в случае выхода его за допустимые границы,
моментально прерывает электроснабжение. Как только напряжение возвращается в
норму, реле автоматически восстанавливает подачу электричества. Его можно
сравнить с бдительным стражем, отслеживающим колебания напряжения и отключающим
питание при возникновении неполадок. Реле напряжения обеспечивает защиту не
только от обрыва нуля, но и от других внезапных скачков напряжения, что делает
его крайне важным элементом в каждом доме. Помимо реле напряжения, для
стабилизации электроснабжения можно применять стабилизатор напряжения, однако
он не предохранит от обрыва нуля, а лишь выравнивает колебания напряжения.
Для защиты от обрыва нуля в частных домах часто используют
систему заземления TN-CS. В этой схеме рабочий нуль подключается к защитному
заземлению. Однако, если подобное соединение будет выполнено в квартире, при
обрыве нуля через ваше заземление пойдёт ток от других квартир. Это может
вызвать перегрев и даже возгорание проводки. Ситуация аналогична попытке помочь
соседу, переложив его нагрузку на свои провода, которые в итоге не выдерживают
и перегреваются.
Вместо заключения: будьте бдительны
Обрыв нуля — это коварная неисправность, которая может привести
к серьёзным последствиям, но, как говорится, «предупреждён — значит вооружён».
Теперь вы знаете, как устроена система электроснабжения, почему возникает обрыв
нуля и какие меры предосторожности можно предпринять. Если вы сталкивались с
обрывом нуля, поделитесь своим опытом решения этой проблемы в комментариях.
Ваша история может помочь другим людям защитить себя от этой неприятности.
Изображение в превью:
Источник: mistral.ai