Отгорание нуля.

 Эта  книга  не  монография  по  электротехнике.  Рассказать  о проблемах,  происходящих  в  трёхфазных  цепях  переменного тока,  не  используя  весь  аппарат  современной  электротехнической науки и не впасть при этом в ошибку, наверное, невозможно.  Но  некое  достаточно  грубое  описание  проблемы,  из которого  можно  будет  усвоить  хотя  бы  главный  ход  мысли, сделать  можно.  Так  что  воспринимайте  эту  статью  про «отгорание нуля» просто как своеобразное «либретто».  Фразу  об «отгорании  нуля»  слышал,  наверное,  каждый  из нас. Почему же таинственный ноль имеет тенденцию всё время отгорать?  Для  того  чтобы  внести  некоторую  ясность  в  этот вопрос,  необходимо вспомнить кое-что из  курса  физики  средней школы.

Для  однофазной  цепи «ноль» — это  просто  название  для проводника,  не  находящегося  под  высоким  потенциалом относительно  земли.  Второй  проводник  в  однофазной  цепи называется « фазой»  и  имеет  относительно  земли  высокий потенциал  переменного  напряжения ( в  нашей  стране  чаще всего 220 В).  Никакой  тенденции  к  отгоранию  однофазный ноль не проявляет.

Беда в том, что  все  электрические коммуникации (т. е. линии электропередачи) являются трёхфазными. Рассмотрим схему «звезда», в которой появляется понятие «нулевой провод».

 Переменные  токи  каждой  фазы в  трёх  одинаковых нагрузках сдвинуты по фазе ровно на одну треть и в  идеале компенсируют друг друга, поэтому нагрузка в такой схеме обычно называется  трёхфазной  сосредоточенной  нагрузкой.  При  такой нагрузке  векторная сумма  токов в  средней  точке  равна нулю.  Нулевой провод, подключённый  к  средней точке,  практически ненужен, т. к. ток через него не течёт. Незначительный ток появляется только тогда, когда  нагрузки  на  каждой  фазе не полностью одинаковые и не полностью компенсируют друг друга.  И действительно,  на  практике  многие  виды  трёхфазных четырёх жильных кабелей имеют нулевую жилу вдвое меньшего сечения. Нет смысла тратить дефицитную медь на проводник, по которому ток практически не течёт. Никакой тенденции к отгоранию  трёхфазный  ноль  при  трёхфазной сосредоточенной  нагрузке тоже не проявляет.

 Чудеса  начинаются тогда,  когда  к  трёхфазным  цепям  подключаются однофазные нагрузки. На первый взгляд это тот же самый случай, но есть одно  маленькое отличие. Каждая однофазная нагрузка представляет собой совершенно случайно выбранное устройство, т. е. однофазные нагрузки не одинаковые.  Глупо  думать, что  различные однофазные  потребители  всегда будут  потреблять  одинаковый  ток.  Однофазные  нагрузки  в трёхфазных цепях всегда стараются максимально приблизить к трёхфазным  нагрузкам.  Это  означает,  что  при  подключении однофазных потребителей в трёхфазную сеть их стараются так распределить по мощности по разным фазам, чтобы на каждую фазу приходилась примерно  одинаковая  нагрузка.  Но полного равенства никогда не достигается и понятно  почему. Потребители  случайным  образом  включают  и  выключают  своё  электрооборудование,  тем  самым  постоянно  меняя  нагрузку  на свою фазу.

 В результате полной компенсации  фазных  токов  в  средней точке  практически  никогда  не  происходит,  но  ток  в  нулевом проводе  обычно  не достигает своего максимального  значения, равного самому большому току по одной из фаз. То есть ситуация неприятная, но предсказуемая. Вся проводка рассчитана на неё, и отгорания  нуля  обычно не происходит, а если  и  происходит, то крайне редко.

Дата: Среда, 08 Августа 2018