Qu'est-ce que la phase et le zéro en électricité - à peu près complexe. A quoi servent la phase, le neutre et la mise à la terre ? Pollution des sols

D’une manière générale, on peut constater que la grande et terrible puissance de l’électricité a longtemps été décrite, calculée et inscrite dans d’épais tableaux. Le cadre réglementaire qui définit les parcours des signaux électriques sinusoïdaux d'une fréquence de 50 Hz peut plonger tout néophyte dans l'horreur par son volume. Et malgré cela, tous les habitués des forums techniques savent depuis longtemps qu'il n'y a pas de problème plus scandaleux que celui de la mise à la terre.

La masse d’opinions contradictoires ne contribue guère à établir la vérité. De plus, cette question est réellement sérieuse et nécessite un examen plus approfondi.

Concepts de base

Si nous omettons l'introduction de la « Bible de l'électricien » (), alors pour comprendre la technologie de mise à la terre, vous devez vous tourner (pour commencer) vers le chapitre 1.7, intitulé « Mise à la terre et mesures de protection pour la sécurité électrique ».

Dans la clause 1.7.2. PUE dit :

Les installations électriques en ce qui concerne les mesures de sécurité électrique sont divisées en :

• installations électriques supérieures à 1 kV (avec courants de défaut à la terre élevés), ;
• installations électriques supérieures à 1 kV dans des réseaux à neutre isolé (avec de faibles courants de défaut à la terre) ;
• installations électriques jusqu'à 1 kV avec un neutre solidement mis à la terre ;
• installations électriques jusqu'à 1 kV avec neutre isolé.

La grande majorité des immeubles d'habitation et de bureaux en Russie utilisent neutre solidement mis à la terre. Article 1.7.4. lit :

Un neutre solidement mis à la terre est le neutre d'un transformateur ou d'un générateur, connecté à un dispositif de mise à la terre directement ou via une faible résistance (par exemple, via des transformateurs de courant).

Le terme n'est pas tout à fait clair à première vue - les dispositifs neutres et de mise à la terre ne sont pas omniprésents dans la presse scientifique populaire. Par conséquent, ci-dessous, tous les endroits peu clairs seront progressivement expliqués.

Introduisons quelques termes - de cette façon, nous pouvons au moins parler la même langue. Peut-être que ces points sembleront « sortis de leur contexte ». Mais pas de fiction, et une telle utilisation séparée devrait être pleinement justifiée - comme l'utilisation d'articles individuels du Code pénal. Cependant, le PUE original est tout à fait accessible aussi bien en librairie qu'en ligne - vous pouvez toujours vous tourner vers la source originale.

• 1.7.6. La mise à la terre de toute partie d'une installation électrique ou autre installation est la connexion électrique intentionnelle de cette partie à un dispositif de mise à la terre.
• 1.7.7. La mise à la terre de protection est la mise à la terre de parties d'une installation électrique afin d'assurer.
• 1.7.8. La mise à la terre de travail est la mise à la terre de tout point des parties sous tension d'une installation électrique, nécessaire pour assurer le fonctionnement de l'installation électrique.
• 1.7.9. La mise à la terre dans les installations électriques avec des tensions allant jusqu'à 1 kV est la connexion délibérée de parties d'une installation électrique qui ne sont normalement pas alimentées avec le neutre solidement mis à la terre d'un générateur ou d'un transformateur dans des réseaux de courant triphasé, avec une sortie solidement mise à la terre d'un seul source de courant de phase, avec un point médian solidement mis à la terre d'une source dans les réseaux CC.
• 1.7.12. Une électrode de mise à la terre est un conducteur (électrode) ou un ensemble de conducteurs métalliques interconnectés (électrodes) qui sont en contact avec le sol.
• 1.7.16. Un conducteur de terre est un conducteur qui relie les pièces mises à la terre à l'électrode de terre.
• 1.7.17. Un conducteur de protection (PE) dans les installations électriques est un conducteur utilisé pour protéger les personnes et les animaux des chocs électriques. Dans les installations électriques jusqu'à 1 kV, le conducteur de protection connecté au neutre solidement mis à la terre du générateur ou du transformateur est appelé conducteur de protection neutre.
• 1.7.18. Le conducteur neutre de travail (N) dans les installations électriques jusqu'à 1 kV est le conducteur utilisé pour alimenter les récepteurs électriques, connectés au neutre solidement mis à la terre d'un générateur ou d'un transformateur dans les réseaux de courant triphasé, à une borne solidement mise à la terre d'un monophasé. source de courant de phase, à un point source solidement mis à la terre dans les réseaux CC à trois fils. Un conducteur neutre combiné de protection et de travail neutre (PEN) dans les installations électriques jusqu'à 1 kV est un conducteur qui combine les fonctions d'un conducteur neutre de protection et de travail neutre. Dans les installations électriques jusqu'à 1 kV avec un neutre solidement mis à la terre, le conducteur neutre de travail peut servir de conducteur neutre de protection.

Riz. 1. Différence entre la mise à la terre de protection et le « zéro » de protection

Ainsi, une conclusion simple découle directement des termes du PUE. Les différences entre « sol » et « zéro » sont très faibles... À première vue (combien d'exemplaires sont cassés à cet endroit). À tout le moins, ils doivent être combinés (ou même peuvent être réalisés « dans une seule bouteille »). La seule question est de savoir où et comment cela se fait.

Notons au passage le paragraphe 1.7.33.

La mise à la terre ou la mise à la terre des installations électriques doit être effectuée :

• à une tension de 380 V et plus en courant alternatif et de 440 V et plus en courant continu - dans toutes les installations électriques (voir aussi 1.7.44 et 1.7.48) ;
• à des tensions nominales supérieures à 42 V, mais inférieures à 380 V AC et supérieures à 110 V, mais inférieures à 440 V DC - uniquement dans les zones à haut risque, particulièrement dangereuses et dans les installations extérieures.

En d’autres termes, il n’est pas du tout nécessaire de mettre à la terre ou de neutraliser un appareil connecté à une tension de 220 volts AC. Et il n'y a rien de particulièrement surprenant à cela - il n'y a vraiment pas de troisième fil dans les prises soviétiques ordinaires. On peut dire que l'Eurostandard, qui s'impose dans la pratique (ou la nouvelle édition du PUE, qui s'en rapproche) est meilleur, plus fiable et plus sûr. Mais selon l'ancien PUE, les gens vivaient dans notre pays depuis des décennies... Et ce qui est particulièrement important, des maisons ont été construites dans des villes entières.

Cependant, lorsqu'il s'agit de mise à la terre, il ne s'agit pas uniquement de tension d'alimentation. Une bonne illustration en est le VSN 59-88 (Comité d'État pour l'architecture) « Équipement électrique des bâtiments résidentiels et publics » Extrait du chapitre 15. Mise à la terre (mise à la terre) et mesures de sécurité de protection :

15.4. Pour la mise à la terre (mise à la terre) des boîtiers métalliques des climatiseurs domestiques, des appareils électroménagers fixes et portables de classe I (sans isolation double ou renforcée), des appareils électroménagers alimentésSt. 1,3 kW, boîtiers de cuisinières électriques triphasées et monophasées, digesteurs et autres équipements de chauffage, ainsi que les parties métalliques non conductrices de courant des équipements technologiques des locaux à procédés humides, un conducteur séparé d'une section égale à la première phase doit être utilisée, posée à partir du panneau ou du blindage auquel ce récepteur électrique est connecté, et dans les lignes alimentant l'équipement médical - depuis l'ASU ou le tableau principal du bâtiment. Ce conducteur est relié au conducteur neutre du réseau d'alimentation. L'utilisation d'un conducteur neutre fonctionnel à cette fin est interdite.

Il en résulte un paradoxe normatif. L'un des résultats visibles au niveau des ménages a été l'emballage des machines à laver automatiques Vyatka avec une bobine de fil d'aluminium unipolaire avec l'obligation d'effectuer une mise à la terre (par les mains d'un spécialiste certifié).

Et encore un point intéressant :. 1.7.39. Dans les installations électriques jusqu'à 1 kV avec un neutre solidement mis à la terre ou une sortie solidement mise à la terre d'une source de courant monophasée, ainsi qu'avec un point médian solidement mis à la terre dans les réseaux CC à trois filsune remise à zéro doit être effectuée. L'utilisation de la mise à la terre des boîtiers de récepteurs électriques dans de telles installations électriques sans leur mise à la terre n'est pas autorisée.

En pratique, cela signifie que si vous voulez « mettre à la terre », d'abord « mettre à la terre ». À propos, cela est directement lié au fameux problème de la « charge de la batterie » - qui, pour une raison totalement incompréhensible, est considérée à tort comme meilleure que la mise à la terre (grounding).

Paramètres de mise à la terre

Le prochain aspect à considérer concerne les paramètres numériques de la mise à la terre. Puisque physiquement il ne s’agit que d’un conducteur (ou de plusieurs conducteurs), sa principale caractéristique sera la résistance.

1.7.62. Résistance du dispositif de mise à la terre, kkauquel sont connectés les neutres des générateurs ou des transformateurs ou les bornes d'une source de courant monophasée, à tout moment de l'année, il ne doit pas y avoir plus de 2, 4 et 8 Ohms, respectivement, à des tensions de ligne de 660, 380 et 220 V d'une source de courant triphasé ou 380, 220 et 127 V d'une source de courant monophasé. Cette résistance doit être assurée en tenant compte de l'utilisation de conducteurs de terre naturels, ainsi que de conducteurs de terre pour la mise à la terre répétée du fil neutre d'une ligne aérienne jusqu'à 1 kV avec un nombre de lignes de départ d'au moins deux. Dans ce cas, la résistance du conducteur de terre situé à proximité immédiate du neutre du générateur ou du transformateur ou de la sortie d'une source de courant monophasée ne doit pas dépasser : 15, 30 et 60 Ohms, respectivement, aux tensions de ligne. de 660, 380 et 220 V d'une source de courant triphasé ou 380, 220 et 127 In d'une source de courant monophasé.

Pour une tension inférieure, une résistance plus élevée est acceptable. Cela se comprend tout à fait : la mise à la terre a pour objectif premier d'assurer la sécurité des personnes dans le cas classique d'une « phase » heurtant le corps d'une installation électrique. Plus la résistance est faible, moins la partie du potentiel peut se trouver « sur le corps » en cas d'accident. Par conséquent, le risque lié aux tensions plus élevées doit d’abord être réduit.

De plus, il faut tenir compte du fait que la mise à la terre sert également au fonctionnement normal des fusibles. Pour ce faire, il faut que la ligne en cas de panne"sur le corps" modifiait considérablement les propriétés (principalement la résistance), sinon l'opération n'aurait pas lieu. Plus la puissance de l'installation électrique (et la tension consommée) est élevée, plus sa résistance de fonctionnement est faible et, par conséquent, la résistance de mise à la terre doit être inférieure (sinon, en cas d'accident, les fusibles ne fonctionneront pas en raison d'un léger changement de la résistance totale du circuit).

Le prochain paramètre normalisé est la section transversale des conducteurs.

1.7.76. Les conducteurs de mise à la terre et de protection neutre dans les installations électriques jusqu'à 1 kV doivent avoir des dimensions au moins égales à celles indiquées dans le tableau. 1.7.1 (voir aussi 1.7.96 et 1.7.104).

Il n’est pas conseillé de présenter le tableau dans son intégralité ; un extrait suffira :

Pour le cuivre non isolé, la section minimale est de 4 mètres carrés. mm, pour l'aluminium - 6 m² mm. Pour les isolés, respectivement, 1,5 m². mm et 2,5 m². mm. Si les conducteurs de terre vont dans le même câble que le câblage de puissance, leur sectionLa réduction peut être de 1 m². mm pour le cuivre et 2,5 m². mm pour l'aluminium.

Mise à la terre dans un immeuble résidentiel

Dans une situation « domestique » normale, les utilisateurs du réseau électrique (c'est-à-dire les résidents) traitent uniquement avec le réseau du Groupe ( 7.1.12 PUE. Réseau de groupe - un réseau allant des panneaux et points de distribution aux lampes, prises de courant et autres récepteurs électriques). Même si dans les bâtiments anciens, où les panneaux sont installés directement dans les appartements, ils doivent s'occuper d'une partie du réseau de distribution ( 7.1.11 PUE. Réseau de distribution - réseau depuis VU, ASU, tableau principal jusqu'aux points de distribution et tableaux). Il convient de bien comprendre cela, car souvent « zéro » et « masse » ne diffèrent que par le lieu de connexion avec les communications principales.

A partir de là, le PUE formule la première règle de base :

7.1.36. Dans tous les bâtiments, des lignes de réseau de groupe sont posées depuis les panneaux de groupe, d'étage et d'appartement jusqu'aux appareils d'éclairage généralles connexions, les prises de courant et les récepteurs électriques fixes doivent être réalisés avec trois fils (phase - L, neutre de travail - N et neutre de protection - conducteurs PE). La combinaison de conducteurs de travail nuls et de conducteurs de protection nuls de différentes lignes de groupe n'est pas autorisée. Les conducteurs neutres de travail et de protection neutre ne peuvent pas être connectés sur des panneaux sous une borne de contact commune.

Ceux. à partir d'un panneau d'étage, d'appartement ou de groupe, vous devez poser 3 (trois) fils, dont l'un est un zéro de protection (pas du tout de terre). Ce qui ne l'empêche cependant pas du tout d'être utilisé pour la mise à la terre d'un ordinateur, d'un blindage de câble ou de la « queue » d'une protection contre la foudre. Il semble que tout soit simple, et on ne sait pas vraiment pourquoi se plonger dans de telles complexités.

Vous pouvez regarder votre prise domestique... Et avec une probabilité d'environ 80%, vous n'y verrez pas le troisième contact. Quelle est la différence entre un conducteur de travail nul et un conducteur de protection nul ? Dans le blindage, ils sont connectés sur un seul bus (même s'ils ne sont pas au même point). Que se passe-t-il si vous utilisez le zéro de travail comme zéro de protection dans cette situation ?

En supposant qu'un électricien imprudentphase et fusion nulle dans le bouclier, c'est difficile. Bien que cela effraie constamment les utilisateurs, il est impossible de se tromper dans n'importe quel état (bien qu'il existe des cas uniques). Cependant, le « zéro de travail » longe de nombreuses rainures, passant probablement par plusieurs boîtiers de distribution (généralement petits, ronds, montés dans le mur près du plafond).

Il est beaucoup plus facile de confondre phase et zéro (je l'ai fait moi-même plus d'une fois). En conséquence, 220 volts apparaîtront sur le corps de l'appareil mal « mis à la terre ». Ou encore plus simple - un contact grillera quelque part dans le circuit - et presque les mêmes 220 passeront au boîtier via la charge du consommateur électrique (s'il s'agit d'une cuisinière électrique de 2-3 kW, elle ne semblera pas trop petite ).

Pour la fonction de protection humaine, c’est franchement une mauvaise situation. Mais pour relier la mise à la terre, la protection contre la foudre de type APC n'est pas fatale, puisqu'une isolation haute tension y est installée. Cependant, il serait certainement erroné de recommander cette méthode du point de vue de la sécurité. Même s'il faut admettre que cette norme est très souvent violée (et, en règle générale, sans conséquences néfastes).

Il convient de noter que les capacités de protection contre la foudre des zéros de travail et de protection sont à peu près égales. Résistance (au bus de connexion) devarie légèrement, et c'est peut-être le principal facteur influençant le flux des interférences atmosphériques.

D'après le texte ultérieur du PUE, vous pouvez voir que littéralement tout ce qui se trouve dans la maison doit être connecté au conducteur de protection neutre :

7.1.68. Dans toutes les pièces, il est nécessaire de relier les parties conductrices ouvertes des appareils d'éclairage général et des récepteurs électriques fixes (cuisinières électriques, chaudières, climatiseurs domestiques, serviettes électriques, etc.) au conducteur de protection neutre.

En général, il est plus facile d’imaginer cela avec l’illustration suivante :

Riz. 2. Schéma de mise à la terre

L'image est assez inhabituelle (pour la perception quotidienneet moi). Littéralement, tout dans la maison doit être mis à la terre sur un bus spécial. Par conséquent, la question peut se poser : après tout, nous avons vécu sans cela pendant des décennies, et tout le monde est bien vivant (et Dieu merci) ? Pourquoi tout changer si sérieusement ? La réponse est simple : il y a plus de consommateurs d’électricité et ils deviennent plus puissants. En conséquence, les risques de dommages augmentent.

Mais la relation entre sécurité et coût est statistique et personne n’a annulé les économies réalisées. Par conséquent, il ne vaut pas la peine de placer aveuglément une bande de cuivre d'une section décente autour du périmètre de l'appartement (au lieu d'une plinthe), en plaçant tout dessus, jusqu'aux pieds métalliques de la chaise. Comment ne pas porter de manteau de fourrure en été et toujours porter un casque de moto. C'est déjà une question d'adéquation.

Le creusement indépendant de tranchées sous le contour de protection relève également d'une approche non scientifique (dans une maison de ville, cela n'apportera évidemment que des problèmes). Mais pour ceux qui veulent encore goûter à tous les plaisirs de la vie, le premier chapitre du PUE contient des normes pour la fabrication de cette structure fondamentale (au sens très littéral du terme).

En résumant ce qui précède, nous pouvons tirer les conclusions pratiques suivantes :

• Si le réseau de groupe est composé de trois fils, un zéro de protection peut être utilisé pour la mise à la terre/mise à zéro. En fait, c’est pour cela qu’il a été inventé.
• Si le réseau de groupe est composé de deux fils, il est conseillé d'installer un fil neutre de protection à partir du panneau le plus proche. La section du fil doit être plus grande que celle de la phase (plus précisément, vous pouvez vérifier dans le PUE).

L'énergie électrique que nous utilisons est générée par des générateurs de courant alternatif dans les centrales électriques. Ils sont mis en rotation grâce à l'énergie du combustible brûlé (charbon, gaz) dans les centrales thermiques, aux chutes d'eau dans les centrales hydroélectriques ou à la désintégration nucléaire dans les centrales nucléaires. L’électricité nous parvient à travers des centaines de kilomètres de lignes électriques, subissant des transformations au fur et à mesure d’une valeur de tension à une autre. Depuis le poste de transformation, on arrive aux tableaux de distribution des entrées puis à l'appartement. Ou encore, il est réparti le long de la ligne entre les maisons privées d'une ville ou d'un village.

Voyons d'où viennent les concepts de « phase », « zéro » et « masse ». Elément de sortie de sous-station - transformateur abaisseur, à partir de ses enroulements basse tension, l'énergie est fournie au consommateur. Les bobinages sont connectés en étoile à l'intérieur du transformateur dont le point commun ( neutre) est mis à la terre au poste de transformation. Il passe par un conducteur distinct jusqu'au consommateur. Les conducteurs des trois bornes des autres extrémités des enroulements y vont également. Ces trois conducteurs sont appelés " étapes"(L1, L2, L3), et le conducteur commun est zéro(STYLO).

Le conducteur neutre étant mis à la terre, un tel système est appelé « système avec neutre solidement mis à la terre" Le conducteur PEN est appelé conducteur neutre combiné. Avant la publication de la 7ème édition du PUE, le zéro sous cette forme parvenait au consommateur, ce qui créait des désagréments lors de la mise à la terre des boîtiers d'équipements électriques. Pour ce faire, ils étaient connectés à zéro, et cela s'appelait remise à zéro. Mais le courant de fonctionnement passait également par zéro et son potentiel n'était pas toujours égal à zéro, ce qui créait un risque de choc électrique.

Désormais, deux conducteurs neutres sortent des sous-stations de transformation nouvellement introduites : zéro travailleur(N) et zéro protection(CONCERNANT). Leurs fonctions sont séparées : la partie active transporte le courant de charge et la partie protectrice relie les parties conductrices à mettre à la terre au circuit de mise à la terre du poste. Sur les lignes de transport d'énergie qui en partent, le conducteur de protection neutre est en outre connecté au circuit de remise à la terre des supports contenant des éléments de protection contre les surtensions. En entrant dans la maison, il est connecté à la boucle de terre.

Tensions et courants de charge dans un système avec un neutre solidement mis à la terre

La tension entre les phases d'un système triphasé est appelée linéaire, et entre la phase et le zéro de travail – phase. Les tensions de phase nominales sont de 220 V et les tensions linéaires de 380 V. Des fils ou des câbles contenant les trois phases, zéro de travail et de protection, traversent les panneaux de plancher d'un immeuble d'appartements. En milieu rural, ils se dispersent dans tout le village à l'aide d'un fil isolé autoportant (SIP). Si la ligne contient quatre fils d'aluminium sur isolateurs, alors trois phases et PEN sont utilisés. Dans ce cas, la division en N et PE est effectuée pour chaque maison individuellement dans le panneau de saisie.

Chaque consommateur reçoit une phase, un zéro de travail et un zéro de protection, dans l'appartement. Les consommateurs domestiques sont répartis uniformément entre les phases afin que la charge soit la même. Mais en pratique, cela ne fonctionne pas : il est impossible de prédire la quantité d'énergie consommée par chaque abonné. Étant donné que les courants de charge dans les différentes phases du transformateur ne sont pas les mêmes, un phénomène appelé « décalage neutre" Entre la « terre » et le conducteur neutre, le consommateur fait l’expérience d’une différence de potentiel. Elle augmente si la section du conducteur est insuffisante ou si son contact avec la borne neutre du transformateur se détériore. Lorsque la connexion avec le neutre est interrompue, un accident se produit : dans les phases les plus chargées, la tension tend vers zéro. Dans les phases non chargées, la tension devient proche de 380 V et tous les équipements tombent en panne.

Dans le cas où un conducteur PEN se trouve dans une telle situation, tous les boîtiers neutralisés des tableaux et des appareils électriques sont mis sous tension. Les toucher met la vie en danger. Séparer les fonctions du conducteur de protection et de travail vous permet d'éviter les chocs électriques dans une telle situation.

Comment reconnaître les conducteurs de phase et de protection

Les conducteurs de phase portent un potentiel par rapport à la terre égal à 220 V (tension de phase). Les toucher met la vie en danger. Mais c'est la base de la méthode de reconnaissance. A cet effet, un appareil appelé indicateur de tension unipolaire ou indicateur. À l’intérieur se trouvent une ampoule connectée en série et une résistance. Lorsque vous touchez la « phase » avec l’indicateur, le courant la traverse et le corps de la personne pénètre dans le sol. La lumière est allumée. La résistance de la résistance et le seuil d'allumage de l'ampoule sont choisis de manière à ce que le courant dépasse la sensibilité du corps humain et ne soit pas ressenti par celui-ci.

Les conducteurs de phase sont reconnaissables à leur couleur ; on utilise du noir, du gris, du marron, du blanc ou du rouge. Le plus difficile, c'est avec les vieux tableaux électriques : ils ont des conducteurs de la même couleur. Mais la « phase » peut toujours être déterminée à l'aide d'un indicateur sans erreur.

Le conducteur de travail neutre est bleu, le conducteur de protection est marqué de rayures jaune-vert. Il n’y a aucune tension sur eux, mais il vaut mieux ne pas les toucher inutilement. Les électriciens ont cette loi : s’il n’y a pas de tension maintenant, alors elle peut apparaître à tout moment.

Le courant électrique est transmis via des réseaux triphasés, alors que la plupart des maisons disposent de réseaux monophasés. La division du circuit triphasé est réalisée à l'aide de dispositifs de distribution d'entrée (IDU). En langage simple, ce processus peut être décrit comme suit. Un circuit triphasé est connecté au panneau électrique de la maison, composé d'un fil triphasé, d'un neutre et d'un fil de terre. À l'aide de l'ASU, le circuit est divisé - un fil neutre et un fil de terre sont ajoutés à chaque fil de phase, ce qui donne un réseau monophasé auquel les consommateurs individuels sont connectés.

Que sont la phase et le zéro

Essayons de comprendre qu'est-ce qui est nul en électricité et en quoi cela diffère de la phase et de la masse. Les conducteurs de phase sont utilisés pour fournir de l'électricité. Dans un réseau triphasé, il y a trois fils d'alimentation en courant et un zéro (neutre). Le courant transmis est déphasé de 120 degrés, donc un zéro suffit dans le circuit. Le conducteur de phase a une tension de 220 V, la paire phase-phase a une tension de 380 V. Le zéro n'a pas de tension.

Pourquoi la réduction à zéro est-elle nécessaire ?

L'humanité utilise activement électricité, phase et zéro- les concepts les plus importants qu'il faut connaître et distinguer. Comme nous l'avons déjà découvert, l'électricité en phase est fournie au consommateur, zéro supprime le courant dans le sens opposé. Il est nécessaire de faire la distinction entre les conducteurs neutres de travail (N) et les conducteurs neutres de protection (PE). Le premier est nécessaire pour égaliser la tension de phase, le second est utilisé pour la mise à la terre de protection.

Selon le type de ligne électrique, un zéro isolé, solidement mis à la terre ou effectivement mis à la terre peut être utilisé. La plupart des lignes électriques alimentant le secteur résidentiel ont un neutre solidement mis à la terre. Avec une charge symétrique sur les conducteurs de phase, le zéro de travail n'a pas de tension. Si la charge est inégale, le courant de déséquilibre circule à zéro et le circuit d'alimentation est capable d'autoréguler ses phases.

Les réseaux électriques avec un neutre isolé n'ont pas de conducteur neutre de travail. Ils utilisent un fil de terre neutre. Dans les systèmes électriques TN, les conducteurs neutres de travail et de protection sont combinés dans tout le circuit et sont marqués PEN. La combinaison du zéro de travail et du zéro de protection n'est possible que jusqu'à l'appareillage. Du consommateur final, il y a déjà deux zéros - PE et N. La combinaison de conducteurs neutres est interdite pour des raisons de sécurité, car en cas de court-circuit, la phase se fermera au neutre et tous les appareils électriques seront sous tension de phase.

Comment distinguer la phase, le zéro, la masse

Le moyen le plus simple de déterminer le but des conducteurs consiste à effectuer un marquage de couleur. Conformément aux normes, le conducteur de phase peut avoir n'importe quelle couleur, le neutre peut être bleu et la terre peut être jaune-vert. Malheureusement, lors de l’installation électrique, le codage couleur n’est pas toujours respecté. Il ne faut pas oublier la probabilité qu'un électricien peu scrupuleux ou inexpérimenté puisse facilement confondre phase et zéro ou connecter deux phases. Pour ces raisons, il est toujours préférable d’utiliser des méthodes plus précises que le codage couleur.

Vous pouvez déterminer les conducteurs de phase et neutre à l'aide d'un tournevis indicateur. Lorsque le tournevis entre en contact avec la phase, l'indicateur s'allume lorsque le courant électrique traverse le conducteur. Le zéro n'a pas de tension, donc l'indicateur ne peut pas s'allumer.

Vous pouvez distinguer le zéro de la masse à l'aide d'une tonalité. Tout d'abord, la phase est déterminée et marquée, puis avec une sonde de continuité, vous devez toucher l'un des conducteurs et la borne de terre du panneau électrique. Zéro ne sonnera pas. Lorsque vous touchez le sol, un signal sonore caractéristique se fera entendre.

On sait que l'énergie électrique est produite dans les centrales électriques à l'aide de générateurs de courant alternatif. Ensuite, via les lignes électriques des postes de transformation, l'électricité est fournie aux consommateurs. Examinons de plus près comment l'énergie est fournie aux entrées des immeubles à plusieurs étages et des maisons privées. Cela permettra même aux novices en électricité de comprendre clairement ce que sont la phase, le neutre et la mise à la terre et pourquoi ils sont nécessaires.

Explication simple

Donc, pour commencer, en termes simples, nous vous expliquerons ce qu'est un fil de phase et un fil neutre, ainsi que la mise à la terre. Une phase est un conducteur par lequel le courant arrive au consommateur. En conséquence, zéro sert à garantir que le courant électrique se déplace dans la direction opposée au circuit zéro. De plus, le zéro dans le câblage électrique a pour but d’égaliser la tension de phase. Le fil de terre, également appelé terre, n'est pas sous tension et est conçu pour protéger une personne contre les chocs électriques. Vous pouvez en savoir plus dans la rubrique correspondante du site.

Nous espérons que notre explication simple vous a aidé à comprendre ce que sont le zéro, la phase et la masse en génie électrique. Nous vous recommandons également d'étudier pour comprendre de quelle couleur sont les conducteurs de phase, neutre et de terre !

Approfondissons le sujet

Les consommateurs sont alimentés par les enroulements basse tension d'un transformateur abaisseur, qui constitue l'élément le plus important du fonctionnement d'un poste de transformation. La connexion entre le poste et les abonnés est la suivante : un conducteur commun est fourni aux consommateurs, partant du point de connexion des enroulements du transformateur, appelé neutre, ainsi que trois conducteurs, qui représentent les bornes des extrémités restantes du enroulements. En termes simples, chacun de ces trois conducteurs est une phase et le commun est zéro.

Entre les phases d’un système électrique triphasé, une tension appelée tension de ligne apparaît. Sa valeur nominale est de 380 V. Définissons la tension de phase - c'est la tension entre zéro et l'une des phases. La tension nominale de phase est de 220 V.

Un système d’alimentation électrique dans lequel le neutre est connecté à la terre est appelé « système neutre solidement mis à la terre ». Pour que ce soit absolument clair, même pour un débutant en génie électrique : « masse » dans l’industrie de l’énergie électrique signifie mise à la terre.

La signification physique d'un neutre solidement mis à la terre est la suivante : les enroulements du transformateur sont connectés en « étoile » et le neutre est mis à la terre. Le neutre fait office de conducteur neutre combiné (PEN). Ce type de raccordement au sol est typique des bâtiments résidentiels datant de la construction soviétique. Ici, dans les entrées, le tableau électrique de chaque étage est simplement annulé, et un raccordement séparé au sol n'est pas prévu. Il est important de savoir que connecter simultanément les conducteurs de protection et neutre au corps du panneau est très dangereux, car il existe une possibilité que le courant de fonctionnement passe par zéro et que son potentiel s'écarte de zéro, ce qui signifie la possibilité de choc électrique.

Pour les maisons appartenant à une construction ultérieure, les mêmes trois phases, ainsi que les conducteurs neutres et de protection séparés, sont alimentés depuis le poste de transformation. Le courant électrique traverse le conducteur de travail et le fil de protection a pour fonction de connecter les pièces conductrices de courant à la boucle de terre existant à la sous-station. Dans ce cas, dans les panneaux électriques de chaque étage, il y a un bus séparé pour une connexion séparée de la phase, du neutre et de la mise à la terre. Le bus de mise à la terre a une connexion métallique avec le corps du blindage.

On sait que la charge entre les abonnés doit être répartie uniformément sur toutes les phases. Cependant, il n'est pas possible de prédire à l'avance quelle puissance sera consommée par un abonné particulier. En raison du fait que le courant de charge est différent dans chaque phase individuelle, un décalage du neutre apparaît. Il en résulte une différence de potentiel entre le zéro et la masse. Dans le cas où la section du conducteur neutre est insuffisante, la différence de potentiel devient encore plus grande. Si la connexion avec le conducteur neutre est complètement perdue, il existe alors une forte probabilité de situations d'urgence dans lesquelles dans les phases chargées jusqu'à la limite, la tension s'approche de zéro et dans les phases non chargées, au contraire, tend vers une valeur de 380 V. Cette circonstance conduit à une panne complète de l'équipement électrique. Dans le même temps, les boîtiers d'équipements électriques deviennent sous tension, dangereux pour la santé et la vie des personnes. L'utilisation de fils neutres et de protection séparés dans ce cas contribuera à éviter de tels accidents et à garantir le niveau de sécurité et de fiabilité requis.

La couverture du sol de la Terre nous semble ordinaire et existant éternellement dans la nature. Cependant, ce n’est pas vrai. La nature a créé le sol sur 4,5 milliards d’années ! La base de la formation du sol était les produits d’altération des roches. L’altération est un processus complexe, résultat de l’action combinée de nombreux facteurs physiques, chimiques et biologiques. Vidéo 37.

Classiquement, cela se traduit par la formule :Roches + Soleil + air + eau + organismes vivants = sol.

Le processus de formation des sols ne s’arrête jamais ; il se poursuit bien sûr aujourd’hui, mais très lentement. Le sol est dans un processus constant de développement - formation ou destruction. La durée du processus de formation de la couverture terrestre est déterminée par de nombreux facteurs. Il faut plusieurs millénaires pour que le sol se forme. Dans le même temps, une gestion irrationnelle de l’environnement, préjudiciable aux sols, peut les détruire en quelques années seulement.

Pensez-vous que le sol devrait être classé comme ressource naturelle renouvelable ou non renouvelable ? Est-il possible de donner une réponse définitive à cette question ?

La couverture du sol de la Terre assure la vie des plantes, des animaux et des humains. Le sol est la composante la plus importante de tous les systèmes écologiques terrestres de la Terre et constitue en soi un écosystème unique (voir les sujets 2 et 3 pour plus de détails). Il fait communiquer les organismes vivants avec la lithosphère, l'atmosphère et l'hydrosphère. Le sol est un objet d'étude pour une science distincte : la science du sol. Le fondateur de la science du sol - un scientifique russe exceptionnel Vassili Vassilievitch Dokuchaev. À Saint-Pétersbourg se trouve le Musée central des sciences du sol qui porte son nom. V.V. Dokuchaev, qui est l'un des plus grands musées pédologiques au monde. Dans le musée, vous pouvez obtenir des réponses aux questions : Qu'est-ce que le sol ? Comment se forme-t-il ? Qu'est-ce qui pousse sur ce sol ? Qui vit sur ce sol ? Le musée est le gardien de la plus riche collection de sols provenant de diverses zones naturelles du monde.

Actuellement, les scientifiques identifient une centaine de types de sols. Pourquoi existe-t-il différents types de sols ?

La diversité des sols est bien entendu associée à la diversité des conditions dans lesquelles ils se sont formés. Le climat et les propriétés des roches à partir desquelles le sol est formé sont particulièrement importants.

Regardez l'image et comparez les sols podzoliques de chernozem, de gazon-podzolique et de toundra.

Savez-vous quels types de sols sont typiques de votre région ? Le sol comporte plusieurs couches reliées les unes aux autres. Vidéo 38. Parmi eux, on distingue le substrat rocheux, qui subit une altération en surface, et la roche mère, à partir de laquelle est formée la couche supérieure du sol. La couche sous-jacente est appelée sous-sol.

Une propriété unique du sol est la fertilité. C’est ce qui assure l’existence de la vie sur Terre. La fertilité du sol est déterminée par la teneur en substances humiques (humus). L'humus est une accumulation de substances organiques qui se sont formées lors de la décomposition des plantes et autres restes vivants. Il donne une couleur noire au sol et assure la croissance et le développement des plantes (c'est-à-dire la vie sur Terre). Plus le sol est humifère, plus il est fertile. La plupart de l'humus se trouve dans les sols de chernozem. Vidéo 39.

De quoi est fait le sol ?

Environ 50 % de l’espace du sol est occupé par l’air, remplissant les espaces entre les particules solides. Environ 45 % de la masse du sol provient de substances minérales, environ 5 % de substances organiques. Cependant, ces informations sur la composition du sol ne donnent pas une réelle idée de celui-ci.

Nous avons l’habitude de penser que le sol est peu peuplé et que la majeure partie des organismes vivants se trouve à sa surface. Mais ce n’est pas vrai du tout ! C'est un habitat pour de nombreux animaux. Tout le monde sait que les vers de terre, les larves d’insectes et les insectes eux-mêmes vivent dans le sol. Le sol sert de site de nidification et d’hébergement à de nombreux oiseaux et autres animaux. Les calculs des scientifiques montrent que la masse d'êtres vivants dans le sol est ? des masses d'habitants vivants de la forêt et plus encore ? masses de végétation vivante des steppes.

Il a été établi que plus les organismes sont petits, plus ils sont nombreux dans le sol. Ainsi, dans 1 m 3 de sol se trouvent plusieurs dizaines de millions de vers et d'insectes. Et 1 gramme de sol contient plus d'un million de micro-organismes protozoaires. En général, les scientifiques estiment le nombre de micro-organismes du sol sur Terre à environ un milliard de tonnes !Cependant, l’importance des organismes vivants dans les processus du sol n’est pas déterminée par leur masse, mais par l’énorme travail qu’ils accomplissent. Vidéo 40.

Nous ne remarquons pas le travail des bactéries du sol, qui traitent continuellement les parties mourantes des plantes et d'autres organismes. Mais si cela s’arrêtait, la surface de la Terre serait jonchée de ces restes. Difficile d’imaginer ce qui arriverait à notre belle planète dans seulement cent ans ! Et les vers de terre, comme vous le savez, avalent la terre lorsqu'ils se nourrissent. Si environ 140 000 vers de terre vivent dans un hectare de sol, alors leur masse est de 500 kg ! Cela signifie qu’en un an, ils font passer environ dix tonnes de masse de terre à travers leur corps !

Quelle est la fonction du sol dans la biosphère ?

Il est important de comprendre que pour caractériser un sol, il ne suffit pas de connaître sa composition. La connaissance scientifique du sol est associée à la compréhension qu'il s'agit d'un corps naturel complexe doté d'une certaine structure. Rappelons-le : le sol n’est pas un mélange mécanique de diverses substances. Le sol est un système complexe d'interaction entre les minéraux, les substances organiques et les organismes vivants.

Grâce à leur interaction, le sol remplit ses fonctions de biosphère. Mais, répétons-le, elle est assurée non seulement par la composition, mais aussi par la structure du sol.

Le sol est constitué de particules très fines. Les organismes microscopiques vivent dans le film d’eau qui enveloppe les particules du sol. Les plus gros s'installent entre les particules du sol, comme dans les grottes. Les deux forment une seule formation avec le sol. Ceux qui vivent à la surface des particules ont besoin d’air, et ceux qui se trouvent à l’intérieur des particules peuvent vivre sans air.

La nutrition, la respiration et tous les autres processus vitaux des organismes vivants entraînent de nombreux changements dans la composition du sol. Dans le même temps, ils impliquent dans ces processus des substances contenues dans l'air et dissoutes dans l'eau, et ils libèrent eux-mêmes de nouvelles substances formées au cours de leur activité vitale.

Ainsi, le sol remplit sa fonction de biosphère comme dernier maillon assurant la création de l'intégralité de la biomasse de la Planète.

La destruction des sols peut survenir à la fois à la suite de processus naturels et sous l’influence d’actions humaines irrationnelles.

Destruction de la couverture du sol sur un chantier de coupe forestière

Les processus naturels tels que l'avancée des glaciers, les éruptions volcaniques, la formation de montagnes, les tremblements de terre, les ouragans, les tornades ou les inondations ne peuvent qu'influencer l'état de la croûte terrestre et les processus de formation des sols. Mais l’érosion naturelle des sols (destruction et élimination des couches supérieures les plus fertiles sous l’action de l’eau et du vent) est un processus lent et continu, parallèlement à la formation d’une nouvelle couche de sol. Contrairement à l’érosion naturelle des sols, l’érosion anthropique des sols est causée par l’intervention humaine dans l’environnement naturel à des fins économiques. Utilisation irrationnelle des champs et des pâturages, déforestation, drainage des plans d'eau, etc. - tout cela peut détruire la fertilité des sols en très peu de temps.

Par exemple, les premiers colons américains ont exploité la terre si impitoyablement qu’en 100 ans ils ont détruit 20 % des terres arables. Le sol est également détruit à cause de l’engorgement et de la désertification.

Les déserts d'Afrique du Nord, les dunes de la Baltique et les espaces érodés d'Australie, du Pakistan, de l'Inde et du Canada sont des preuves amères de l'exploitation inconsidérée de la nature par l'homme. Rien que dans la partie européenne de notre pays, il y a jusqu'à 2 millions de ravins, qui se sont formés principalement à la suite du labourage des terres. Chaque année, la terre perd une couche de sol fertile, que la nature a mis des milliers d’années à créer. Les pédologues qualifient l’érosion de véritable tragédie.

Les scientifiques estiment que pour maintenir la durabilité écologique du territoire, chaque zone naturelle doit maintenir un certain ratio de terres arables, de pâturages et de forêts. Ainsi, par exemple, dans la forêt-steppe, selon les recherches de V.V. Dokuchaev, les forêts devraient être de 10 à 18 %. Aujourd’hui, en raison de labours excessifs, il en reste beaucoup moins.

Selon des données modernes, l’humanité a déjà perdu au cours de la période historique environ 2 milliards d’hectares de terres autrefois fertiles, les transformant en déserts anthropiques. C'est plus que la superficie de toutes les terres arables modernes du monde, qui s'élève à 1,5 milliard d'hectares. À la fin du XXe siècle, il est devenu évident que la dégradation des sols avait pris des proportions alarmantes et constituait l'une des principales menaces pour la planète. crise environnementale mondiale. Ceci est d’autant plus alarmant que, selon des estimations récentes, il y aurait plus d’un milliard de personnes souffrant de la faim dans le monde, soit une personne sur six sur la planète. Cela signifie qu’aujourd’hui plus de personnes souffrent de faim et de malnutrition qu’à aucun autre moment de l’histoire de l’humanité, tandis que la fertilité des sols et les superficies propices à l’agriculture diminuent.

Pensons-nous parfois à ce que le sol signifie dans nos vies ? Peut-être très rarement. Il nous semble que puisque le sol n’est ni une fleur, ni un insecte, ni un animal, que peut-il lui arriver ? Il sera toujours sous vos pieds. Et en même temps, l'écologiste de renommée mondiale Jean Pierre Dorsta a déclaré : « Le sol est notre capital le plus précieux. La vie et le bien-être de l'ensemble des biocénoses terrestres, naturelles et artificielles, dépendent en fin de compte de la fine couche qui se forme. la couverture la plus élevée de la Terre.

En sous-estimant le rôle de cette plus grande richesse naturelle, l’humanité met en péril son existence même.

Protéger les sols de la destruction et lutter contre le déclin de leur fertilité constituent un problème environnemental majeur qui requiert l’attention immédiate de la communauté mondiale.