Обрыв нуля и солнечная станция: что происходит и как защититься
Из всех аварий в частном секторе обрыв нуля — самая дорогая. Она не выбивает автомат, не пахнет и не шумит: просто в один момент часть техники в доме начинает работать «слишком ярко», а через минуту выходит из строя. В доме с солнечной станцией цена такой аварии выше, потому что к бытовой технике добавляется инвертор.
Почему при обрыве нуля появляется 380 вольт
В трёхфазной сети напряжение 230 В каждая фаза имеет относительно нуля. Ноль — общая точка, к которой «привязаны» все три фазы; он и держит на каждой фазе её 230 В независимо от того, сколько нагрузки включено у соседа.
Если этот общий провод оборвался (сгнила скрутка на опоре, отгорел зажим в щите, окислился контакт на вводе), общая точка исчезает. Три фазы оказываются соединёнными между собой через нагрузку домов, и напряжение между фазой и «нулём» перестаёт быть фиксированным: оно распределяется обратно пропорционально нагрузке. У кого включено мало — там растёт вплоть до линейного, то есть до 380 вольт. У кого много — падает до 150 и ниже.
Дальше всё решают секунды. Блоки питания, светодиодные лампы, холодильник, котёл, роутер — всё, что рассчитано на 230 В, при 380 В выходит из строя почти мгновенно.
Что при этом происходит со станцией
Сетевой и гибридный инвертор постоянно измеряют параметры сети — это и есть их штатная работа. При выходе напряжения за верхний порог инвертор обязан отключиться от сети, и в большинстве случаев он это делает. Но есть три оговорки, из-за которых на одну защиту инвертора полагаться нельзя.
- Порог и время. Инвертор отключается по своим уставкам, а не мгновенно: производитель закладывает выдержку, чтобы не отваливаться от каждого мигания. Техника в доме за это время уже получила своё.
- Защищает он себя, а не дом. Отключившись от сети, гибрид переходит на батарею и продолжает питать резервную линию. Всё, что подключено к сети мимо инвертора — а это обычно большая часть дома, — остаётся под перекошенным напряжением.
- Обрыв PEN опаснее обрыва N. В системе TN-C оборвавшийся совмещённый проводник уносит с собой и защиту: на корпусах появляется потенциал. Металлическая рама панелей, корпус инвертора и щит становятся опасными на ощупь. Почему так и как этого избежать — в уроке о системах заземления.
Как это выглядит со стороны хозяина
Признаки, при которых надо не гадать, а выключать вводной автомат:
- Свет в разных комнатах меняет яркость сам по себе, особенно когда включается мощная нагрузка.
- Часть приборов не запускается, а часть работает «слишком бодро»: гудит трансформатор, ярче обычного светят лампы.
- Инвертор без причины ушёл в резерв и показывает ошибку по сети — см. «Коды ошибок инвертора Deye».
- «Пощипывает» кран или мойка, слышен треск в щите, есть запах горячей изоляции.
Правильный порядок действий: выключить вводной автомат, не трогать металлические корпуса и трубы, вызвать электроснабжающую организацию. До устранения аварии станцию не включать.
Чем защищаться
| Мера | От чего спасает | Замечание |
|---|---|---|
| Реле контроля напряжения на вводе (или трёхфазное) | Обрыв нуля, перекос фаз, просадка | Отключает нагрузку за десятки миллисекунд, до того как сгорит техника. Обязательный элемент, если сеть слабая |
| Повторное заземление PEN на вводе | Появление потенциала на корпусах | Снижает опасность, но не заменяет реле: напряжение всё равно перекосит |
| Разделение PEN (TN-C-S) или переход на TT | Поражение током при обрыве | Делается один раз, вместе с монтажом станции |
| Уставки инвертора по сети | Сам инвертор | Не трогать без понимания: слишком узкие пороги дадут постоянные отключения |
Отдельно скажем то, что часто путают: УЗИП от обрыва нуля не защищает. Он рассчитан на импульс от грозы или коммутации длительностью микросекунды, а здесь перенапряжение держится минутами. Более того, дешёвый УЗИП в такой ситуации сам выходит из строя и может загореться. Про его настоящую задачу — урок «УЗИП для солнечной станции».
Что закладывать в проект дома со станцией
- Реле напряжения на вводе — до счётчика по схеме проекта, до всей нагрузки по факту.
- Разделение PEN и повторное заземление контура; сопротивление контура — по отдельному уроку.
- Уравнивание потенциалов, чтобы разность между корпусами не появлялась в принципе.
- Резервная линия инвертора собрана так, что критичная нагрузка (котёл, скважина, холодильник, роутер) при аварии остаётся именно на ней — см. «Щит солнечной станции на практике».
Пункт четвёртый превращает аварию из катастрофы в неудобство: сеть отвалилась, дом живёт от батареи, техника цела.