Понятие ноль и фаза в электричестве. Что такое фаза и ноль в электрике — учимся определять разными способами? Определение фазы и нуля в двухпроводной сети

Передача электрического тока осуществляется по трехфазным сетям, при этом большинство домов имеет однофазные сети. Расщепление трехфазной цепи осуществляется с помощью вводно-распределительных устройств (ВРУ). Простым языком этот процесс можно описать следующим образом. К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов. Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.

Что такое фаза и ноль

Попробуем разобраться, что такое ноль в электричестве и чем он отличается от фазы и земли. Фазные проводники используются для подачи электроэнергии. В трехфазной сети три токоподающих провода и один нулевой (нейтральный). Передаваемый ток сдвигается по фазе на 120 градусов, поэтому в цепи достаточно одного нуля. Фазовый проводник имеет напряжение 220 В, пара «фаза-фаза» – 380 В. Ноль не имеет напряжения.

Фазы генератора и фазы нагрузки соединяются между собой линейными проводниками. Нулевые точки генератора и нагрузки соединяются между собой рабочим нулем. По линейным проводам ток движется от генератора к нагрузке, по нулевым – в обратном направлении. Фазные и линейные напряжения равны независимо от способа подключения. Земля (заземляющий провод) также как и ноль не имеет напряжения. Он выполняет защитную функцию.

Зачем нужно зануление

Человечество активно использует электричество, фаза и ноль – важнейшие понятия, которые нужно знать и различать. Как мы уже выяснили, по фазе электричество подается к потребителю, ноль отводит ток в обратном направлении. Следует различать нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. Первый необходим для выравнивания фазового напряжения, второй используется для защитного зануления.

В зависимости от типа линии электропередач может использоваться изолированный, глухозаземленный и эффективно-заземленный ноль. Большинство ЛЭП, питающих жилой сектор, имеет глухозаземленную нейтраль. При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения. Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.

Электросети с изолированной нейтралью не имеют нулевого рабочего проводника. В них используется нулевой заземляющий провод. В электросистемах TN рабочий и защитный нулевой проводники объединены на всем протяжении цепи и имеют маркировку PEN. Объединение рабочего и защитного нуля возможны только до распределительного устройства. От него к конечному потребителю пускается уже два нуля – PE и N. Объединение нулевых проводников запрещается по технике безопасности, так как в случае короткого замыкания фаза замкнется на нейтраль, и все электроприборы окажутся под фазным напряжением.

Как различить фазу, ноль, землю

Проще всего определить назначение проводников по цветовой маркировке. В соответствие с нормами, фазный проводник может иметь любой цвет, нейтраль – голубую маркировку, земля – желто-зеленого цвета. К сожалению, при монтаже электрики цветовая маркировка соблюдается далеко не всегда. Нельзя забывать и вероятности того, что недобросовестный или неопытный электрик легко может перепутать фазу и ноль или подключить две фазы. По этим причинам всегда лучше воспользоваться более точными способами, чем цветовая маркировка.

Определить фазный и нулевой проводники можно с помощью индикаторной отвертки. При соприкосновении отвертки с фазой загорится индикатор, так как по проводнику проходит электроток. Ноль не имеет напряжения, поэтому индикатор загореться не может.

Отличить ноль от земли можно с помощью прозвонки. Сначала определяется и маркируется фаза, затем щупом прозвонки нужно прикоснуться к одному и проводников и клемме заземления в электрощитке. Ноль звониться не будет. При прикосновении к земле раздастся характерный звуковой сигнал.

О фазе часто можно услышать в разговоре об электричестве. Но, конечно, слово имеет гораздо более широкое значение. ее циклы, как она связана с заземлением. Об этом и многом другом узнаем в следующей статье.

Что такое фаза

В физике под фазой понимают одно из состояний вещества (например, вода бывает в жидком, жидкокристаллическом, кристаллическом и газообразном агрегатном состоянии). Кроме того, под ней понимается стадия в цикле колебания (к примеру, в волновом движении).

В астрономии слово имеет несколько иной смысл. Что такое фаза в этой науке, можно понять из наблюдений с Земли за небесным телом (к примеру, Луной). То есть ее можно обозначить как видимую часть освещенной полусферы небесного объекта с Земли.

В теории экономики широко известно, что такое фазы цикла. Это когда в определенный промежуток времени (цикл) наблюдается закономерная активность.

Рассмотрим, что подразумевает этот термин в электричестве.

Фаза в электричестве

А вы знаете, на электростанциях? Везде принцип его возникновения один и тот же: вращение магнита внутри катушки приводит к тому, что в ней появляется Этот эффект получил название ЭДС, или электродвижущая сила индукции. Вращающийся магнит называют ротором, а прикрепленные вокруг него катушки — статором.

Переменное напряжение получают от постоянного, когда последнее изгибают по синусу, в результате чего достигается то положительное, то отрицательное его значение.

Итак, магнит приходит в движение, например, благодаря потоку воды. При вращении ротора все время меняется. Поэтому и создается переменное напряжение. При трех установленных катушках каждая из них имеет отдельную электрическую цепь, а внутри нее появляется одинаковое переменное значение, где фаза напряжения сдвинута по окружности на сто двадцать градусов, то есть на треть относительно той, что расположена рядом.

А может, запитывать дома как раньше?

Такая схема получила название трехфазной. Но можно спокойно запитать дом и с помощью одной такой катушки. При этом первый конец катушки просто заземляют, а второй - ведут в дом, где этот провод подсоединяют, к примеру, к вилке чайника. Второй штырек вилки при этом заземляют. Получится то же самое электричество.

Распространение трехфазного тока

Трехфазный ток поступает в дома через линии электропередач (где напряжение достигает тридцати пяти киловольт). Считается, что он является наиболее экономичным и со всех сторон более выгодным по сравнению с обычным током.

В промышленности питание идет именно трехфазным током, так как вращающуюся конструкцию на нем соорудить легче, и вообще он более мобилен и имеет большую мощность.

Провода

Разберемся, что такое фаза, земля и нулевой провод, более подробно.

Легко представить себе с соединением по схеме «звезда». Точку фазного соединения называют нейтралью.

Обычно ее заземляют для увеличения безопасности, так как если прибор выйдет из строя, то при отсутствии заземления, создастся опасность для человека. При прикосновении к прибору его просто ударит током. Но при наличии заземления произойдет утечка лишнего тока и никакого риска не образуется.

Итак, все вместе - земля и фаза провода необходимы для обеспечения безопасности людей. В новых строящихся домах предусмотрена именно такая система, в то время как в старых она отсутствует.

Определение фазы

Иногда бывает необходимо определить, где находится провод фазы. Для обычной розетки, это, может быть, и не нужно. А вот при подключении, например, люстры, фаза должна подаваться непосредственно на выключатель, а ноль — прямо к лампам. Тогда, если свет будет выключен, при замене лампы человека не ударит током. И даже при включенном приборе, если он случайно коснется лампы, хоть и будет горячо, зато удара не случится.

Есть очень простой и удобный прибор для определения фаз. По виду он напоминает обычную отвертку. Но внутри устройство имеет лампочку, которая при прикосновении к фазе загорится. При этом палец должен касаться в это время металлического пятачка прибора.

Некоторые смельчаки фазу решаются определять совершенно небезопасными методами. К таковым относится так называемая «контролька», когда провод подставляют под струю воды, касаются их неоновой лампочкой или приводят в контакт с батареей.

Стоит ли говорить, что лучше не прибегать к способам, которые становятся опасными не только для экспериментатора, но и для окружающих. Тем более в настоящее время стоит совсем недорого.

При правильном монтаже электрокабелей по помещениям провод синего цвета будет означать ноль, желто-зеленый — землю, а черным или любым другим цветом будет обозначена фаза. Но работа электриков, к сожалению, не всегда бывает добросовестной и квалифицированной. Поэтому цвета могут не совпадать с назначением.

В повседневной жизни человек очень часто встречается с электричеством. Более того, электрические приборы сопровождают нас каждый день. Помимо того, что мы постоянно пользуемся электрическим оборудованием, так еще и приходит время их поломки, следовательно, дальнейшей починки. И прежде чем приступить к работе с электричеством нужно, как минимум, знать теоретическую базу, не говоря уже о практике. Конечно, во избежание причинения вреда имуществу и вашему бесценному здоровью разумнее было бы обратиться за помощью к специалисту. Но если Вы хотите сами научиться понимать и разбираться в столь сложном деле как электричество, необходимо начать с самого главного.

Фаза и ноль – знакомые на слух, но чужие для понимания понятия

Данные понятия нередко встречались каждому человеку, и каждый предполагал, что это каким-то образом связано с электричеством. Знать и понимать, что такое «фаза» и «ноль» крайне необходимо, чтобы заниматься электромонтажными работами (например, самая простая установка светильника, бра или люстры). Перед тем, как прикоснуться к электричеству, необходимо обязательно восполнить все пробелы в знаниях. Понимать, что такое фаза и ноль нужно хотя бы для того, чтобы правильно подсоединить провода.

Существует три главных провода : фаза, ноль и заземление . Определить где и какой проводок можно при помощи подручных средств или по цвету. Специалисты различают провода с первого взгляда, а обычному человеку нужно времени побольше, особенно, если отсутствуют необходимые для этого приборы. На самом деле, способов распознавания кабелей не очень много, тем более безопасных. Именно поэтому чаще всего провода различают по цвету.

Цвет - главный ориентир при распознавании проводов

Самый простой и безопасный метод. Для того, чтобы правильно выделить фазу и ноль , нужно знать какой цвет чему принадлежит. Лучше всего найти достоверную информацию, где четко обозначены принятые в конкретной стране стандарты. Каждый проводок имеет свой определенный цвет, следовательно, найти ноль будет на так уж сложно. Все полученные при поиске информации знания пойдут на пользу и помогут быстро справиться с работой.

Данный метод очень актуален в новостройках, поскольку электропроводка протягивается квалифицированными специалистами, которые соблюдают все установленные стандарты. Например, в нашей стране в 2004 году был принят стандарт IEC 60446 , в котором регламентируются все процессы деления фазы, заземления, нуля по цвету.

Обязательно нужно учитывать следующее:

• синий (сине-белый) цвет провода – рабочий ноль;
• желто-зеленый цвет – защитный ноль;
• иные цвета – фаза (красный, коричневый, белый, черный и др.).

Именно такие обозначения используются чаще всего. Если же проводка в Вашем доме плохая и старая и ее монтажом занимались непрофессионалы, то правильнее будет воспользоваться другими методами.

Поиск фазы и ноля подручными средствами

По мнению специалистов первоначально нужно найти фазу , чтобы облегчить дальнейшее определению. Данный метод возможно применять наряду с предыдущим.

Индикаторная отвертка – неотъемлемый инструмент в бытовом наборе любого домашнего умельца. Ее предназначение заключается как в проведении электромонтажных работ, так и в процессе обычной замены лампочек или при монтаже осветительных приборов.

Метод настолько простой, что справится с ним может абсолютно любой человек. В момент касания отверткой цветного провода под напряжением индикатор должен загореться. То есть, поступает сигнал о присутствии сопротивления, следовательно, исследуемый кабель – фаза .

Суть данного метода заключается в присутствии внутри отвертки лампочки и резистора. В момент замыкания электрической цепи сигнал загорается. Процедура проходит абсолютно безопасно для человека, поскольку в инструменте имеется сопротивление, которое понижает ток до минимума.

Контрольная лампа – еще один способ определения проводов

Данный способ применим для распознавания кабелей в трехпроводной сети. При использовании этого метода нужно быть очень осторожным и внимательным, поскольку подразумевается создание контрольной лампы.

Процесс заключается в следующем:

• в патрон помещается обыкновенная лампа;
• в клеммах располагаются провода без изоляции на концах;
• поочередное присоединение проводов по цвету.

Если нет возможности создать подобную конструкцию, можно применить обычную настольную лампу с электрической вилкой. Нужно знать, что при таком методе можно определить лишь приблизительное присутствие среди проводов фазного. Сигнал контрольной лампы показывает, что с высокой вероятностью какой-то провод – ноль , а какой-то – фаза . Если свет не загорается, значит фазного провода среди исследуемых нет. Но может быть, что нет именно нулевого провода.

Таким образом, данный способ целесообразен в большей степени для того, чтобы определить правильность монтажа и рабочее состояние проводки.

Как определить сопротивление петли «фаза-ноль»

Периодическое проведение замеров сопротивления петли «фаза-ноль» гарантирует бесперебойную работу электроприборов и проверку автоматов. Это необходимо делать, поскольку самыми главными предпосылками поломок являются перегрузки электрических сетей и короткие замыкания. Именно замеры сопротивления позволяют избежать подобных ситуаций.

Немногие знают, что такое петля «фаза-ноль» , но понимать это крайне необходимо. Под этим понятием подразумевается обозначение контура, возникающего в итоге соединения нулевого провода, который располагается в заземленной нейтрали. Именно замыкание данной электросети и образует петлю.

Для измерения сопротивления в петле «фаза-ноль» существуют следующие методы:

• падение напряжения в отключенной цепи;
• падение напряжения при сопротивлении возрастающей нагрузки – самый часто используемый способ, поскольку выгодно отличается от других удобством, быстрым измерением, безопасностью;
• использование специального прибора, который интерпретирует замыкание в цепи.

Электрическая энергия, которой мы пользуемся, вырабатывается генераторами переменного тока на электростанциях. Их вращает энергия сжигаемого топлива (угля, газа) на ТЭС, падающей воды на ГЭС или ядерного распада на АЭС. До нас электричество добирается через сотни километров линий электропередач, претерпевая по дороге преобразования с одной величины напряжения в другую. От трансформаторной подстанции оно приходит в распределительные щитки подъездов и далее – в квартиру. Или по линии распределяется между частными домами поселка или деревни.

Разберемся, откуда берутся понятия «фаза», «ноль» и «земля». Выходной элемент подстанции — понижающий трансформатор , с его обмоток низкого напряжения идет питание потребителю. Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль ) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами » (L1, L2, L3), а общий проводник – нулем (PEN).

Поскольку нулевой проводник заземлен, то такая система называется «системой с глухозаземленной нейтралью ». Проводник PEN называется совмещенным нулевым проводником . До выхода в свет 7-го издания ПУЭ ноль в таком виде доходил до потребителя, что создавало неудобства при заземлении корпусов электрооборудования. Для этого их соединяли с нулем, и это называлось занулением . Но через ноль шел и рабочий ток, и его потенциал не всегда равнялся нулю, что создавало риск поражения электрическим током.

Теперь из вновь вводимых трансформаторных подстанций выходят два нулевых проводника: нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ). Функции их разделены: по рабочему протекает ток нагрузки, а защитный соединяет подлежащие заземлению токопроводящие части с контуром заземления подстанции. На отходящих от нее линиях электропередачи нулевой защитный проводник дополнительно соединяют с контуром повторного заземления опор, содержащих элементы защиты от перенапряжений. При вводе в дом его соединяют с контуром заземления.

Напряжения и токи нагрузки в системе с глухозаземленной нейтралью

Напряжение между фазами трехфазной системы называют линейным , а между фазой и рабочим нулем – фазным . Номинальные фазные напряжения равны 220 В, а линейные – 380 В. Провода или кабели, содержащие в себе все три фазы, рабочий и защитный ноль, проходят по этажным щиткам многоквартирного дома. В сельской местности они расходятся по поселку при помощи самонесущего изолированного провода (СИП). Если линия содержит четыре алюминиевых провода на изоляторах, значит, используются три фазы и PEN. Разделение на N и РЕ в таком случае выполняется для каждого дома индивидуально во вводном щитке.

К каждому потребителю в квартиру приходит одна фаза, рабочий и защитный ноль. Потребители дома распределяются по фазам равномерно, чтобы нагрузка была одинаковой. Но на практике этого не получается: невозможно предугадать, какую мощность будет потреблять каждый абонент. Так как токи нагрузки в разных фазах трансформатора не одинаковы, то происходит явление, называемое «смещением нейтрали ». Между «землей» и нулевым проводником у потребителя появляется разность потенциалов. Она увеличивается, если сечения проводника недостаточно или его контакт с выводом нейтрали трансформатора ухудшается. При прекращении связи с нейтралью происходит авария: в максимально нагруженных фазах напряжение стремится к нулю. В ненагруженных фазах напряжение становится близким к 380 В, и все оборудование выходит из строя.

В случае, когда в такую ситуацию попадает проводник PEN, под напряжением оказываются все зануленные корпуса щитов и электроприборов. Прикосновение к ним опасно для жизни. Разделение функции защитного и рабочего проводника позволяет избежать поражения электрическим током в такой ситуации.

Как распознать фазные и защитные проводники

Фазные проводники несут в себе потенциал относительно земли, равный 220 В (фазному напряжению). Прикосновение к ним опасно для жизни. Но на этом основан способ их распознавания. Для этого применяется прибор, называемый однополюсным указателем напряжения или индикатором . Внутри него расположены последовательно соединенные лампочка и резистор. При прикосновении к «фазе» индикатором ток протекает через него и тело человека в землю. Лампочка светится. Сопротивление резистора и порог зажигания лампочки подобраны так, чтобы ток был за гранью чувствительности человеческого организма и им не ощущался.

Распознать фазные проводники можно по их расцветке, для них используются черный, серый, коричневый, белый или красный цвет. Сложнее всего со старыми электрощитами: в них проводники одного цвета. Но «фазу» с помощью индикатора определить можно всегда и без ошибок.

Далеко не всегда хочется вызывать специалистов при необходимости заменить люстру, повесить бра или дополнительный светильник. Но когда электромонтажными работами занимаешься впервые, так или иначе начинаешь задаваться вопросом, что представляют собой такие понятия как «ноль» и «фаза».

Разбираться в этих обозначениях необходимо хотя бы для того, чтобы правильно подключить провода. Желательно восполнить пробелы в знаниях об электричестве, при отсутствии опыта в данной сфере, перед началом работ.

Выделяют три обозначения проводов:

• заземление

Определить, какой кабель в розетке или осветительном приборе к чему относится, можно подручными средствами или по цвету. Под понятием «ноль», как правило, подразумевают «рабочий ноль», «фаза» - «фазные провода», а под «заземлением» - «защитный ноль».

Профессиональные электрики могут различать кабели с первого взгляда. А вот для рядового человека различать данные обозначения немного сложно. Тем более что специальные инструменты, позволяющие определить, где фаза и ноль, имеются далеко не у всех.

В реальности способов распознания проводов не так уж и много. А безопасных - еще меньше. Поэтому чаще всего определяют кабели по цвету.

Маркировка кабелей по цвету

Это один из наиболее простых методов. Чтобы определить, что такое фаза и ноль по цвету, необходимо четко знать какие оттенки и чему соответствуют. Можно воспользоваться информацией о принятых в стране стандартах.

Не секрет, что каждый провод имеет индивидуальный цвет. Поэтому распознавание нуля не должно составлять особых проблем. Полученные знания позволят легко справиться с монтажом осветительного прибора или установкой розетки.

Особенно актуален этот способ для новостроек. Ведь там, как правило, провода протягиваются опытными специалистами, которые четко соблюдают нормы и стандарты. Принятый на территории Российской Федерации в 2004 году стандарт IEC 60446 жестко регламентирует разделение фазы, заземления и нуля по цвету.

Стоит учесть, что:

• если провод имеет синий либо сине-белый оттенок, можно смело говорить о том, что это - рабочий ноль
• защитный ноль представлен кабелями в желто-зеленой оболочке
• другие цвета характерны для фазы. Это могут быть красный, коричневый, белый либо черный. Возможны и другие варианты.

Такое обозначение успешно применяется в большинстве случаев. Но если проводка старая, или есть сомнения в профессионализме электриков, целесообразнее пользоваться дополнительными методами.

Самостоятельное определение фазы и ноля при помощи подручных средств

Индикаторная отвертка непременно найдется в арсенале каждого домашнего мастера. Она необходима как для проведения комплекса работ по электромонтажу, так и при элементарной замене ламп либо установке осветительных приборов.

Метод до смешного прост. При касании жалом индикаторной отвертки провода определенного цвета, находящегося под напряжением, и одномоментного прикосновения контакта на инструменте, должен загореться индикатор. Он сигнализирует о наличии сопротивления. Значит, проверяемый провод является фазным.

Определение при помощи этого метода строится на том, что внутри инструмента располагается лампочка и резистор (сопротивление). Когда электрическая цепь замыкается, загорается сигнал. Именно наличие в индикаторной отвертке сопротивления и позволяет производить процедуру совершенно безопасно для человека, способствуя снижению тока до минимальных значений.

Метод определения фазы и ноля при помощи контрольной лампы

Этот способ подразумевает использование контрольной лампы для определения проводов определенного цвета в трехпроводной сети. Применять данный метод следует с особой осторожностью.

Применение этого метода подразумевает создание контрольной лампы. Для этого в патрон вкручивается обычная лампочка. В клеммах патрона размещаются провода, на концах которых отсутствует изоляция. При отсутствии возможности создать такую конструкцию допустимо использовать традиционную настольную лампу, оснащенную электрической вилкой. Теперь для определения необходимо поочередно, по цветам присоединять провода.

Стоит отметить, что использование данного метода позволяет определить, присутствует ли среди пары проверяемых проводов фазный. А какой именно из этих двух - фаза, распознать будет непросто. Загорание контрольной лампы означает, что с высокой долей вероятности одни провод - фаза, а другой - ноль.

Отсутствие света говорит о том, что фазный провод среди проверяемых отсутствует. Хотя возможен вариант, что нет именно нуля. Поэтому применение этого метода целесообразно, скорее всего, для определения правильности монтажа и работоспособности проводки.

Определение сопротивления петли фаза-ноль

Для обеспечения нормального функционирования электрических приборов и проверки автоматов необходимо периодически проводить замеры сопротивления петли фаза-ноль. Потому как первоочередными причинами поломок осветительных приборов являются перегрузки сети и короткое замыкание. Измерение сопротивления позволяет в кратчайшие сроки выявить неисправность и предотвратить подобную ситуацию.

Далеко не все знают, что представляет собой понятие «петля фаза-ноль». Под этой фразой скрывается контур, образованный в результате соединения нулевого провода, находящегося в заземленной нейтрали. Замыкание этой электрической сети образует петлю фаза-ноль.

Измеряют сопротивление в этом контуре следующими методами:

• падением уровня напряжения в отключенной цепи
• падением уровня напряжения в результате сопротивления возрастающей нагрузки
• использованием профессионального инструмента, интерпретирующего короткое замыкание в цепи

Второй способ используется чаще всего, так как отличается удобством, возможностью быстро измерить сопротивление, а также безопасностью.