Koncept "nulte izgaranja" pojavio se u elektrotehničkom leksikonu kao rezultat čestog sagorevanja takozvanog "nultog provodnika", koji se u industrijskim trofaznim mrežama naizmjenična struja koristi se kao radni provodnik i kroz njega teče struja.
U slučaju jednofaznog kola u stanu, "neutralna žica" je provodnik koji ima nulti potencijal u odnosu na masu. Drugi provodnik u ovom slučaju se zove "faza"; ima veći potencijal u odnosu na masu, jednak 220 volti, i nema problema sa nultim pregorevanjem.

Nulto sagorevanje je moguće samo u trofazne mreže naizmjenične struje i to samo kada postoji neravnoteža opterećenja u svakoj od faza napojne mreže. Sam koncept "neutralne žice" primjenjiv je samo na shemu povezivanja trofaznih izvora struje i opterećenja prema shemi "zvijezda", stoga ima smisla samo analizirati ovu shemu. Također je dobro poznato da su naizmjenične struje u svakom od faznih vodova (u slučaju identičnih opterećenja) fazno pomaknute za jednu trećinu perioda, zbog čega vektorski zbir obrnutih struja u neutralnom ( nula) provodnik je nula.

Budući da kroz neutralnu žicu u ovom slučaju struja ne curi, praktički je moguće bez njega. Male struje se pojavljuju u neutralnom vodiču samo kada se opterećenja u različitim fazama počnu razlikovati i prestaju se međusobno kompenzirati. Zato većina trofaznih četverožičnih žica ima nultu jezgru od pola poprečnog presjeka, jer nema smisla trošiti prilično skup bakar na provodnik kroz koji ionako ne teče struja. Problemi u trofazi električna mreža počinju se pojavljivati ​​kada su uređaji s različitim vrijednostima otpora uključeni kao jednofazna opterećenja.

Svaki pokušaj da se na neki način dobije jednofazna opterećenja ravnomjerno raspoređena po snazi ​​u ovom slučaju ne daju pozitivan rezultat. To je zbog činjenice da potrošač priključuje svoje kućne električne aparate na potpuno nasumičan način, čime se stalno mijenja opterećenje svake pojedinačne faze. U ovom slučaju struja koja teče kroz neutralnu žicu u pravilu ne prelazi kritičnu vrijednost, a ožičenje dizajnirano za određene struje može ih izdržati bez posebnih posljedica.

Ali počela je da se posmatra potpuno drugačija slika poslednjih godina, kada široku upotrebu dobila prekidačka napajanja, koja se danas ugrađuju u gotovo sve moderne kućne aparate (računari, televizori, DVD plejeri itd.).

Struje opterećenja u strujnim krugovima novih izvora struje teku samo određeno vremensko razdoblje, a priroda njihove potrošnje značajno se razlikuje od načina potrošnje konvencionalnih uređaja. Kao posljedica ovoga, u trofazno kolo nastaju dodatne struje i, uzimajući u obzir nedosljednost opterećenja, struja jednaka ili čak veća od maksimalne fazne struje može početi teći kroz neutralnu žicu. Sve to doprinosi nastanku uslova pod kojima može doći do „nulte izgaranja“ opasnog za elektroenergetsku mrežu.

To je zbog činjenice da svi vodiči (uključujući nulu) koji rade kao dio trofaznih žičanih vodova imaju isti poprečni presjek, odabran iz proračuna maksimalne struje koja teče u opterećenju. U posebno nepovoljnim uvjetima (gore opisanim), struja počinje teći kroz neutralni provodnik, značajno premašujući dozvoljene vrijednosti. U ovom slučaju, vjerovatnoća njegovog izgaranja dramatično se povećava.

Ovakva situacija, koja uzrokuje značajan „fazni disbalans“ i povećava vjerovatnoću „nulte izgaranja“, mora se uzeti u obzir prilikom izrade detaljnog projekta vaše kućne električne mreže.

Stranica 1

Struja neutralne žice, jednaka geometrijskom zbiru struja tri faze, sa ujednačenim opterećenjem, jednaka je nuli. Stoga, u neutralna žica Struja neće teći i nema potrebe za njom. Tako su, na primjer, trofazni AC motori povezani na mrežu pomoću zvijezde bez neutralne žice.

Budući da je struja neutralne žice jednaka zbiru linearnih struja, onda će sa istim opterećenjem faza, zbir struja direktnog i reverznog sistema biti jednak nuli i samo struje nultih sistema će biti u neutralnoj žici.

Varijanta testa je određivanje struje neutralne žice u krugu pune zvijezde. Teoretski, sa simetričnim trofaznim opterećenjem, struja u neutralnoj žici trebala bi biti nula. U praksi, zbog asimetrije primarnih struja, asimetrije sekundarnog opterećenja i neidentičnosti karakteristika CT, struja u neutralnoj žici obično nije jednaka nuli.

Kao što se može vidjeti iz vektorskog dijagrama, u načinu otvorene faze, trenutni ID neutralne žice može biti prilično velik. Ovo se mora uzeti u obzir u radnim uslovima, jer uzemljenje nulte tačke obično nije projektovano za kontinuirani protok velikih struja.

Ako je za kabele s bakrenim provodnicima poprečnog presjeka od 35 mi ili više struja neutralne žice veća od 50% fazne struje, tada je poprečni presjek fleksibilne bakrene žice(skakači) ide korak više.

Za zadatak 5 - 1.

Prekid neutralne žice ne utječe na rad kruga, jer je struja neutralne žice nula.

Fazna struja se dovodi na jedan od primarnih namotaja s brojem zavoja w, a struja neutralne žice se primjenjuje na drugi s brojem zavoja / s w i. Prisustvo sekunde primarni namotaj sa brojem zavoja 11/s w i potrebno je kompenzirati struje nulte sekvence.

U simetričnim trofaznim sistemima struja neutralne žice je nula. U praksi, sa neidealnom simetrijom, struja neutralne žice, iako je različita od nule, ostaje znatno manja od faznih struja. Stoga mogućnost izbora manjeg poprečnog presjeka neutralne žice u odnosu na poprečni presjek faznih žica dovodi do efikasnijeg korištenja provodnih materijala u trofaznim sistemima.

U šemi diferencijalna zaštita(Sl. 13.10, c) koristi se jedan strujni transformator nulte sekvence TAZ. Struja u KA releju proporcionalna je razlici između magnetskog toka stvorenog strujama faznih žica i fluksa stvorenog strujom neutralne žice. Sa eksternom kratki spojevi na masu, ova razlika je blizu nule i struja u releju je nedovoljna za aktiviranje zaštite. U slučaju zemljospoja u zaštitnoj zoni, magnetni tokovi se zbrajaju, struja u releju prelazi struju okidanja, a zaštita isključuje generator.

U krugu diferencijalne zaštite prikazanom na sl. 12.2, c, koristi se jedan strujni transformator nulte sekvence TAZ. Struja u KA releju proporcionalna je razlici između magnetskog toka stvorenog strujama faznih žica i fluksa stvorenog strujom neutralne žice. Kod eksternih kratkih spojeva na zemlju, ova razlika je blizu nule i struja u releju je nedovoljna za aktiviranje zaštite. U slučaju zemljospoja u zaštitnoj zoni, magnetni tokovi se zbrajaju, struja u releju prelazi struju podizanja, a zaštita isključuje generator.

Neka su faze generatora i faze opterećenja povezane zvijezdom s neutralnom žicom, i trofazni sistem napon na namotajima generatora je simetričan. Ako je otpor neutralne žice nula, onda za bilo koje neravnomjerno opterećenje faza, sve tri fazni naponi na kraju opterećenja linije će biti isti i jednak faznom naponuU f na kraju linije generatora. Struje u fazama opterećenja će biti određene njegovim impedancijamaZ 1 , Z 2 , Z 3 .

Pretpostavimo sada da je došlo do neke vrste kršenja u neutralnoj žici. Pod pojmom "kršenje" podrazumijevamo ili pojavu primjetnog otpora na neutralnoj žici (zbog npr. loši kontakti ili njegova velika dužina sa malim poprečnim presjekom), ili njegov prekid (Z N=∞). Pogledajmo kako će ovo promijeniti način rada na kraju linije za opterećenje. Ako je opterećenje simetrično, onda nema šanse, jer i dalje ne bi bilo struje u neutralnoj žici. Dakle, od interesa je opcija kada

Oznake struja, napona i impedansi u kolu u ovom slučaju prikazane su na sl. 10, a (fazni naponi su označeni samo za fazu 1). Ako- simetričan sistem napona na fazama generatora, tada će se naponi na fazama opterećenja sada, općenito govoreći, razlikovati od njih, jer će se struja pojaviti u neutralnoj žici İ N, a samim tim i neki pad napona. Kao rezultat toga, potencijal točkenna kraju linije opterećenja će se razlikovati od potencijala tačkeN, koji se uzima kao nula, po vrijednosti U n . U n izražavamo kroz date fazne naponei impedancije kola.

Prema prvom Kirchhoffovom pravilu,

Iz Kirchhoffovog drugog pravila nalazimo:

(2)

Shodno tome

Otuda i potencijal čvoran

(3)

Na sl. 10, b prikazuje vektorski dijagram napona u kolu. Sistem vektora faznog napona formira simetričnu zvijezdu. Vektori linijski naponi zatvorite krajeve faze, formirajući pravilan trougao. Na kraju linije opterećenja, zvijezda faznih napona mora biti upisana u linearni trokut. A pošto su linijski naponi isti na generatoru i na krajevima opterećenja linije (gubici napona u fazne žice zanemarujemo da bismo istakli samo efekat kršenja u neutralnoj žici), tada se krajevi vektora i poklapaju u parovima (slika 10, b). A kako su za asimetrično opterećenje njegova tri fazna napona različita, zvijezda njihovih vektora će biti izobličena, tj. dotnnjihovo zajedničko poreklo biće pomereno iz centra simetrijeN. Vrijednost takvog pomaka određena je vektorom U n . Kao što se može vidjeti sa sl. 10, b, izgrađena od tačkenvektori zadovoljavaju drugo Kirchhoffovo pravilo za svaku od tri konture kola; na primjer, za krug faze 1:. U zavisnosti od impedancije faza opterećenja i otpora neutralne žice, tačkanmogu se nalaziti bilo gdje unutar trokuta naponskog napona, pa čak i izvan njega. I samo sa savršeno provodljivom neutralnom žicom, točkomn poklapa se sa Nza bilo koju impedanciju različitu od nuleZ 1 , Z 2 , Z 3 .

Komentar.Iz navedenog se može vidjeti da uzemljenje kućišta uređaja nije jednako uzemljivanju: iako je u blizini generatora (na trafostanicama) neutralna žica uvijek uzemljena, tj. , ali zbog konačnosti otpora neutralne žice, ako je narušena simetrija opterećenja (a to je uvijek donekle tu), potencijal .

Dakle, u slučaju kršenja u neutralnoj žici, simetrija napona na opterećenju je poremećena: faza opterećenja sa manjim otporom je pod smanjena, a faza sa visokim otporom je pod povećanim naponom u odnosu na nominalnu fazu. U f . Budući da su takva kršenja režima za potrošače električne energije neprihvatljiva, posebna pažnja se poklanja kvaliteti neutralne žice. U njega se ne ugrađuju prekidači, osigurači i drugi uređaji koji mogu uzrokovati kvar. Iz istog razloga, potrošači nikada ne koriste priključke faze zvjezdanog opterećenja bez njih neutralna žica(Sl. 8), ako je poznato da će fazno opterećenje biti neuravnoteženo. Bilo kakvo kršenje ili prekid fazna žica sa dobrom nulom, to će utjecati samo na potrošače ove faze, u druge dvije faze napon se praktički neće mijenjati.