¿Qué es la fase y el cero en la electricidad? Es una cuestión compleja. ¿Para qué sirven la fase, el neutro y la puesta a tierra? La contaminación del suelo

En términos generales, se puede observar que el gran y terrible poder de la electricidad ha sido descrito, calculado y registrado durante mucho tiempo en gruesas tablas. El marco regulatorio que define los caminos de las señales eléctricas sinusoidales con una frecuencia de 50 Hz puede horrorizar a cualquier neófito con su volumen. Y, a pesar de ello, cualquier visitante habitual de los foros técnicos sabe desde hace tiempo que no hay problema más escandaloso que la conexión a tierra.

La masa de opiniones contradictorias contribuye poco a establecer la verdad. Además, esta cuestión es realmente grave y requiere un examen más detenido.

Conceptos básicos

Si omitimos la introducción de la "Biblia del electricista" (), entonces, para comprender la tecnología de conexión a tierra, es necesario consultar (para empezar) el Capítulo 1.7, que se llama "Medidas de protección y conexión a tierra para la seguridad eléctrica".

En la cláusula 1.7.2. PUE dice:

Las instalaciones eléctricas en cuanto a medidas de seguridad eléctrica se dividen en:

• instalaciones eléctricas superiores a 1 kV (con corrientes de falla a tierra elevadas), ;
• instalaciones eléctricas superiores a 1 kV en redes con neutro aislado (con corrientes de defecto a tierra bajas);
• instalaciones eléctricas hasta 1 kV con neutro sólidamente puesto a tierra;
• Instalaciones eléctricas hasta 1 kV con neutro aislado.

La gran mayoría de los edificios residenciales y de oficinas en Rusia utilizan neutro sólidamente puesto a tierra. Cláusula 1.7.4. lee:

Un neutro sólidamente puesto a tierra es el neutro de un transformador o generador, conectado a un dispositivo de puesta a tierra directamente o mediante baja resistencia (por ejemplo, a través de transformadores de corriente).

El término no está del todo claro a primera vista: los dispositivos neutros y de puesta a tierra no aparecen en todas partes en la prensa científica de divulgación. Por lo tanto, a continuación se explicarán gradualmente todos los lugares poco claros.

Introduzcamos algunos términos, así al menos podremos hablar el mismo idioma. Quizás los puntos parezcan "sacados de contexto". Pero no es ficción, y ese uso separado debería estar completamente justificado, como el uso de artículos individuales del Código Penal. Sin embargo, el PUE original es bastante accesible tanto en librerías como en línea; siempre puedes consultar la fuente original.

• 1.7.6. La conexión a tierra de cualquier parte de una instalación eléctrica u otra instalación es la conexión eléctrica intencional de esta parte a un dispositivo de puesta a tierra.
• 1.7.7. La puesta a tierra de protección es la conexión a tierra de partes de una instalación eléctrica para garantizar.
• 1.7.8. La puesta a tierra de trabajo es la conexión a tierra de cualquier punto de las partes vivas de una instalación eléctrica, que sea necesaria para garantizar el funcionamiento de la instalación eléctrica.
• 1.7.9. La puesta a tierra en instalaciones eléctricas con tensiones de hasta 1 kV es la conexión intencional de partes de una instalación eléctrica que normalmente no están energizadas con un neutro sólidamente puesto a tierra de un generador o transformador en redes de corriente trifásica, con una salida sólidamente puesta a tierra de un solo Fuente de corriente monofásica, con punto medio de la fuente sólidamente puesto a tierra en redes DC.
• 1.7.12. Un electrodo de puesta a tierra es un conductor (electrodo) o un conjunto de conductores (electrodos) metálicos interconectados que están en contacto con la tierra.
• 1.7.16. Un conductor de tierra es un conductor que conecta las partes conectadas a tierra al electrodo de tierra.
• 1.7.17. Un conductor de protección (PE) en instalaciones eléctricas es un conductor que se utiliza para proteger a personas y animales de descargas eléctricas. En instalaciones eléctricas de hasta 1 kV, el conductor de protección conectado al neutro sólidamente puesto a tierra del generador o transformador se denomina conductor de protección neutro.
• 1.7.18. El conductor neutro de trabajo (N) en instalaciones eléctricas hasta 1 kV es el conductor utilizado para alimentar receptores eléctricos, conectado a un neutro sólidamente puesto a tierra de un generador o transformador en redes de corriente trifásica, a un terminal sólidamente puesto a tierra de un fuente de corriente de fase, a un punto de fuente sólidamente conectado a tierra en redes de CC de tres cables. Un conductor neutro de protección y neutro de trabajo (PEN) combinado en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV es un conductor que combina las funciones de un conductor neutro de protección y de trabajo neutro. En instalaciones eléctricas de hasta 1 kV con neutro sólidamente puesto a tierra, el conductor neutro de trabajo puede servir como conductor neutro de protección.

Arroz. 1. Diferencia entre puesta a tierra de protección y “cero” de protección

Entonces, una conclusión simple se desprende directamente de los términos del PUE. Las diferencias entre “tierra” y “cero” son muy pequeñas... A primera vista (cuántas copias hay rotas en este lugar). Como mínimo, hay que combinarlos (o incluso se puede hacer “en una botella”). La única pregunta es dónde y cómo se hace.

De paso, tomamos nota del párrafo 1.7.33.

La puesta a tierra o puesta a tierra de instalaciones eléctricas debe realizarse:

• a un voltaje de 380 V y superior corriente alterna y 440 V y superior corriente continua - en todas las instalaciones eléctricas (ver también 1.7.44 y 1.7.48);
• a tensiones nominales superiores a 42 V, pero inferiores a 380 V CA y superiores a 110 V, pero inferiores a 440 V CC, solo en áreas de alto riesgo, especialmente peligrosas y en instalaciones al aire libre.

En otras palabras, no es necesario conectar a tierra o neutralizar un dispositivo conectado a una tensión de 220 voltios CA. Y no hay nada particularmente sorprendente en esto: realmente no hay un tercer cable en los enchufes soviéticos comunes. Podemos decir que la Euroestándar, que se está imponiendo en la práctica (o la nueva edición del PUE, que se acerca a ella), es mejor, más fiable y más segura. Pero según el antiguo PUE, la gente vivió en nuestro país durante décadas... Y lo que es especialmente importante, se construyeron casas en ciudades enteras.

Sin embargo, cuando se trata de conexión a tierra, no se trata sólo de la tensión de alimentación. Un buen ejemplo de esto es VSN 59-88 (Comité Estatal de Arquitectura) “Equipos eléctricos de edificios residenciales y públicos Normas de diseño” Extracto del Capítulo 15. Puesta a tierra (puesta a tierra) y medidas de seguridad protectora:

15.4. Para la conexión a tierra (puesta a tierra) de cajas metálicas de acondicionadores de aire domésticos, electrodomésticos fijos y portátiles de clase I (que no tengan aislamiento doble o reforzado), electrodomésticos con alimentación.Calle. 1,3 kW, carcasas de estufas eléctricas, digestores y otros equipos térmicos trifásicos y monofásicos, así como partes metálicas no conductoras de equipos tecnológicos de locales con procesos húmedos, un conductor separado con una sección transversal igual a Se debe utilizar la fase uno, colocada desde el panel o blindaje al que está conectado este receptor eléctrico, y en las líneas que suministran equipos médicos, desde la ASU o el cuadro de distribución principal del edificio. Este conductor está conectado al conductor neutro de la red de suministro. Está prohibido el uso de un conductor neutro que funcione para este propósito.

Esto da como resultado una paradoja normativa. Uno de los resultados visibles a nivel doméstico fue el embalaje de las lavadoras automáticas Vyatka con una bobina de alambre de aluminio unipolar con el requisito de realizar una conexión a tierra (por manos de un especialista certificado).

Y un punto más interesante :. 1.7.39. En instalaciones eléctricas de hasta 1 kV con neutro sólidamente puesto a tierra o salida de una fuente de corriente monofásica sólidamente puesta a tierra, así como con punto medio sólidamente puesto a tierra en redes CC de tres hilos.se debe realizar la puesta a cero. No se permite el uso de puesta a tierra de carcasas de receptores eléctricos en dichas instalaciones eléctricas sin ponerlas a tierra.

En la práctica, esto significa que si desea "conectar a tierra", primero "conectar a tierra". Por cierto, esto está directamente relacionado con el famoso tema de la "carga de la batería", que, por una razón completamente incomprensible, se considera erróneamente mejor que la conexión a tierra (conexión a tierra).

Parámetros de puesta a tierra

El siguiente aspecto a considerar son los parámetros numéricos de puesta a tierra. Como físicamente no es más que un conductor (o muchos conductores), su principal característica será la resistencia.

1.7.62. Resistencia del dispositivo de puesta a tierra, kka los que se conectan los neutros de generadores o transformadores o los terminales de una fuente de corriente monofásica, en cualquier época del año no debe haber más de 2, 4 y 8 ohmios, respectivamente, para tensiones de línea de 660, 380 y 220 V de una fuente de corriente trifásica o 380, 220 y 127 V de una fuente de corriente monofásica. Esta resistencia debe garantizarse teniendo en cuenta el uso de conductores de puesta a tierra naturales, así como conductores de puesta a tierra para la puesta a tierra repetida del hilo neutro de una línea aérea de hasta 1 kV con un número de líneas salientes de al menos dos. En este caso, la resistencia del conductor de puesta a tierra ubicado muy cerca del neutro del generador o transformador o de la salida de una fuente de corriente monofásica no debe ser superior a: 15, 30 y 60 ohmios, respectivamente, en voltajes de línea. de 660, 380 y 220 V de una fuente de corriente trifásica o 380, 220 y 127 en una fuente de corriente monofásica.

Para voltajes más bajos, se acepta una resistencia más alta. Esto es bastante comprensible: el primer propósito de la conexión a tierra es garantizar la seguridad humana en el caso clásico de que una "fase" golpee el cuerpo de una instalación eléctrica. Cuanto menor sea la resistencia, menor será la parte del potencial que pueda quedar “en el cuerpo” en caso de accidente. Por lo tanto, primero se debe reducir el riesgo de tensiones más altas.

Además hay que tener en cuenta que la puesta a tierra también sirve para el funcionamiento normal de los fusibles. Para hacer esto, es necesario que la línea en caso de avería."en el cuerpo" cambió significativamente las propiedades (principalmente la resistencia), de lo contrario la operación no se llevaría a cabo. Cuanto mayor sea la potencia de la instalación eléctrica (y la tensión consumida), menor será su resistencia de funcionamiento, por lo que la resistencia de puesta a tierra debe ser menor (de lo contrario, en caso de accidente, los fusibles no funcionarán debido a un ligero cambio en la resistencia total del circuito).

El siguiente parámetro estandarizado es la sección transversal de los conductores.

1.7.76. Los conductores de puesta a tierra y de protección neutros en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV deben tener dimensiones no inferiores a las indicadas en la tabla. 1.7.1 (ver también 1.7.96 y 1.7.104).

No es aconsejable presentar el cuadro completo; bastará con un extracto:

Para cobre sin aislamiento, la sección transversal mínima es de 4 metros cuadrados. mm, para aluminio - 6 metros cuadrados. mm. Para los aislados, respectivamente, 1,5 m2. mm y 2,5 metros cuadrados. mm. Si los conductores de puesta a tierra van en el mismo cable que el cableado de alimentación, su sección transversalLa reducción puede ser de 1 m2. mm para cobre y 2,5 m2. mm para aluminio.

Puesta a tierra en un edificio residencial.

En una situación “doméstica” normal, los usuarios de la red eléctrica (es decir, los residentes) tratan únicamente con la red del Grupo ( 7.1.12 PUE. Red de grupo: una red que va desde paneles y puntos de distribución hasta lámparas, enchufes y otros receptores eléctricos.). Aunque en edificios antiguos, donde los paneles se instalan directamente en los apartamentos, tienen que ocuparse de parte de la red de distribución ( 7.1.11 PUE. Red de distribución: red desde VU, ASU, cuadro de distribución principal hasta puntos de distribución y cuadros de distribución.). Es aconsejable comprender esto bien, porque a menudo "cero" y "tierra" difieren sólo en el lugar de conexión con las comunicaciones principales.

A partir de esto, se formula la primera regla fundacional en el PUE:

7.1.36. En todos los edificios, las líneas de red grupal se extienden desde paneles grupales, de piso y de departamentos hasta accesorios de iluminación general.las conexiones, enchufes y receptores eléctricos estacionarios deben realizarse con tres cables (fase - L, neutro de trabajo - N y neutro de protección - conductores PE). No se permite combinar conductores de trabajo cero y de protección cero de líneas de diferentes grupos. No se permite conectar los conductores neutro de trabajo y de protección neutro en paneles bajo un terminal de contacto común.

Aquellos. desde un piso, apartamento o panel de grupo, debe colocar 3 (tres) cables, uno de los cuales es un cero protector (sin conexión a tierra). Lo que, sin embargo, no impide en absoluto que se utilice para conectar a tierra una computadora, blindaje de cable o la "cola" de protección contra rayos. Parece que todo es sencillo y no está del todo claro por qué ahondar en tantas complejidades.

Puedes mirar el enchufe de tu casa... Y con una probabilidad de alrededor del 80% no verá el tercer contacto allí. ¿Cuál es la diferencia entre conductores de trabajo cero y de protección cero? En el blindaje están conectados en un bus (aunque no en el mismo punto). ¿Qué sucede si utiliza el cero de trabajo como cero protector en esta situación?

Suponiendo que un electricista descuidadofase y cero fusión en el escudo, es difícil. Aunque esto asusta constantemente a los usuarios, es imposible cometer un error en cualquier estado (aunque hay casos únicos). Sin embargo, el "cero de trabajo" pasa por numerosas ranuras, probablemente pasando por varias cajas de distribución (generalmente pequeñas, redondas, montadas en la pared cerca del techo).

Allí es mucho más fácil confundir fase con cero (lo he hecho más de una vez). Como resultado, aparecerán 220 voltios en el cuerpo del dispositivo incorrectamente "conectado a tierra". O incluso más simple: en algún lugar del circuito se quemará un contacto y casi los mismos 220 pasarán a la carcasa a través de la carga del consumidor eléctrico (si se trata de una estufa eléctrica de 2-3 kW, entonces no parecerá demasiado pequeño). ).

Para la función de protección humana, francamente, esta es una mala situación. Pero para la conexión a tierra, la protección contra rayos del tipo APC no es fatal, ya que allí se instala un aislamiento de alto voltaje. Sin embargo, definitivamente sería un error recomendar este método desde el punto de vista de la seguridad. Aunque hay que admitir que esta norma se viola con mucha frecuencia (y, por regla general, sin consecuencias adversas).

Cabe señalar que las capacidades de protección contra rayos de los ceros de trabajo y de protección son aproximadamente iguales. Resistencia (al bus de conexión) desdevaría ligeramente, y este es quizás el principal factor que influye en el flujo de interferencia atmosférica.

Del texto adicional del PUE se puede ver que literalmente todo lo que hay en la casa debe estar conectado al conductor de protección neutro:

7.1.68. En todas las habitaciones es necesario conectar las partes conductoras abiertas de lámparas de iluminación general y receptores eléctricos estacionarios (estufas eléctricas, calderas, aires acondicionados domésticos, toallas eléctricas, etc.) al conductor de protección neutro.

En general, es más fácil imaginar esto con la siguiente ilustración:

Arroz. 2. Diagrama de puesta a tierra

La imagen es bastante inusual (para la percepción cotidiana).y yo). Literalmente, todo lo que hay en la casa debe estar conectado a tierra a un bus especial. Por lo tanto, puede surgir la pregunta: después de todo, hemos vivido sin esto durante décadas y todos están vivos y bien (y gracias a Dios). ¿Por qué cambiar todo tan en serio? La respuesta es sencilla: cada vez hay más consumidores de electricidad y cada vez son más poderosos. En consecuencia, aumentan los riesgos de daños.

Pero la relación entre seguridad y coste es estadística y nadie ha cancelado los ahorros. Por lo tanto, no vale la pena colocar ciegamente una tira de cobre de una sección transversal decente alrededor del perímetro del apartamento (en lugar de un zócalo), colocando todo sobre ella, hasta las patas metálicas de la silla. Cómo no llevar abrigo de piel en verano y llevar siempre casco de moto. Ésta ya es una cuestión de adecuación.

También en el ámbito de un enfoque poco científico se encuentra la excavación independiente de trincheras bajo el contorno protector (en una casa de la ciudad, esto obviamente no traerá más que problemas). Pero para aquellos que todavía quieren experimentar todos los placeres de la vida, en el primer capítulo del PUE hay normas para la fabricación de esta estructura fundamental (en el sentido literal de la palabra).

Resumiendo lo anterior, podemos sacar las siguientes conclusiones prácticas:

• Si la red del grupo está formada por tres cables, se puede utilizar un cero protector para la conexión a tierra/puesta a cero. De hecho, para eso se inventó.
• Si la red del grupo está formada por dos hilos, es recomendable instalar un hilo neutro de protección desde el panel más cercano. La sección transversal del cable debe ser mayor que la de fase (más precisamente, puedes comprobarlo en el PUE).

La energía eléctrica que utilizamos se genera mediante generadores de corriente alterna en centrales eléctricas. Giran mediante la energía del combustible quemado (carbón, gas) en las centrales térmicas, la caída de agua en las centrales hidroeléctricas o la desintegración nuclear en las centrales nucleares. La electricidad nos llega a través de cientos de kilómetros de líneas eléctricas, sufriendo transformaciones en el camino de un valor de voltaje a otro. Desde la subestación transformadora se llega a los paneles de distribución de las entradas y luego al apartamento. O se distribuye a lo largo de la línea entre casas particulares de una ciudad o pueblo.

Averigüemos de dónde provienen los conceptos de "fase", "cero" y "tierra". Elemento de salida de subestación - un transformador reductor, desde sus devanados de bajo voltaje se suministra energía al consumidor. Los devanados están conectados en estrella dentro del transformador, cuyo punto común ( neutral) está puesto a tierra en la subestación transformadora. Pasa por un conductor separado hasta el consumidor. A él también van los conductores de los tres terminales de los otros extremos de los devanados. Estos tres conductores se llaman " etapas"(L1, L2, L3), y el conductor común es cero(BOLÍGRAFO).

Dado que el conductor neutro está puesto a tierra, dicho sistema se denomina " Sistema con neutro sólidamente puesto a tierra." El conductor PEN se llama conductor neutro combinado. Antes de la publicación de la séptima edición del PUE, el cero en este formulario llegaba al consumidor, lo que creaba inconvenientes a la hora de conectar a tierra las carcasas de los equipos eléctricos. Para ello, se conectaron a cero, y esto se llamó puesta a cero. Pero la corriente de funcionamiento también pasaba por cero y su potencial no siempre era igual a cero, lo que creaba riesgo de descarga eléctrica.

Ahora salen dos conductores neutros de las subestaciones transformadoras recientemente introducidas: trabajador cero(norte) y cero proteccion(RE). Sus funciones están separadas: la parte de trabajo transporta la corriente de carga y la parte de protección conecta las partes conductoras a conectar a tierra con el circuito de puesta a tierra de la subestación. En las líneas de transmisión de energía que parten de él, el conductor de protección neutro está conectado adicionalmente al circuito de puesta a tierra de los soportes que contienen elementos de protección contra sobretensiones. Al entrar a la casa, se conecta al circuito de tierra.

Tensiones y corrientes de carga en un sistema con un neutro sólidamente puesto a tierra.

El voltaje entre las fases de un sistema trifásico se llama lineal, y entre la fase y el cero de trabajo – fase. Los voltajes de fase nominales son 220 V y los voltajes lineales son 380 V. Los alambres o cables que contienen las tres fases, el cero de trabajo y de protección, pasan a través de los paneles del piso de un edificio de apartamentos. En las zonas rurales, se dispersan por todo el pueblo mediante un cable aislado autoportante (SIP). Si la línea contiene cuatro cables de aluminio sobre aisladores, entonces se utilizan tres fases y PEN. La división en N y PE se realiza en este caso para cada casa individualmente en el panel de entrada.

Cada consumidor recibe una fase, un cero de trabajo y uno de protección, en el apartamento. Los consumidores domésticos se distribuyen uniformemente en las fases para que la carga sea la misma. Pero en la práctica esto no funciona: es imposible predecir cuánta energía consumirá cada suscriptor. Dado que las corrientes de carga en diferentes fases del transformador no son las mismas, se produce un fenómeno llamado " compensación neutral" Entre el conductor "tierra" y el neutro, el consumidor experimenta una diferencia de potencial. Aumenta si la sección transversal del conductor es insuficiente o se deteriora su contacto con el terminal neutro del transformador. Cuando se interrumpe la conexión con el neutro se produce un accidente: en las fases más cargadas, la tensión tiende a cero. En las fases sin carga, el voltaje se acerca a los 380 V y todos los equipos fallan.

En caso de que el conductor PEN se encuentre en tal situación, todas las carcasas neutralizadas de cuadros de distribución y aparatos eléctricos se energizarán. Tocarlos pone en peligro la vida. Separar las funciones del conductor de protección y de trabajo le permite evitar descargas eléctricas en tal situación.

Cómo reconocer conductores de fase y de protección

Los conductores de fase llevan un potencial relativo a tierra igual a 220 V (tensión de fase). Tocarlos pone en peligro la vida. Pero ésta es la base del método para reconocerlos. Para ello se utiliza un dispositivo llamado indicador de voltaje unipolar o indicador. En su interior hay una bombilla conectada en serie y una resistencia. Cuando tocas la "fase" con el indicador, la corriente fluye a través de ella y el cuerpo de la persona cae al suelo. La luz esta encendida. La resistencia de la resistencia y el umbral de encendido de la bombilla se seleccionan de modo que la corriente esté más allá de la sensibilidad del cuerpo humano y no la sienta.

Los conductores de fase se pueden reconocer por su color; se utilizan negro, gris, marrón, blanco o rojo. Lo más difícil ocurre con los cuadros eléctricos viejos: tienen conductores del mismo color. Pero la "fase" siempre se puede determinar utilizando un indicador sin errores.

El conductor neutro de trabajo es azul, el conductor de protección está marcado con franjas de color amarillo verdoso. No hay tensión sobre ellos, pero es mejor no tocarlos innecesariamente. Los electricistas tienen esta ley: si no hay voltaje ahora, puede aparecer en cualquier momento.

La corriente eléctrica se transmite a través de redes trifásicas, mientras que la mayoría de las casas cuentan con redes monofásicas. La división del circuito trifásico se realiza mediante dispositivos de distribución de entrada (IDU). En lenguaje sencillo, este proceso se puede describir de la siguiente manera. Al cuadro eléctrico de la casa se conecta un circuito trifásico, compuesto por un cable trifásico, un neutro y uno de tierra. Usando la ASU, el circuito se divide: se agregan un cable neutro y uno de tierra a cada cable de fase, lo que da como resultado una red monofásica, a la que se conectan los consumidores individuales.

¿Qué son la fase y el cero?

Intentemos resolverlo ¿Qué es cero en electricidad? y en qué se diferencia de la fase y el suelo. Los conductores de fase se utilizan para suministrar electricidad. En una red trifásica hay tres cables de suministro de corriente y un cero (neutro). La corriente transmitida tiene un desfase de 120 grados, por lo que un cero en el circuito es suficiente. El conductor de fase tiene un voltaje de 220 V, el par fase-fase tiene 380 V. El cero no tiene voltaje.

¿Por qué es necesaria la reducción a cero?

La humanidad utiliza activamente electricidad, fase y cero- los conceptos más importantes que deben conocerse y distinguirse. Como ya hemos descubierto, la electricidad se suministra al consumidor en fase, cero elimina la corriente en la dirección opuesta. Es necesario distinguir entre conductores neutros de trabajo (N) y conductores neutros de protección (PE). El primero es necesario para igualar el voltaje de fase, el segundo se usa para conexión a tierra de protección.

Dependiendo del tipo de línea eléctrica, se puede utilizar un cero aislado, sólidamente puesto a tierra o efectivamente puesto a tierra. La mayoría de las líneas eléctricas que abastecen al sector residencial tienen un neutro sólidamente puesto a tierra. Con una carga simétrica en los conductores de fase, el cero de trabajo no tiene voltaje. Si la carga es desigual, la corriente de desequilibrio fluye a cero y el circuito de alimentación es capaz de autorregular sus fases.

Las redes eléctricas con neutro aislado no tienen conductor neutro de trabajo. Utilizan un cable neutro a tierra. En los sistemas eléctricos TN, los conductores neutros de trabajo y de protección se combinan en todo el circuito y están marcados con PEN. Combinar el cero de trabajo y de protección solo es posible hasta el cuadro. Desde allí hasta el consumidor final ya hay dos ceros: PE y N. La combinación de conductores neutros está prohibida por motivos de seguridad, ya que en caso de cortocircuito la fase se acercará al neutro y todos los aparatos eléctricos estarán bajo tensión de fase.

Cómo distinguir fase, cero, tierra.

La forma más sencilla de determinar el propósito de los conductores es mediante marcas de color. De acuerdo con las normas, el conductor de fase puede ser de cualquier color, el neutro puede ser azul y la tierra puede ser de color amarillo verdoso. Desafortunadamente, al instalar sistemas eléctricos, no siempre se respeta la codificación de colores. No debemos olvidar la posibilidad de que un electricista sin escrúpulos o sin experiencia pueda confundir fácilmente fase y cero o conectar dos fases. Por estos motivos, siempre es mejor utilizar métodos más precisos que la codificación por colores.

Puede determinar los conductores de fase y neutro con un destornillador indicador. Cuando el destornillador entra en contacto con la fase, el indicador se iluminará a medida que la corriente eléctrica pasa a través del conductor. Zero no tiene voltaje, por lo que el indicador no puede encenderse.

Puede distinguir el cero del suelo mediante un tono de marcado. Primero se determina y marca la fase, luego con una sonda de continuidad se debe tocar uno de los conductores y el terminal de tierra en el cuadro eléctrico. Zero no sonará. Cuando toques el suelo, se escuchará una señal sonora característica.

Se sabe que la energía eléctrica se genera en las centrales eléctricas mediante generadores de corriente alterna. Luego, a través de líneas eléctricas desde las subestaciones transformadoras, se suministra electricidad a los consumidores. Consideremos con más detalle cómo se suministra energía a las entradas de edificios de varios pisos y casas privadas. Esto dejará claro incluso a los principiantes en electricidad qué son la fase, el cero y la conexión a tierra y por qué son necesarios.

Explicación sencilla

Entonces, para empezar, en palabras sencillas te diremos qué es un cable de fase y neutro, además de la conexión a tierra. Una fase es un conductor a través del cual llega corriente al consumidor. En consecuencia, el cero sirve para garantizar que la corriente eléctrica se mueva en la dirección opuesta al circuito cero. Además, el propósito del cero en el cableado eléctrico es igualar el voltaje de fase. El cable de conexión a tierra, también llamado tierra, no tiene corriente y está diseñado para proteger a una persona de una descarga eléctrica. Puedes conocer más al respecto en la sección correspondiente del sitio.

Esperamos que nuestra sencilla explicación le haya ayudado a comprender qué son el cero, la fase y la tierra en ingeniería eléctrica. ¡También recomendamos estudiar para comprender de qué color son los conductores de fase, neutro y tierra!

Profundicemos en el tema

Los consumidores se alimentan de los devanados de bajo voltaje de un transformador reductor, que es el componente más importante del funcionamiento de una subestación transformadora. La conexión entre la subestación y los suscriptores es la siguiente: a los consumidores se suministra un conductor común, que se extiende desde el punto de conexión de los devanados del transformador, llamado neutro, junto con tres conductores, que son los terminales de los extremos restantes del devanados. En términos simples, cada uno de estos tres conductores es una fase y el común es cero.

Entre las fases de un sistema de energía trifásico se produce una tensión denominada tensión de línea. Su valor nominal es 380 V. Definamos el voltaje de fase: este es el voltaje entre cero y una de las fases. La tensión nominal de fase es de 220 V.

Un sistema de energía eléctrica en el que el neutro está conectado a tierra se denomina "sistema neutro sólidamente puesto a tierra". Para que quede absolutamente claro incluso para un principiante en ingeniería eléctrica: "tierra" en la industria de la energía eléctrica significa conexión a tierra.

El significado físico de un neutro sólidamente conectado a tierra es el siguiente: los devanados del transformador están conectados en forma de "estrella" y el neutro está conectado a tierra. El neutro actúa como conductor neutro combinado (PEN). Este tipo de conexión al suelo es típico de los edificios residenciales que datan de la construcción soviética. Aquí, en las entradas, el cuadro eléctrico de cada piso simplemente se anula y no se proporciona una conexión a tierra separada. Es importante saber que conectar el conductor de protección y neutro al cuerpo del panel al mismo tiempo es muy peligroso, porque existe la posibilidad de que la corriente de operación pase por cero y su potencial se desvíe de cero, lo que significa la posibilidad de descarga eléctrica.

En el caso de casas de construcción posterior, desde el centro de transformación se suministran las mismas tres fases, así como el conductor neutro y de protección separados. La corriente eléctrica pasa a través del conductor de trabajo, y el propósito del cable de protección es conectar las partes portadoras de corriente con el circuito de tierra existente en la subestación. En este caso, en los cuadros eléctricos de cada planta existe un bus independiente para la conexión independiente de fase, neutro y puesta a tierra. El bus de puesta a tierra tiene una conexión metálica con el cuerpo del blindaje.

Se sabe que la carga entre los suscriptores debe distribuirse uniformemente en todas las fases. Sin embargo, no es posible predecir de antemano qué energía consumirá un suscriptor en particular. Debido a que la corriente de carga es diferente en cada fase individual, aparece un desplazamiento del neutro. Como resultado, surge una diferencia de potencial entre cero y tierra. En el caso de que la sección transversal del conductor neutro sea insuficiente, la diferencia de potencial aumenta aún más. Si la conexión con el conductor neutro se pierde por completo, existe una alta probabilidad de que se produzcan situaciones de emergencia en las que en las fases cargadas hasta el límite la tensión se acerca a cero y en las fases descargadas, por el contrario, tiende a un valor de 380 V. Esta circunstancia conduce a la avería total del equipo eléctrico. Al mismo tiempo, la carcasa de los equipos eléctricos se energiza, lo que resulta peligroso para la salud y la vida de las personas. El uso de cables neutros y de protección separados en este caso ayudará a evitar este tipo de accidentes y garantizará el nivel requerido de seguridad y confiabilidad.

La capa de suelo de la Tierra nos parece ordinaria y eternamente existente en la naturaleza. Sin embargo, no lo es. ¡La naturaleza creó el suelo hace más de 4.500 millones de años! La base para la formación del suelo fueron los productos de la erosión de las rocas. La meteorización es un proceso complejo, resultado de la acción combinada de muchos factores físicos, químicos y biológicos. Vídeo 37.

Convencionalmente, esto se refleja en la fórmula:Rocas + Sol + aire + agua + organismos vivos = suelo.

El proceso de formación del suelo nunca se detiene; por supuesto, continúa hoy, pero muy lentamente. El suelo está en constante proceso de desarrollo: formación o destrucción. La duración del proceso de formación de la cubierta del suelo de la Tierra está determinada por muchos factores. Se necesitan muchos milenios para que se forme el suelo. Al mismo tiempo, una gestión medioambiental irracional, perjudicial para el suelo, puede destruirlo en pocos años.

¿Cree que el suelo debería clasificarse como recurso natural renovable o no renovable? ¿Es posible dar una respuesta definitiva a esta pregunta?

La cobertura del suelo de la Tierra proporciona vida a plantas, animales y humanos. El suelo es el componente más importante de todos los sistemas ecológicos terrestres de la Tierra y es en sí mismo un ecosistema único (ver temas 2 y 3 para más detalles). Comunica los organismos vivos con la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera. El suelo es un objeto de estudio para una ciencia separada: la ciencia del suelo. El fundador de la ciencia del suelo, un destacado científico ruso. Vasili Vasilievich Dokuchaev. En San Petersburgo se encuentra el Museo Central de Ciencias del Suelo que lleva su nombre. V.V. Dokuchaev, que es uno de los museos ecológicos del suelo más grandes del mundo. En el museo puedes obtener respuestas a las preguntas: ¿Qué es el suelo? ¿Cómo se forma? ¿Qué crece en este suelo? ¿Quién vive en este suelo? El museo es custodio de la colección más rica de suelos de diversas áreas naturales del mundo.

Actualmente, los científicos identifican alrededor de cien tipos de suelos. ¿Por qué existen diferentes tipos de suelo?

La diversidad de suelos está, por supuesto, asociada con la diversidad de condiciones en las que se formaron. Son especialmente importantes el clima y las propiedades de las rocas a partir de las cuales se forma el suelo.

Mire la imagen y compare los suelos de chernozem, césped-podzólico y tundra podzólico.

¿Sabes qué tipos de suelo son típicos de tu zona? El suelo tiene varias capas conectadas entre sí. Vídeo 38. Entre ellos, se hace una distinción entre el lecho rocoso, que sufre erosión cuando llega a la superficie, y la roca madre, a partir de la cual se forma la capa superior del suelo. La capa subyacente se llama subsuelo.

Una propiedad única del suelo es la fertilidad. Esto es lo que asegura la existencia de vida en la Tierra. La fertilidad del suelo está determinada por el contenido de sustancias húmicas (humus) que contiene. El humus es una acumulación de sustancias orgánicas que se formaron durante la descomposición de plantas y otros restos vivos. Da al suelo un color negro y asegura el crecimiento y desarrollo de las plantas (es decir, la vida en la Tierra). Cuanto más humus hay en el suelo, más fértil es. La mayor parte del humus se encuentra en suelos chernozem. Vídeo 39.

¿De qué está hecho el suelo?

Aproximadamente el 50% del espacio del suelo está ocupado por aire, llenando los espacios entre las partículas sólidas. Aproximadamente el 45% de la masa del suelo proviene de sustancias minerales y aproximadamente el 5% de sustancias orgánicas. Sin embargo, esta información sobre la composición del suelo no da una idea real del mismo.

Estamos acostumbrados a pensar que el suelo está escasamente poblado, que la mayor parte de los organismos vivos se encuentran en su superficie. ¡Pero esto no es cierto en absoluto! Es un hábitat para muchos animales. Todo el mundo sabe que en el suelo viven lombrices de tierra, larvas de insectos y los propios insectos. El suelo sirve como lugar de anidación y alojamiento para muchas aves y otros animales. Los cálculos de los científicos muestran que ¿cuánta masa de seres vivos hay en el suelo? masas de habitantes vivos del bosque y más? masas de vegetación esteparia viva.

Se ha establecido que cuanto menor es el tamaño de los organismos, mayor es su número en el suelo. Así, en 1 m 3 de suelo hay varias decenas de millones de gusanos e insectos. Y 1 gramo de suelo contiene más de un millón de microorganismos protozoarios. En general, los científicos estiman que la cantidad de microorganismos del suelo en la Tierra es de aproximadamente mil millones de toneladas.Sin embargo, la importancia de los organismos vivos en los procesos del suelo no está determinada por su masa, sino por el enorme trabajo que realizan. Vídeo 40.

No notamos el trabajo de las bacterias del suelo, que procesan continuamente partes moribundas de plantas y otros organismos. Pero si se detuviera, la superficie de la Tierra quedaría sembrada de estos restos. ¡Es difícil imaginar lo que le pasaría a nuestro hermoso Planeta en tan sólo cien años! Y las lombrices de tierra, como saben, tragan tierra cuando se alimentan. Si en una hectárea de suelo viven alrededor de 140 mil lombrices de tierra, ¡entonces su masa es de 500 kg! ¡Esto significa que en un año pasan alrededor de diez toneladas de masa de suelo a través de sus cuerpos!

¿Cuál es la función biosférica del suelo?

Es importante entender que para caracterizar un suelo no basta con conocer su composición. El conocimiento científico sobre el suelo está asociado a la comprensión de que es un cuerpo natural complejo que tiene una determinada estructura. Recordemos: el suelo no es una mezcla mecánica de diversas sustancias. El suelo es un sistema complejo de interacción entre minerales, sustancias orgánicas y organismos vivos.

Gracias a su interacción, el suelo realiza sus funciones de biosfera. Pero, repetimos, esto lo proporciona no solo la composición, sino también la estructura del suelo.

El suelo está formado por partículas muy finas. Los organismos microscópicos viven en la película de agua que envuelve las partículas del suelo. Los más grandes se asientan entre las partículas del suelo, como en las cuevas. Ambos forman una única formación con el suelo. Los que viven en la superficie de las partículas necesitan aire, y los que están dentro de las partículas pueden vivir sin aire.

La nutrición, la respiración y todos los demás procesos vitales de los organismos vivos provocan muchos cambios en la composición del suelo. Al mismo tiempo, involucran en estos procesos sustancias contenidas en el aire y disueltas en el agua, y ellos mismos liberan nuevas sustancias formadas en el curso de su actividad vital.

Así, el suelo cumple su función biosférica como eslabón final que asegura la creación de toda la biomasa del Planeta.

La destrucción del suelo puede ocurrir tanto como resultado de procesos naturales como bajo la influencia de acciones humanas irracionales.

Destrucción de la cubierta del suelo en un sitio de tala forestal

Los procesos naturales como el avance de los glaciares, las erupciones volcánicas, la formación de montañas, los terremotos, los huracanes, los tornados o las inundaciones no pueden dejar de influir en el estado de la corteza terrestre y en los procesos de formación del suelo. Pero la erosión natural del suelo (destrucción y eliminación de las capas superiores más fértiles como resultado de la acción del agua y el viento) es un proceso lento y continuo, al mismo tiempo que se forma una nueva capa de suelo. A diferencia de la erosión natural, la antropogénica del suelo es causada por la intervención humana en el entorno natural con fines económicos. El uso irracional de campos y pastos, la deforestación, el drenaje de cuerpos de agua y similares: todo esto puede destruir la fertilidad del suelo en muy poco tiempo.

Por ejemplo, los primeros pobladores de América explotaron la tierra con tanta despiadada que en 100 años destruyeron el 20% de la tierra cultivable. El suelo también se destruye debido al anegamiento y la desertificación.

La amarga evidencia de la explotación imprudente de la naturaleza por parte del hombre son los desiertos del norte de África, las dunas del Báltico y los espacios erosionados de Australia, Pakistán, India y Canadá. Sólo en la parte europea de nuestro país existen hasta 2 millones de barrancos, que se formaron principalmente como resultado del arado de la tierra. Cada año, la tierra pierde una capa de suelo fértil, que la naturaleza tardó miles de años en crear. Los científicos del suelo consideran que la erosión es una verdadera tragedia.

Los científicos creen que para mantener la sostenibilidad ecológica del territorio, cada zona natural debe mantener una determinada proporción de tierras cultivables, pastos y bosques. Así, por ejemplo, en la estepa forestal, según la investigación de V.V. Dokuchaev, los bosques deberían ser del 10 al 18%. Ahora, debido al arado excesivo, quedan muchos menos.

Según datos modernos, a lo largo de la historia la humanidad ya ha perdido alrededor de 2 mil millones de hectáreas de tierras que alguna vez fueron fértiles, convirtiéndolas en desiertos antropogénicos. Esto es más que la superficie de toda la tierra cultivable moderna del mundo, que asciende a 1.500 millones de hectáreas. A finales del siglo XX, se hizo evidente que la degradación del suelo había adquirido proporciones alarmantes y era una de las principales amenazas para la agricultura. crisis ambiental mundial. Esto es especialmente alarmante teniendo en cuenta que, según estimaciones recientes, hay más de mil millones de personas hambrientas en el mundo, es decir, una de cada seis personas en el planeta. Esto significa que ahora más personas sufren hambre y desnutrición que en cualquier otro momento de la historia de la humanidad, mientras que la fertilidad del suelo y la superficie apta para la agricultura están disminuyendo.

¿Pensamos alguna vez en lo que significa el suelo en nuestras vidas? Quizás muy raramente. Nos parece que si el suelo no es una flor, ni un insecto, ni un animal, ¿qué le puede pasar? Siempre estará bajo tus pies. Al mismo tiempo, el ecologista mundialmente famoso Jean Pierre Dorsta dijo: “El suelo es nuestro capital más preciado. La vida y el bienestar de todo el complejo de biocenosis terrestres, naturales y artificiales, depende en última instancia de la fina capa que lo forma. cubierta superior de la Tierra”.

Al subestimar el papel de esta mayor riqueza natural, la humanidad pone en peligro su propia existencia.

Proteger el suelo de la destrucción y combatir la disminución de su fertilidad es un problema ambiental importante que requiere la atención urgente de la comunidad mundial.