Здравствуйте, уважаемые читатели моего канала. Хотел сегодня поговорить о петле фаза-ноль. Дать представление, что это и для чего. В основном данной петлей пользуются энергетики, но ее измерение дает хорошее понимание о работе защитных устройств, таких как автоматические выключатели, и о величине тока в сети.
В одной из предыдущих статей мы рассматривали простейшую схему электроснабжения потребителей, указанную на рисунке выше. Контур протекания тока будет следующим. Электрический ток из трансформатора на ближайшей подстанции выходит из фазного проводника, проходит через коммутационные аппараты на подстанции, проходит по линии, входит в дом, проходит через нагрузку, выходит из дома и возвращается в трансформатор по нулевому проводнику.
Энергетики при выборе аппаратов защиты для своих сетей поступают следующим образом. Находят самую дальнюю точку линии от трансформаторной подстанции (ввод в дом самого дальнего потребителя на линии) и рассчитывают или измеряют сопротивление петли фаза-ноль. Т.е. петля фаза-ноль — контур протекания тока, для которого выбирается защитный аппарат. Для примера выше петля фаза-ноль будет выглядеть следующим образом.
Из курса школьной физики мы знаем, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению (I=U/R). Напряжение сети мы можем принять за постоянную, проседает оно обычно не сильно (в начале линии 240В, в конце 220-210, падение есть, но оно не то чтобы огромное). А значит исходя из предыдущей формулы мы видим, что чем больше сопротивление, тем меньше ток. А чтобы узнать ток, нужно знать сопротивление.
Сопротивление петли фаза-ноль будет состоять из суммы сопротивлений обмотки трансформатора, переходных сопротивлений коммутационных аппаратов, сопротивления провода. Причем активного сопротивления и реактивного, так как ток переменный. Оно называется полным сопротивлением петли фаза-ноль. Раньше данное сопротивление высчитывалось по формулам, но в наше время оно обычно измеряется специальными приборами.
Зная полное сопротивление петли фаза-ноль мы можем узнать ток короткого замыкания в точке измерения или расчета просто поделив напряжение на данное сопротивление. Это максимальный ток, который может протекать в данной точке линии. И я вам скажу, что ток в начале линии и в конце линии отличаются очень сильно. Исходя из этого тока уже выбирается аппарат защиты. Обычно этот ток делят на три для выбора. Например, мы получили ток к.з. 180А (ампер). 180 делим на 3 и получаем 60. Из чего делаем вывод, что аппарат защиты с тепловым расцепителем менее 60 А будет способен защитить данную линию. 180 А в конце линии — это вполне реальный случай, если линия длинная, а сечение провода не особо большое. В начале линии данный ток может быть 1000А и более.
Что дает это нам? Это дает нам понимание, что в розетке ток имеет какую-то конечную величину, и на эту величину сильно влияет сопротивление провода.
Рассмотрим случай выше. На вводе в дом мы имеем максимальный ток в 180 А. Допустим мы подключили мощный компрессор или любой другой станок, потребляющий при работе 10А, через удлинитель, подключенный к последней розетке от счетчика в доме. Что мы получим? На дальней розетке максимальный ток упадет уже до величины в 130 А. А после удлинителя до 70А. Казалось бы, 70 А есть — будет работать, потребляет то 10. Но не совсем так. В данном оборудовании обычно стоят асинхронные двигатели, подключенные через конденсатор. И во время пуска, они потребляют токи до десяти раз превышающие номинальные, пока не выйдут на номинальную частоту вращения. Вот мы и получаем ситуацию, что двигателю не хватает тока в линии, чтобы запуститься. Все цифры указаны очень примерные, но суть я думаю ясна. В данном случае, чтобы запустить свое оборудование, попробуйте подключиться в розетку, ближайшую ко вводу в дом.
Спасибо за внимание. Не забудьте поставить «нравится», автору будет приятно. На канале Вы найдете много интересных и познавательных статей об электричестве. Вы также можете предлагать темы, о которых хотели бы почитать. Всем добра.