Наверняка многие видели в сети фото или видео: почерневший
электрощиток, а в центре — раскаленный докрасна, словно вольфрамовая нить в лампочке,
болт с гайкой на нулевой шине. Явление настолько типичное для старых многоэтажек, что в
кругу электриков его прозвали «российским светодиодом». И тут у любого, кто
помнит школьный курс физики, может возникнуть ступор. Как так? Нас же учили, что фаза
— опасно, там напряжение, там ток. А вот ноль — он и есть ноль, практически
земля. Так почему же горит именно он? Почему «безопасный» провод вдруг
превращается в кипятильник, способный устроить пожар? Отложим в сторону
идеальные модели из учебников и посмотрим, что на самом деле происходит в наших
розетках.
Почему «пустой» нулевой провод становится самым нагруженным:
от теории к реальности
Для начала, давайте отдадим дань уважения теории. В наши
дома заходит три фазы (А, В, С) и один общий нулевой проводник. Квартиры по
стояку «раскидывают» по этим фазам, чтобы нагрузка была равномерной. В
идеальном мире, где все ваши соседи — перфекционисты, нагрузка на все три фазы
была бы абсолютно идентичной. Токи в каждой фазе, как известно, сдвинуты друг
относительно друга на 120 градусов. И если сложить их векторы, то в нулевом
проводе они волшебным образом взаимно компенсируются. Ток в нуле равен нулю.
Красивая теория. А теперь вернемся в реальность.
Причина №1, очевидная: «перекос фаз»
Первая и самая простая причина «возгорания» — банальный
перекос нагрузки. Пока вы на фазе «А» включили 2-киловаттный чайник, ваш сосед
на фазе «Б» смотрит телевизор (150 Вт), а соседка на фазе «В» вообще на работе.
Нагрузка неравномерна. Векторы токов больше не могут скомпенсировать друг
друга, и по нулевому проводу течет так называемый «уравнительный ток». Да, это
греет ноль, но, как правило, не докрасна.
Причина №2, скрытая: «грязный» ток от ваших гаджетов
Главный враг нулевого
провода — импульсный блок питания (ИБП). Он стоит сегодня везде: в вашем
компьютере, в зарядке для телефона, в телевизоре, в светодиодных лампах.
Чем он плох? Ну, к примеру утюг потребляет ток плавно, по красивой
синусоиде. А ИБП — нет. Внутри него стоит диодный мост и сглаживающий
конденсатор. Конденсатор разряжается, питая схему, а потом ему нужно мгновенно
«дозарядиться» от сети. Именно этот короткий, но очень мощный «глоток» тока на
самой вершине синусоиды и создает в сети кучу мусора — гармоники.
Токи основной частоты (50 Гц)
в нулевом проводе пытаются друг друга скомпенсировать. А вот токи так
называемых гармоник, кратных трем (150 Гц, 450 Гц
количестве генерируют ИБП, имеют одну отвратительную особенность. Из-за
фазового сдвига в трехфазной сети они в нулевом проводе не вычитаются, а
арифметически СКЛАДЫВАЮТСЯ!
То есть, чем больше в вашем доме компьютеров и светодиодных
ламп, тем больше «грязного» тока суммируется в общем нулевом проводе. В
результате ток в «нуле» может в 1.5, а то и в 1.7 раза превышать ток в любом из
фазных проводов., а сечение у него, по старым нормам, такое же. Вот он и
начинает греться.
Причина №3, фатальная: «плохой контакт — идеальный
кипятильник»
Но почему раскаляется именно болт, а не весь провод по
длине? Вспоминаем закон Джоуля-Ленца: количество выделяемого тепла P = I²R. I²
(ток в квадрате) в нашем случае — это чудовищная величина, сумма тока перекоса
и всех гармоник. А R (сопротивление) — наш плохо затянутый болт.
При ослаблении контакта реальная площадь соприкосновения
проводников уменьшается до нескольких микроскопических точек. Весь огромный ток
пытается «протиснуться» через эти точки, создавая колоссальную плотность тока и
мгновенный локальный нагрев. Алюминий (если дом старый) почти мгновенно
окисляется, образуя пленку с очень высоким сопротивлением, что еще больше
усугубляет процесс, запуская цепную реакцию, которая и превращает болт в
«светодиод».
Но почему «горящий болт» опасен?
Потому что как только он окончательно отгорает, происходит обрыв
нулевого провода. Наша красивая теоретическая «звезда» разваливается. В этот
момент ваши розетки и розетки соседей по стояку превращаются в смертельную
лотерею. Объясню на пальцах. Представьте, что вы на фазе
«А» и у вас работает только зарядка для ноутбука (высокое сопротивление).
А ваш сосед на фазе «Б» включил мощный обогреватель (низкое
сопротивление). Поскольку общий ноль оборван, ток от вас к соседу начинает течь
не через нулевой провод, а напрямую. Ваши две квартиры оказываются включены последовательно
между двумя фазами. А напряжение между двумя фазами — 380 Вольт.
По закону Ома, эти 380В распределятся пропорционально
сопротивлению. На обогревателе соседа упадет всего вольт 40. А вот на вашей
зарядке — оставшиеся 340 Вольт. Результат — мгновенно сгоревшая техника.
Это реальное
распределение напряжений при обрыве нуля. В розетках соседа на фазе
«А» напряжение упало до 100В, а у вас — подскочило до 340В. Вот
почему «российский светодиод» — обратный отсчет до убытков.
Банальный вывод по итогу
Парадокс «горящего нуля» — вовсе не парадокс. В наших домах,
переполненных импульсной электроникой, нулевой провод давно перестал быть
«нулевым», превратившись в полноценную рабочую лошадку, а часто — и в самую
нагруженную жилу кабеля. Как видите, в этом нет никакой мистики. Есть лишь
суровая физика и три фактора, сложившихся воедино:
- Банальный перекос фаз.
-
Огромный ток гармоник от современных гаджетов, который
суммируется в нуле.
- Плохой контакт, ставший идеальным кипятильником.
Что делать? Требовать от вашей управляющей компании
регулярной протяжки и обслуживания общедомовых щитков. При приемке работ у
электрика требуйте не просто «закрутить посильнее», а использовать
динамометрическую отвертку. Она гарантирует правильный момент затяжки
болтового соединения. Если же вы заметили у себя дома мигание света или нагрев
розеток — не тяните, вызывайте грамотного специалиста. Потому что «российский
светодиод» может оказаться предвестником очень большого
пожара.
Изображение в превью: