Nulové vyhoření. Jednofázové spotřebiče v třífázové síti.

Fráze o “nulové vyhoření“Každý z nás už to asi slyšel.” Proč má tajemná nula tendenci neustále vyhořet? Abychom do této problematiky vnesli trochu jasno, je potřeba si připomenout něco ze středoškolského kurzu fyziky.

Pro jednofázový obvod je „neutrální“ jednoduše název pro vodič, který nemá vysoký potenciál vzhledem k zemi. Druhý vodič v jednofázovém obvodu se nazývá „fáze“ a má vysoký potenciál střídavého napětí vůči zemi (u nás nejčastěji jen 220 V). Jednofázová nula nevykazuje žádnou tendenci k vyhoření.

Problém je v tom, že všechny elektrické komunikace (tj. elektrické vedení) jsou třífázové. Uvažujme obvod „hvězda“, ve kterém se objevuje pojem „neutrální vodič“.

Střídavé proudy každé fáze ve třech stejných zátěžích jsou fázově posunuty přesně o jednu třetinu a v ideálním případě se navzájem ruší, takže zátěž v takovém obvodu se obvykle nazývá třífázová koncentrovaná zátěž. Při takovém zatížení je vektorový součet proudů ve středu nulový. Nulový drát, připojený ke střednímu bodu, prakticky není potřeba, protože jím neprotéká žádný proud. Menší proud se objeví pouze tehdy, když zátěže na každé fázi nejsou úplně stejné a vzájemně se úplně neruší. V praxi má mnoho typů třífázových čtyřžilových kabelů neutrální jádro polovičního průřezu. Nemá smysl plýtvat nedostatkovou mědí na vodiči, kterým neprotéká prakticky žádný proud. Třífázová nula také nevykazuje tendenci k vyhoření při třífázové koncentrované zátěži.

Zázraky začínají, když jsou jednofázové zátěže připojeny k třífázovým obvodům. Na první pohled je to stejný případ, ale je tu jeden malý rozdíl. Každá jednofázová zátěž je zcela náhodně vybrané zařízení, to znamená, že jednofázové zátěže nejsou stejné. Je bláhové si myslet, že různé jednofázové spotřebiče budou odebírat vždy stejný proud. Jednofázové zátěže v třífázových obvodech se vždy snaží co nejvíce přiblížit třífázové zátěže. To znamená, že při připojování jednofázových spotřebičů do třífázové sítě se snaží rozdělit svůj výkon do různých fází tak, aby každá fáze nesla přibližně stejnou zátěž. Úplné rovnosti ale není dosaženo nikdy a je jasné proč. Spotřebitelé náhodně zapínají a vypínají svá elektrická zařízení, čímž neustále mění zátěž své fáze.

V důsledku toho téměř nikdy nedochází k úplné kompenzaci fázových proudů ve středním bodě, ale proud v nulovém vodiči obvykle nedosahuje maximální hodnoty rovné nejvyššímu proudu v jedné z fází. To znamená, že situace je nepříjemná, ale předvídatelná. Veškeré rozvody jsou na to určeny, a nulové vyhoření obvykle se to nestane, a pokud ano, je to extrémně vzácné.

Tato situace se vyvinula v 90. letech XNUMX. století. Co se do této doby změnilo? Spínané napájecí zdroje se rozšířily. Tento zdroj energie se používá téměř pro všechna moderní domácí zařízení (televizory, počítače, rádia atd.). Celý proud takového zdroje proteče pouze jednu třetinu půlcyklu, to znamená, že charakter odběru proudu je velmi odlišný od charakteru odběru proudu klasickými zátěžemi. V důsledku toho vznikají v třífázové síti další pulzní proudy, které nejsou ve středním bodě kompenzovány. K tomu nezapomeňte přidat nekompenzované proudy způsobené přítomností jednofázových zátěží v třífázové síti. V takové situaci často prochází neutrálním vodičem proud, který se blíží nebo překračuje největší proud jedné z fází. Toto jsou podmínky příznivé pro „nulové vyhoření“.
Vodiče v třífázových kabelech mají stejný průřez, vypočtený podle maximálního zatěžovacího výkonu, proto má nulový vodič stejný průřez jako kterýkoli z fázových vodičů a dnes jím může protékat více proudu než skrz jakýkoli fázový vodič. Ukazuje se, že nulový vodič pracuje za podmínek přetížení a zvyšuje se pravděpodobnost jeho spálení.

A tak jsme v 90. letech minulého století, aniž bychom to sami tušili, vstoupili do éry „nulového vyhoření“. Každým dnem se situace zhoršuje. S vysokou pravděpodobností „nulového vyhoření“ je třeba počítat i při budování domovních elektroinstalací.