§ 6.3. Cоотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной нагрузке в трехфазной цепи, соединенной звездой

Система ЭДС обмоток трехфазного генератора, работающего в энергосистеме, всегда симметрична: ЭДС поддерживаются строго постоянными по амплитуде и сдвинутыми по фазе на

120°.

Рассмотрим симметричную нагрузку (рис. 6.10), для которой

ZA=ZB=ZC=Z,ϕA=ϕB=ϕC=ϕ.

К зажимам А, В, С подходят провода линии электропередачи — линейные провода.

Введем обозначения: Iл— линейный ток в проводах линии электропередачи; Iф—ток в сопротивлениях (фазах) нагрузки; Uл—линейное напряжение между линейными проводами; Uф— фазное напряжение на фазах нагрузки.

Врассматриваемой схеме фазные и линейные токи совпадают: Iл=Iф, напряжения UAB, UBC

иUCA являются линейными, а напряжения UA, UB, UС — фазными. Складывая напряжения, находим (рис. 6.10):

геометрическую сумму векторов UA и —UB, вектор UBC — как геометрическую сумму векторов UB и —UC, вектор UCA — как геометрическую сумму векторов UC и — UA

отстающих на угол ϕ от векторов соответствующих фазных напряжений (нагрузку считаем индуктивной).

На построенной векторной диаграмме начала всех векторов совмещены в одной точке (полюсе), поэтому ее называют полярной. Основное достоинство полярной векторной диаграммы

— ее наглядность.

Уравнениям, связывающим векторы линейных и фазных напряжений, удовлетворяет также векторная диаграмма рис. 6.12, которую называют топографической. Она позволяет графически найти напряжение между любыми точками схемы, изображенной на рис. 6.10. Например, для определения напряжения между точкой С и точкой, которая делит пополам сопротивление, включенное в фазу В, достаточно соединить на векторной диаграмме точку С с серединой вектора UB. На диаграмме вектор искомого напряжения показан пунктиром.

При симметричной нагрузке модули векторов фазных (и линейных) напряжений равны между собой. Тогда топографическую диаграмму можно изобразить так, как показано на рис. 6.13.

В симметричной звезде фазные и линейные токи и напряжения связаны соотношениями

Iл=Iф; Uл = 3 UФ.

Карточка № 6.3 (189).

Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной нагрузке в трехфазной цепи, соединенной звездой

Ток в нулевом проводе равен нулю при строго симметричной нагрузке. Если нагрузка несимметричная, т. е. ZA¹ZB¹ZС, то неравными будут и токи: IA¹IB¹IС Тогда на основе построения, аналогичного приведенному на рис. 6.8, нетрудно убедиться, что при симметрии фазных напряжений ток в нулевом проводе не равен нулю: I0¹0 (за исключением некоторых частных случаев). Таким образом, при Симметрии фазных напряжений и несимметрии нагрузки в нулевом проводе есть ток. Представим себе, что нулевой провод оборвался: I0=0. При этом токи IA, IB, IС должны измениться так, чтобы их векторная сумма оказалась равной нулю: IA+IB+IС= 0.

Но при заданных сопротивлениях нагрузки ZA, ZB, ZС токи могут измениться только за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нулевого провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжений; симметричные фазные напряжения становятся несимметричными.

Рассмотрим топографическую векторную диаграмму, представленную на рис. 6.14.

Для простоты пренебрежем падением напряжений внутри обмоток генератора и проводах линии и будем считать, что напряжения на нагрузке равны ЭДС генератора.

При несимметрии нагрузки и отсутствии нулевого провода фазные напряжения UA, UB, UС будут различными и точка О’ займет на векторной диаграмме положение, отличное от точки О.

Введем нулевой провод с пренебрежимо малым сопротивлением, как показано на рис. 6.7. При этом потенциалы точек О и О’ окажутся одинаковыми. Это означает, что точки О и О’ на топографической диаграмме рис. 6.14 должны быть совмещены.

Рис. 6.14. Топографическая векторная диаграмма ЭДС и

напряжений трехфазной цепи при отсутствии нулевого провода

Точка О на топографической диаграмме не может изменить своего положения, так как симметрия ЭДС ЕА, ЕВ, ЕС обеспечивается конструкцией генератора. Следовательно, точка О’ перейдет в точку О, т. е. фазные напряжения на нагрузке станут симметричными.

Таким образом, нулевой провод в четырехпроводной цепи предназначен для обеспечения симметрии фазных напряжений при несимметричной нагрузке.

Несимметрия фазных напряжений недопустима, так как приводит к нарушению нормальной работы потребителей, рассчитанных на определенное рабочее напряжение.

Карточка № 6.4 (233).

Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи

Лекция по электротехнике Фазные и линейные напряжения (токи), соотношения между ними.

Векторные диаграммы напряжений и токов. Мощность трехфазной цепи переменного тока. Нулевой провод, его значение»

Учебная
дисциплина ОП.03 Электротехника и электроника

Лекция
по теме: «Фазные и линейные напряжения (токи),
соотношения между ними. Векторные диаграммы напряжений и токов. Мощность
трехфазной цепи переменного тока. Нулевой провод,
его значение»

План
лекции:

1.Трехфазный
переменный ток.

2. Что такое фаза?

3. Фазные
и линейные напряжения (токи).

4. Соотношения
между фазными и линейными напряжениями (токами).

5. Векторные
диаграммы напряжений и токов.

6. Мощность
трехфазной цепи переменного тока.

7. Нулевой провод,
его значение.

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую
характеристику тока, называется фазой.

Фазное напряжение – возникает между
началом и концом какой-либо фазы. По другому его еще определяют, как напряжение
между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейное напряжение — которое
определяют еще как межфазное или между фазное – возникающее между двумя
проводами или одинаковыми выводами разных фаз. Показатель фазного напряжения
составляет примерно 58% от параметров линейного. Таким образом, при нормальных
условиях эксплуатации показатели линейных одинаковы и превышают фазные в 1,73
раза. В трехфазной сети напряжение,
как правило, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий,
которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом
380 вольт. Это соответствует фазному в 220 В.

Так, токи, протекающие в каждой фазе, именуют фазными и
условно обозначают I_А, I_B, I_C либо условно I_ф.
Токи в ветвях нагрузки именуют линейными. Их величина обуславливается величиной
фазных напряжений, типом нагрузки. При сугубо активной нагрузке токи идентичны
с напряжениями по фазе, а при индуктивной либо емкостной нагрузке, токи могут
опережать или отставать от напряжения.

В традиционных электросетях имеет место 2 метода
соединения:

— треугольник;

— звезда.

В чём различие
между фазным и линейным напряжением — см.видео по ссылке https://youtu.be/39-dggvCRmg

Видео
«Построение векторных диаграмм» по ссылке: https://www.youtube.com/ ›watch?v=wcyQvK84lsU

youtube.com›watch?v=XBoF0gFU_FI)

Мощность
трехфазной цепи переменного тока

Количество потребленной энергии в сети однофазного тока
определяется простейшими расчетами, это не вызывает затруднений. Расчет
мощности трехфазной сети сопряжен с некоторыми трудностями: Наличие трех фаз
вместо одной; Различные схемы соединения потребителей – «звезда» или
«треугольник»; Симметрия или ее отсутствие при распределении нагрузки по фазам.

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание
нескольких факторов:

— количества фаз питания;

— способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

— фазный провод;

— нулевой провод.

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех
проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две
различных схемы включения: «Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с
двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения
потребителей. «Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко
вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В
схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому
проводнику.

Для измерения мощности применяют специальные измерительные
приборы, называемые ваттметрами. При симметричной нагрузке мощность,
потребляемая от трехфазной системы, может быть определена одним однофазным
ваттметром. В четырехпроводной системе (с нулевым проводом) токовая обмотка
ваттметра включается последовательно в один из линейных проводов, а обмотка
напряжения — между тем же линейным и нулевым проводами. При  таком
включении показание ваттметра определит мощность в одной фазе Рф, а так как при
равномерной нагрузке мощности всех фаз  одинаковы, то суммарная мощность
трехфазной системы Р = 3 Рф.

В
трехпроводной системе обмотка напряжения ваттметра включена на линейное
напряжение сети, а по токовой его обмотке протекает линейный

ток. Поэтому мощность трехфазной системы в  раз больше показания ваттметра P_ω, т. е. Р=Рω.

При несимметричной нагрузке одного ваттметра для определений 
мощности трехфазной системы недостаточно.

В четырехпроводной системе при несимметричной нагрузке необходимо
включение трех ваттметров, обмотки напряжений которых включаются между нулевым
и соответствующим линейным проводом. Каждый ваттметр измеряет мощность одной
фазы и суммар­ная мощность трехфазной системы равна сумме показаний трех
ваттметров, т. е. Р = Р₁ + Р₂ + Р₃.

В трехпроводной системе при несимметричной нагрузке наиболее
 часто используют схему двух ваттметров, которая не может быть
использована в четырехпроводной системе. В схеме двух ваттметров обмотки
напряжений каждого ваттметра соединены с входным зажимом обмотки тока и
линейным проводом, оставшимся свободным. Полная мощность трехфазной системы
равна сумме показа­ний ваттметров, т. е. Р=Р₁+Р₂

В лабораторной практике для этой схемы измерения мощности
применяют один ваттметр и специальный переключатель, который без разрыва цепи
тока дает возможность включать этот ваттметр как в один, так и в другой
линейный провод.

При больших углах сдвига фаз между напряжением и током по­казания
одного из ваттметров могут оказаться отрицательными и для измерения мощности
необходимо изменить направление тока в обмотке тока, переключив ее. В этом
случае суммарная мощность равна разности показаний ваттметров, т. е. Р = Р₁ —
Р₂.

Энергия в трехфазной системе измеряется как однофазными, так и
трехфазными счетчиками электрической энергии. Включение одно­фазных счетчиков в
трехфазную сеть подобно включению ваттмет­ров, описанному выше.

Трехфазные счетчики составляются из двух или трех однофаз­ных,
размещенных в одном корпусе и имеющих общий счетный ме­ханизм, и называются
соответственно двухэлементными и трехэле­ментными. В трехпроводной системе (без
нулевого провода) при­меняют двухэлементные, а в четыре  проводной системе
(с нулевым проводом) —трехэлементные счетчики. Схема включения счетчика
электрической энергии указывается на съемной крышке, которой закрывается панель
зажимов.

Нулевой провод — это провод, использующийся для выравнивания
напряжения в фазах. В случае его отсутствия или повреждения могут сгореть
подключенные к фазе приборы и даже может начаться пожар. Поэтому
необходимо знать принципы работы с ним.

Что такое нулевой провод? Его значение.

При работе с
электричеством особого внимания требует нулевой провод. Что это такое, не
всегда известно людям, не связанным профессионально с электросетями, и зачастую
у них появляется ошибочное заблуждение, что нейтральный кабель – это только
заземление. На самом деле, нейтральный проводник соединяет нейтрали установок в
трехфазных цепях. Когда на каждую фазу из трех подается разная нагрузка,
появляется смещение нейтрали, вызывающее нарушение симметрии напряжений, то
есть, нарушение симметрий нагрузки приводит к тому, что у одних потребители
будут получать пониженное напряжение, а другие же повышенное.

В общей
цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два
провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под
напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом
в автомобиле — это основное питание для сети.

Фаза, ноль, земля
в розетке

Нуль — это провод, который
не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль
от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но,
тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только
в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения
он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода
в цепи не может быть электрического тока, который и дает
мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это
земля.

Начало свое нуль берет
от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где
трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления.
Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом,
и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная
линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода —
3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем
трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору
производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии
с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для
того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее
220В.

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи
для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для
того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя
проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен
нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

В домашних условиях, даже не имея специальных
приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке,
какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом
случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Для поиска нуля
и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой
и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один
из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке,
а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Фазным будет
являться тот разъем, при подключении к которому лампочка будет загораться.
Это происходит потому, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ),
в вводном электрощите нулевые провода всех розеток должны быть соединены
с земляными проводами этих же розеток. А отдельно земляная шина
должна быть соединена с защитным контуром заземления. Именно это
и обеспечивает наличие надежного нуля во всей цепи энергоснабжения
дома.

Видео см. по
ссылке: https://youtu.be/3Gvp6Q8q3Ks

Вопросы
для самоконтроля:

1.     Что
представляет собой трехфазная цепь? Каковы ее элементы?

2.     Что
такое фаза трехфазной цепи?

3.     В
чем преимущества трехфазной цепи перед однофазной?

4.     Какая
система величин (ЭДС, напряжений, токов) называется трехфазной симметричной?

5.     Какое
соединение фаз называется соединением в звезду?

6.      Какое
напряжение называется линейным, фазным? Каковы соотношения между линейными и
фазными напряжениями при любой нагрузке и при симметричной нагрузке?

7.     Какой
ток называется линейным, фазным? Каково соотношение между линейным и фазным
токами при соединении фаз приемника в звезду?

8.     В
чем отличие и преимущества трехпроводных и четырехпроводных цепей?

9.     Когда
и зачем применяют нейтральный провод?

10. В каком случае отсутствует
ток в нейтральном проводе?

11. Как
определить мощности трехфазной цепи?

12. Что
такое нулевой провод? Каковое его значение?

Домашнее задание:

1.Проработать
конспект лекции.

2. Ответить на
вопросы для самоконтроля.

3.Выполнить
задания в тестовой форме:

Вариант 1

I.                  
Начало первой обмотки при соединении
обмоток генератора треугольником соединяется:

1)    с
началом второй;

2)    концом
третьей;

3)    концом
второй;

4)    началом
третьей;

5)    концом
третьей.

II.               
Фазой называют:

1)    аргумент
синуса;

2)    часть
многофазной цепи;

3)    фазу
в начальный момент времени;

4)    оба
определения ответов 1 и 2 правильны;

5)    разность
начальных фаз переменных величин.

III.            
Какой из токов в схеме (рис. 4.3.1)
линейный, а какой — фазный:

1)    оба
тока — линейные;

2)    оба
тока — фазные;

3)    ток
I₂
— линейный, I₁
— фазный;

4)    ток
I₂
— фазный, I₁
— линейный;

5)    таких
токов в данной схеме нет.

IV.           
Симметричная нагрузка соединена звездой.
Линейное напря­жение 380 В. Фазное напряжение равно:

1)    220
В;

2)    380
В;

3)    250
В;

4)    127В;

5)    660
В.

V.              
Укажите правильные уравнения, связывающие
векторы линейных и фазных токов, если соединение потребителей треугольником
(рис. 4.3.2):

Вариант
2

I.                   
Лампы накаливания с U_H
= 127 В включают в трехфазную сеть с
линейным напряжением 220 В. Схема включения ламп:

1)    звездой;

2)    треугольником;

3)    звезда
с нулевым проводом;

4)    лампы
нельзя включать в сеть;

5)    для
ответа недостаточно данных.

II.               
Действующее значение трехфазной ЭДС при
изменении на­правления вращения катушек:

1)    изменится;

2)    увеличится
в три раза;

3)    уменьшится
в три раза;

4)  изменится
на ;

5)    не
изменится.

III.            
Ток в нулевом проводе четырехпроводной
цепи:

1)    не
может равняться нулю;

2)    может
равняться нулю;

3)    всегда
равен нулю;

4)    всегда
больше нуля;

5)    всегда
меньше нуля.

IV.           
Если U_{AC=
Uс
– UA’,
то вектор UAC при соединении
треугольни­ком равен:}

V.              
В симметричной трехфазной цепи U_ф
= 220 В, I_ф
= 5 А, cosφ
= 0,8. Активная мощность цепи равна:

1)    1,1
кВт;

2)    0,88
кВт;

3)    2,2
кВт;

4)    2,64
кВт;

5)    5,28
кВт.

Вариант 3

I.                  
Если при прочих условиях изменить скорость
вращения обмоток, то изменятся:

1)    амплитуды
и начальные фазы;

2)    частота
и начальные фазы;

3)    ЭДС
и начальные фазы;

4)    частота
и амплитуды;

5)    ЭДС
и амплитуды.

II.               
Сумма токов фаз равна нулю при отсутствии
нулевого провода:

1)    не
всегда;

2)    всегда;

3)    зависит
от условий;

4)    зависит
от числа проводов — 3 или 4;

5)    зависит
от Z-фазы.

III.            
Обмотки, показанные на рис. 4.3.3,
соединены.

1)    звездой;

2)    треугольником;   

3)    последовательно;

4)    параллельно;

5)    другим
способом.

IV.           
При симметричной нагрузке, соединенной
треугольником, U_А
 = 380 В. = 5 A; cosφ
= 0,8. Трехфазная цепь симметрич­ная. Активная
мощность цепи составляет:

1)    1,1
кВт;

2)    1,14
кВт;

3)    1,52
кВт;

4)    2,2
кВт;

5)    2,06
кВт.

Вариант
4

I.                  
К генератору, обмотки которого соединены в
звезду, подходит:

1)    6
соединительных проводов;

2)    3
соединительных провода;

3)    3
или 4 провода;

4)    4
провода;

5)    6
или 3 провода.

II.               
Какое напряжение в схеме, показанной на
рис. 4.3.4, линейное, а какое — фазное:

1)    U_CA
— линейное, U_co
— фазное;

2)    U_AO
— линейное, U_BO
— фазное;

3)    U_AB — линейное, U_BC — фазное;  

4)    U_BC — линейное, — фазное;

5)    U_CO
— линейное, — фазное.

III.            
Будут ли меняться линейные токи при об­рыве
нулевого провода в случае: а) симметричной нагрузки; б) несимметричной на­грузки:

1)    а)
будут; б) не будут;

2)    а)
будут; б) будут;

3)    а)
не будут; б) не будут;

4)    а)
не будут; б) будут;

III.
= 2,2 А. Если симметричная нагрузка соединена треуголь­ником, то фазный ток:

1)   3,8
А;

2)   2,2
А;

3)   6,6
А;

4)   1,27
А;

5)   2,54
А.

IV.           
В симметричной трехфазной цепи U_ф
= 220 В; I_ф
= 5 A;
cosφ
= 0,8. Реактивная мощность цепи равна:

1)    0,66
квар;

2)    1,98
квар;

3)    2,64
квар;

4)    1,1
квар;

5)    2,2
квар.

Вариант 5

I.                  
В симметричной трехфазной цепи U_A
= 220 В, 1_А = 5 A,
coscp
= 0,8. Реактивная мощность цепи равна:

1)    0,38
квар;

2)    1,1
квар;

3)    1,14
квар;

4)    1,52
квар;

5)    3,04
квар.

II.               
В трехфазную сеть U_A
— 220 В включают двигатель, обмотки ко­торого
рассчитаны на 127 В. В этом случае:

1)    двигатель
нельзя включить в сеть;

2)    обмотки
двигателя надо соединить треугольником;

3)    звездой
с нулевым проводом;

4)    для
ответа недостаточно данных;

5)    звездой.
= 2 А; Р = 380 Вт. В этом случае соsφ
равен:

1)    0,8;

2)    0,5;

3)    0,6;

4)    0,4;

5)    0,7.

II.               
Трехфазный двигатель, обмотки которого
рассчитаны на 127 В, включают в сеть UA
= 380 В. Обмотки двигателя надо соеди¬нить:

1)    звездой;

2)    треугольником;

3)    для
ответа недостаточно данных;

4)    звездой
с нулем;

5)    двигатель
нельзя включать в сеть.

III.            
Обмотки трехфазного генератора соединены
звездой. Конец первой обмотки соединен:

1)    с
началом второй обмотки;

2)    началом
третьей обмотки;

3)    концом
третьей обмотки;

4)    концом
второй и началом третьей обмоток;

5)    концом
второй обмотки.

IV.           
Трехфазная симметричная нагрузка
потребляет 800 Вт активной мощности. Если при cosφ = 1 потре­бляется 1000 Вт, то соsφ
равен:

1)     0,8;

2)    0,6;

3)    1;

4)    1,2;

5)    0,3.

V.
= 220 В. Схема соединения ламп:

1)    звездой;

2)    треугольником;

3)    звездой
с нулевым проводом;

4)    лампы
нельзя включать в сеть;

5)    для
ответа недостаточно данных.

Вариант
8

I.                  
Линейный ток 17,3 А. Фазный ток, если
симметричная нагрузка 1 соединена треугольником, равен:

1)    20
А;

2)    176
А;

3)    17,3  А;

4)    10
А;

5)    34,6
А

II.               
Начало второй обмотки при соединении обмоток
трехфазного генератора треугольником соединяется:

1)    с
концом первой обмотки;

2)    концом
третьей обмотки;

3)    началом
первой обмотки;

4)    началом
третьей обмотки;

5)    концом
второй обмотки.

III.            
Нагрузка в цепи, показанной на рис. 4.3.8,
соединена:

1)    звездой;

2)    треугольником;

3)    звездой
с нулевым проводом;                    

4)    последовательно;

5)    параллельно.
= 220 В включают двигатель, обмотки которого рассчитаны на 220 В. Соединить
обмотки двигателя надо:

1)    звездой
с нулевым проводом;

2)    звездой;

3)    треугольником;

4)    двигатель
нельзя включать в сеть;

5)    для
ответа недостаточно данных.

Трехфазная электрическая мощность

Трехфазная электроэнергия является распространенным методом передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, в основном используемый для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше материала проводника для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока (DC) при том же напряжении.

В трехфазной системе по трем проводникам цепи передаются три переменных тока (AC) (одной и той же частоты), мгновенные пиковые значения которых достигаются в разное время. Принимая один проводник за эталон, два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в каждом цикле тока; и позволяет создать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, но при этом поддерживает однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не используется нейтральный провод, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами.

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в системах электроснабжения. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию компенсировать друг друга и в сумме равняться нулю в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет исключить нулевой провод на некоторых линиях; все фазные проводники пропускают один и тот же ток и поэтому могут быть одинакового размера для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает уменьшить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, вращающееся в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Третий — это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Как правило, трехфазное питание либо вообще не входит в жилые дома, либо там, где оно есть, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи представляют собой синусоидальные функции времени, все с одной и той же частотой, но со смещением во времени, что дает разные фазы. В трехфазной системе фазы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (более подробную информацию см. в разделе Системы электроснабжения).

Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до более пригодного для передачи.

После многочисленных преобразований в сети передачи и распределения мощность окончательно преобразуется в стандартное сетевое напряжение (т. е. «бытовое» напряжение). Возможно, в этот момент питание уже было разделено на однофазное или все еще может быть трехфазным. Там, где понижающее напряжение трехфазное, выход этого трансформатора обычно соединен звездой со стандартным сетевым напряжением (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся фазно-нейтральным напряжением. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, состоит в том, чтобы иметь вторичную обмотку, соединенную треугольником, с центральным отводом на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль. Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как высокое плечо) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами). доступны из той же поставки.

ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

Однофазные нагрузки могут быть подключены к трехфазной системе либо путем соединения двух проводников под напряжением (межфазное соединение), либо путем соединения между фазным проводником и нейтралью системы. Он либо подключен к центру вторичной обмотки Y (звезда) питающего трансформатора, либо подключен к центру одной обмотки трансформатора треугольника (система треугольника с высоким ответвлением). Однофазные нагрузки следует распределять равномерно между фазами трехфазной системы для эффективного использования питающего трансформатора и питающих проводников.

Линейное напряжение трехфазной системы в 3 раза превышает напряжение между фазой и нейтралью. Если фазное напряжение является стандартным рабочим напряжением (например, в системе 240 В/415 В), отдельные однофазные потребители коммунальных услуг или нагрузки могут быть подключены к разным фазам питания. Если фазное напряжение не является общепринятым, например, в системе 347/600 В, однофазные нагрузки должны питаться от отдельных понижающих трансформаторов. В многоквартирных жилых домах в Северной Америке осветительные и бытовые розетки могут быть соединены между фазой и нейтралью, чтобы получить распределительное напряжение 120 В (напряжение использования 115 В). Мощные нагрузки, такие как оборудование для приготовления пищи, отопление помещений, водонагреватели или кондиционеры, могут быть подключены к двум фазам для получения 208 В. Эта практика достаточно распространена, поэтому однофазное оборудование на 208 В легко доступно в Северной Америке. Попытки использовать более распространенное оборудование на 120/240 В, предназначенное для трехпроводного однофазного распределения, могут привести к снижению производительности, поскольку нагревательное оборудование на 240 В будет производить только 75% своей мощности при работе от 208 В.

В тех случаях, когда используются три фазы низкого напряжения, они все же могут быть разделены на однофазные служебные кабели через соединения в сети питания или могут быть подведены к главному распределительному щиту (щиту выключателя) в помещении потребителя. Подключение электрической цепи от одной фазы к нейтрали обычно подает в цепь стандартное для страны однофазное напряжение (120 В переменного тока или 230 В переменного тока).

Сеть электропередачи организована таким образом, что каждая фаза несет ток одинаковой величины из основных частей системы передачи. Все токи, возвращающиеся из помещений потребителей к последнему питающему трансформатору, имеют общий нейтральный провод, но трехфазная система гарантирует, что сумма обратных токов будет приблизительно равна нулю. Подключение по схеме «треугольник» первичной стороны этого питающего трансформатора означает, что нейтраль на стороне высокого напряжения сети не требуется.

Если нейтраль питания трехфазной системы с нагрузками, подключенными между фазами и нейтралью, нарушена, баланс напряжения на нагрузках, как правило, больше не поддерживается. Слабонагруженные фазы могут иметь до sqrt(3) напряжения выше номинального, вызывая перегрев и выход из строя многих типов нагрузок. Например, если несколько домов подключены к общему трансформатору на улице, каждый дом может быть подключен к одной из трех фаз. Если нейтральная связь на трансформаторе разорвана, все оборудование в доме может быть повреждено из-за перенапряжения. Такие события трудно отследить, если не осознавать эту возможность. При индуктивных и/или емкостных нагрузках все фазы могут быть повреждены, особенно при возможности возникновения резонансов. Консервативный дизайн распределительной сети будет учитывать эту проблему, чтобы гарантировать, что нейтральные соединения будут такими же надежными, как и любые фазовые соединения.

ТРЕХФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

Важнейшим классом трехфазной нагрузки является электродвигатель. Трехфазный асинхронный двигатель имеет простую конструкцию, высокий пусковой момент и высокий КПД. Такие двигатели применяются в промышленности для насосов, вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, приводов конвейеров и многих других видов механизированного оборудования. Трехфазный двигатель будет компактнее и дешевле, чем однофазный двигатель того же класса напряжения и номинала; а однофазные двигатели переменного тока мощностью более 10 л.с. (7,5 кВт) встречаются редко. Трехфазные двигатели также будут меньше вибрировать и, следовательно, прослужат дольше, чем однофазные двигатели той же мощности, используемые в тех же условиях.

В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. д. используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономичности и долговечности.

Нагреватели сопротивления, такие как электрические котлы или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам. Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют характеристики вращающегося магнитного поля трехфазных двигателей, но используют преимущества более высокого уровня напряжения и мощности, обычно связанные с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники питаются от разных фаз.

Большие системы выпрямителей могут иметь трехфазные входы; результирующий постоянный ток легче фильтровать (сглаживать), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя. Такие выпрямители можно использовать для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при рафинировании руд.

В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы можно было подключиться к однофазной сети. Во многих регионах Европы однофазное питание является единственным доступным источником.

ФАЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазного питания в трехфазное. Мелкие потребители, такие как жилые дома или фермы, могут не иметь доступа к трехфазному электроснабжению. Эти владельцы недвижимости могут не захотеть платить за дополнительную плату за трехфазное обслуживание, но все же могут захотеть использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи могут также позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что входное питание локомотива почти всегда является либо постоянным, либо однофазным переменным током.

Поскольку однофазная мощность падает до нуля в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, а трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ хранения энергии в течение необходимой доли секунды.

Одним из способов использования трехфазного оборудования с однофазным источником питания является вращающийся фазовый преобразователь. По сути, это трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, который обеспечивает сбалансированное трехфазное напряжение. При правильной конструкции эти вращающиеся преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазной сети. В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Вторым методом, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был метод, который назывался «метод трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод хорошо работает и имеет сторонников даже сегодня. Использование метода имени трансформатора отделило его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отличает их от вращающихся преобразователей.

Другой метод, который часто пытаются использовать, — это устройство, называемое статическим преобразователем фазы. Этот метод запуска трехфазного оборудования обычно используется с двигателями, хотя он обеспечивает только две трети мощности и может привести к перегреву двигателей, а в некоторых случаях и к перегреву. Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства с ЧПУ, или нагрузки индукционного и выпрямительного типа.

Изготавливаются устройства, создающие имитацию трехфазного тока из трехпроводного однофазного питания. Это делается путем создания третьей «субфазы» между двумя проводниками под напряжением, в результате чего фазовое разделение составляет 180 ° — 90° = 90°. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как полупроводниковые инверторы) используются для обеспечения точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазной сети. ЧРП работают, преобразовывая напряжение питания в постоянный ток, а затем преобразуя постоянный ток в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, в которой используется программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления полупроводниковыми силовыми коммутационными компонентами. Этот микропроцессор, называемый цифровым сигнальным процессором (DSP), контролирует процесс фазового преобразования, постоянно регулируя входные и выходные модули преобразователя для поддержания сбалансированной трехфазной мощности при любых условиях нагрузки.

АЛЬТЕРНАТИВЫ ТРЕХФАЗНОМУ

• • Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно. Это позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощной нагрузки.
• • Двухфазное питание — как и трехфазное — обеспечивает постоянную передачу мощности на линейную нагрузку. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью — при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность — двухпроводная система имеет ток нейтрали, который больше, чем ток нейтрали в трехфазной системе. Двигатели также не являются полностью линейными, а это означает, что, несмотря на теорию, двигатели, работающие от трехфазной сети, имеют тенденцию работать более плавно, чем двухфазные. Генераторы на Ниагарском водопаде установлены в 189 г.5 были самыми большими генераторами в мире в то время и представляли собой двухфазные машины. Настоящее двухфазное распределение электроэнергии по существу устарело. Системы специального назначения могут использовать для управления двухфазную систему. Двухфазная мощность может быть получена из трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
• • Моноциклическая мощность — название асимметричной модифицированной двухфазной энергосистемы, использовавшейся General Electric около 189 г.7 (поддерживаемый Чарльзом Протеусом Стейнмецем и Элиу Томсоном; как сообщается, это использование было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе был намотан генератор с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для осветительных нагрузок, — и с малой (обычно четверть линейного напряжения) обмоткой, вырабатывавшей напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать дополнительную обмотку этого «провода питания» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, а основная обмотка обеспечивает питание для осветительных нагрузок. После истечения срока действия патентов Вестингауза на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и он длился недостаточно долго, чтобы можно было разработать удовлетворительный учет энергии.
• • Были построены и испытаны системы высокого порядка фаз для передачи электроэнергии. Такие линии электропередачи используют 6 или 12 фаз и методы проектирования, характерные для линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи с высоким порядком фаз могут обеспечивать передачу большей мощности по данной линии передачи в полосе отчуждения без затрат на преобразователь постоянного тока высокого напряжения на каждом конце линии.

Многофазная система представляет собой средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника под напряжением, по которым текут переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Многофазные системы особенно полезны для передачи мощности на электродвигатели. Наиболее распространенным примером является трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

ФАЗЫ

На заре коммерческой электроэнергетики в некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы. Их главное преимущество заключалось в том, что конфигурация обмотки была такой же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском. При использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью доступных в то время математических инструментов. Двухфазные системы были заменены трехфазными системами. Двухфазное питание с 90 градусов между фазами может быть получено из трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного Скоттом.

Многофазная система должна обеспечивать определенное направление чередования фаз, чтобы напряжения зеркального отображения не учитывались при определении порядка фаз. Трехпроводная система с двумя фазными проводами, расположенными на 180 градусов друг от друга, по-прежнему является только однофазной. Такие системы иногда называют двухфазными.

ДВИГАТЕЛИ

Многофазная энергия особенно полезна в двигателях переменного тока, таких как асинхронные двигатели, где она генерирует вращающееся магнитное поле. Когда трехфазное питание завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя поворачивается на 360 ° в физическом пространстве; двигателям с большим количеством пар полюсов требуется больше циклов подачи питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, и поэтому эти двигатели работают медленнее. Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле — ранее все коммерческие двигатели были постоянного тока с дорогими коммутаторами, требующими обслуживания щетками и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в конструкции, самозапускающиеся и имеют мало вибраций.

ВЫСШИЙ ПОРЯДОК ФАЗЫ

Количество фаз больше трех. Обычная практика для выпрямительных установок и преобразователей HVDC состоит в том, чтобы обеспечить шесть фаз с шагом 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток. Были построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка с числом фаз до 12. Это позволяет применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволит увеличить передачу мощности при той же ширине коридора линии электропередачи.

ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ В МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЕ

Жилые дома и предприятия малого бизнеса обычно снабжаются однофазным питанием, взятым из одной из трех фаз инженерных коммуникаций. Индивидуальные клиенты распределяются между тремя фазами для балансировки нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания. Смещение фаз фазных напряжений к нейтрали составляет 120 градусов. Напряжение между любыми двумя проводами под напряжением всегда в 3 раза больше, чем между проводом под напряжением и нейтралью.

В Северной Америке жилые многоквартирные дома могут иметь распределительное напряжение 120 В (фаза-нейтраль) и 208 В (фаза-фаза). Крупные однофазные приборы, такие как духовки или варочные панели, предназначенные для двухфазной системы на 240 В, обычно используемые в односемейных домах, могут плохо работать при подключении к напряжению 208 В; отопительные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели будут работать некорректно при на 13% меньшем приложенном напряжении.

Покупайте в CableOrganizer® электротовары, независимо от того, являетесь ли вы лицензированным электриком или мастером-любителем.

Похожие материалы

Вилки и удлинители TOWER GFCI

Высокотемпературные соединители проводов Wire Nut®

Портативные устройства PowerVer от Tripp Lite

Журнал электрика-Понимание тока нейтрали

Введение

Ток нейтрали, возможно, является одной из самых неправильно понятых и игнорируемых тем в области электротехники. Хорошее понимание того, как ток нейтрали влияет на безопасность и надежность электрической системы, значительно изменит ваш взгляд на проектирование цепей переменного или постоянного тока. Однако в этом посте мы сосредоточимся на концепциях, применимых конкретно к нейтралям цепи переменного тока.

Формулы «Ток нейтрали»

В сбалансированной однофазной или 3-фазной системе расчетный ток нейтрали всегда равен нулю. В любом случае, если ток нейтрали имеет ненулевое значение, система перестает быть «уравновешенной». Нейтральные токи необходимо тщательно учитывать для обеспечения безопасности и надежности электроустановок. Приведенные ниже формулы предназначены для расчета токов нейтрали в однофазных и трехфазных системах, и их следует запомнить.

Для однофазных сетей: (ПРИМЕЧАНИЕ. Всегда вычитайте меньший ток из большего, чтобы результат всегда был положительным.)

Ток N = Ток L1 — Ток L2

Для трехфазного:

Чтобы легко запомнить формулу трехфазного тока нейтрали, я сочинил «глупый, короткий рассказ с броскими фразами. ” Это позволяет легко запомнить не только саму формулу, но и то, как работает нейтральный ток. Вот он:

«Кто-то пролил SOS на пол в доме . Чтобы убрать его и иметь N ничего не осталось, им пришлось СОП это сделать».

Объяснение : «Кто-то пролил SOS (вроде «соуса») на пол в доме (под знаком квадратного корня). Чтобы удалить это ( минус знак «-» или разность ) и оставить N что-то еще ( N = 0), они должны были SOP это поднять». SOS означает «Сумма квадратов» для тока каждой фазы. SOP расшифровывается как «Сумма произведений» для каждого фазного тока.

Расчет тока нейтрали:

Пример 1 : Вторичная обмотка однофазного трансформатора 120/240 В переменного тока подключена к двум отдельным нагрузкам с общей нейтралью. Нагрузка 1 = 20 ампер. Нагрузка 2 = 15 ампер. Рассчитать ток нейтрали.

Решение 1 : Соединения L1 и L2 на вторичной обмотке трансформатора полярно противоположны (сдвинуты по фазе на 180 градусов). Следовательно, два противоположных тока через L1 и L2 будут вычитаться и возвращаться к источнику через один и тот же нейтральный проводник в противоположные полупериоды. Таким образом, разница между токами L1 и L2 составляет:

L1 — L2 = N (ток нейтрали)

20 ампер — 15 ампер = 5 ампер тока нейтрали вычитание в течение каждого полупериода. Однако ток нейтрали находится в фазе с L1 в течение первого полупериода и в фазе с L2 во время второго полупериода. Это позволяет току течь в одном направлении за раз через общую нейтраль.

ПРИМЕЧАНИЕ : Существуют потенциальные угрозы безопасности при использовании общей нейтрали, которые более подробно описаны в другом посте под названием «Опасности многопроводных ответвленных цепей» на этом сайте. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить безопасность и надежность цепей с общей нейтралью. Размыкание нейтрали под напряжением потенциально может привести к делителю напряжения между ветвями сетевого напряжения и превышению номинального напряжения на нагрузке прибора или оборудования, что может привести к повреждению или возгоранию. Кроме того, подключение двух однофазных нагрузок к «одинаковым шинам» (т. е. L1 и L1 или L2 и L2) при совместном использовании нейтрали приведет к тому, что токи нейтрали будут складываться, а не вычитаться, и потенциально превысит допустимую нагрузку нейтрального проводника… потенциально вызывая огонь.

Как правило, из соображений безопасности я по возможности избегаю использования общей нейтрали.

Пример 2 : Однофазный 2-полюсный автоматический выключатель на 120/240 В переменного тока подключается к двум идентичным однофазным асинхронным двигателям на 120 В переменного тока с общей нейтралью. Каждый двигатель имеет ток полной нагрузки 7,5 ампер и приводит в действие два отдельных идентичных вентилятора. Рассчитать ток нейтрали.

Решение 2 : Важно отметить, что приложение использует двухполюсный автоматический выключатель, который обеспечивает подключение шины L1 к двигателю №1, шины L2 к двигателю №2 и двух токов нагрузки. сдвинуты по фазе на 180 градусов. Поскольку две нагрузки идентичны, то и токи будут (для всех практических целей) одинаковыми. Следовательно, ток нейтрали равен:

L1 — L2 = N (Ток нейтрали)

7,5 А — 7,5 А = 0 А тока нейтрали

Таким образом, это «сбалансированная» однофазная система.

ПРИМЕЧАНИЕ : Если один из этих двух проводов горячего двигателя вентилятора будет перемещен в другую цепь и соединен с обоими горячими проводами на одной шине (т. может перегрузить нейтральный проводник… особенно если вентилятор засорился или двигатель вентилятора был просто грязным и вызвал увеличение потребляемой мощности.

Пример 3 : 3-фазный источник 480 В переменного тока подключен к трем идентичным однофазным цепям освещения 277 В переменного тока с общей нейтралью. Предполагая, что расстояния до осветительных приборов одинаковы, каков ток нейтрали?

Решение 3 : Поскольку мы имеем дело с трехфазной панелью, все три одинаковых осветительных прибора должны быть ВКЛЮЧЕНЫ одновременно И подключены к трем противоположным силовым шинам для достижения сбалансированной нагрузки и устранения всех нейтральных токов до чистый ноль ампер. Однако это маловероятно среди нескольких однофазных осветительных приборов. Кроме того, ампер-розетки светильника не указаны. Следовательно, ток нейтрали не может быть рассчитан. Если какая-либо из однофазных нагрузок подключена к общим шинам при совместном использовании нейтрали, то эти нейтральные токи будут складываться, а не гаситься, и потенциально могут превысить допустимую нагрузку нейтрального проводника… потенциально вызывая пожар.

Пример 4 : 3-фазный источник 208Y/120 В переменного тока подключен к небольшому осветительному щиту, который питает четыре идентичные цепи однофазного люминесцентного освещения 120 В переменного тока. Нагрузки на каждую цепь следующие: Цепь №1 (фаза L1) = 5А. Цепь №2 (фаза L1) = 4,25 А. Цепь №3 (фаза L2) = 7,5А. Цепь №4 (фаза L3) = 10А. Все провода в четырех цепях имеют провод 12AWG THHW с общей нейтралью. Рассчитать ток нейтрали.

Решение 4 : Начните с расчета полного тока на каждой из трех фаз. ток L1 = 90,25 А, ток L2 = 7,5 А и ток L3 = 10 А. Если подставить каждый фазный ток в приведенную ниже формулу тока нейтрали, ток нейтрали составит 2,22 А. Этот небольшой дисбаланс вполне приемлем и находится в пределах допустимой нагрузки провода 12AWG при 75 градусах Цельсия. Однако, опять же, здесь существуют те же две опасности. Если нейтральный проводник в цепях с противоположными фазами приподнимается под напряжением, линейное напряжение 208 В переменного тока между противоположными фазами будет делиться между двумя светильниками в зависимости от их внутреннего сопротивления. Это может привести к повреждению балластов и потенциальному возгоранию. Кроме того, если одна из цепей будет перемещена на общую шину при совместном использовании нейтрали, токи нейтрали будут добавляться, а не компенсироваться… потенциально превышая допустимую нагрузку нейтрального проводника.

По указанным выше причинам я лично избегаю использования общей нейтрали, когда это возможно, потому что они безопасны только в том случае, если нейтраль никогда не поднимается под напряжением И если все общие однофазные цепи, использующие нейтраль, остаются на противоположных фазах. Я думаю, что они опасны, и риск возгорания, травм и материального ущерба не стоит экономии на меди из-за отсутствия отдельных нейтралей. Многие подрядчики по электроснабжению используют общие нейтрали, чтобы срезать углы и сэкономить деньги на проводке. Я НЕ одобряю эту практику. Однако только по этой причине общие нейтрали неизбежны. Мы всегда будем сталкиваться с ними. При каждом применении следует тщательно взвешивать, чтобы определить, могут ли общие нейтрали представлять потенциальную опасность для людей или чувствительного оборудования. Если вы должны использовать общую нейтраль, ток нейтрали следует ВСЕГДА рассчитывать, чтобы предотвратить возгорание. Кроме того, всегда следует принимать необходимые меры предосторожности (например, использовать косички в общих соединениях), чтобы предотвратить потенциальную опасность при отключении нейтрали под напряжением.