Фаза и ноль в электричестве¶

Фаза и ноль — два основных проводника в однофазной электрической сети переменного тока, обеспечивающие передачу электроэнергии от источника к потребителю. Фазный проводник (фаза) находится под рабочим напряжением относительно земли, а нулевой проводник (ноль) выполняет функцию обратного токопровода и, в нормальном режиме, имеет потенциал, близкий к нулевому. В бытовой электросети напряжение между фазой и нулём составляет 220 В (в России и большинстве стран СНГ), между двумя фазами — 380 В.

¶Однофазная и трёхфазная сети

В России электроснабжение жилых объектов осуществляется по трёхфазной системе. Генераторы электростанций вырабатывают трёхфазный ток: три обмотки, сдвинутые по фазе на 120°, создают три напряжения одинаковой частоты (50 Гц). Каждый из трёх проводников и есть «фаза» (обозначаются A, B, C или L1, L2, L3).

В квартиру или частный дом обычно подводят одну фазу и ноль — этого достаточно для работы бытовых приборов, рассчитанных на 220 В. Трёхфазное подключение (380 В) применяется для электроплит, котлов, станков и другого мощного оборудования.

¶Что такое ноль

Нулевой проводник формируется на стороне источника питания — на подстанции. Там трёхфазный трансформатор имеет среднюю точку обмотки вторичного напряжения, которая заземляется. От этой точки и отводится нулевой провод. Благодаря заземлению нейтрали в нормальном режиме потенциал нуля относительно земли близок к нулю вольт.

Различают:

• Рабочий ноль (N) — основной токопроводящий обратный путь для нагрузки.
• Защитный ноль (PE) — проводник, соединяющий корпуса приборов с землёй для защиты от поражения током при пробое изоляции.

В современных системах электромонтажа применяется раздельное выполнение N и PE (система TN-S) или их совмещение в одном проводнике на участке от подстанции до потребителя (система TN-C-S). Старая советская проводка часто использует совмещённый нулевой проводник (PEN), где защитная и рабочая функции объединены.

¶Что такое фаза

Фазный проводник — активный токопровод, по которому электроэнергия поступает к потребителю. Относительно земли его потенциал меняется по синусоиде с частотой 50 Гц, достигая амплитудного значения около 311 В (для действующего значения 220 В). Касание фазного проводника без средств защиты опасно для жизни.

Цветовая маркировка проводов по стандарту ГОСТ Р 50462:

¶Как отличить фазу от нуля

В распределительном щитке фазу и ноль определяют индикаторной отвёрткой, мультиметром или специальным тестером. Индикаторная отвёртка светится при касании фазного проводника (через тело человека проходит малый ток через ёмкость сети), нулевой провод индикации не даёт. Мультиметр в режиме переменного напряжения покажет ~220 В между фазой и нулём, ~0 В между нулём и землёй, ~220 В между фазой и землёй.

¶Зачем нужен нулевой провод

Без нуля электрическая цепь не замкнута и ток не течёт. Кроме того, ноль стабилизирует потенциал нейтрали: при несимметричной нагрузке (разной мощности потребителей на разных фазах) ток нейтрали компенсирует перекос, не позволяя напряжению в сети «уходить» вверх или вниз. Если нулевой провод оборван, напряжение в квартире может измениться вплоть до появления «наводок» от соседних потребителей, что приводит к выходу бытовой техники из строя.

¶Опасность и меры защиты

Основные риски при работе с электропроводкой:

• Поражение током при случайном касании фазы.
• Обрыв нуля, ведущий к повышению напряжения до 380 В на части потребителей.
• Неправильное подключение, при котором корпус прибора оказывается под фазным потенциалом.

Для защиты применяются автоматические выключатели, дифференциальные автоматы и УЗО (устройства защитного отключения), а также надёжное заземление корпусов электрооборудования.

¶Историческая справка

Система трёхфазного переменного тока была предложена русским инженером Михаилом Доливо-Добровольским в 1888–1889 годах и получила мировое распространение благодаря экономичности передачи. Стандартизация цветовой маркировки проводов в СССР закреплена в ГОСТ 7396 и развита в современном ГОСТ Р 50462.

¶Источники

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание
• ГОСТ Р 50462-2009. Идентификация проводников по цветам
• ГОСТ 12.1.004-91. Электробезопасность. Общие требования
• Электротехнический справочник, раздел «Электроснабжение»