Pływające, upalone zero w instalacji i straty mogące sięgać kilkudziesięciu tysięcy złotych

Laicy mówią awaria, a w żargonie elektryków to „pływające zero”, „upalone zero” lub po prostu przerwa przewodu neutralnego. Ta, często spotykana sytuacja w utrzymaniu ruchu bądź w awariach instalacji domowych może mieć też miejsce podczas budowy nowej instalacji. Choć problem niepozorny, skutki przeważnie są opłakane i koszty „idą w tysiące złotych”. Jak się przed tym ustrzec lub zweryfikować usterkę? Zapraszam do lektury.

Niestety wiele instalacji w naszych domach są tworzone, budowane, rozbudowywane i utrzymywane przez osoby całkowicie przypadkowe. Stąd niedawno nastąpiła zmiana polskiego prawa gdzie osoba podchodząca do egzaminu SEP musi mieć wykształcenie lub poświadczony staż w zawodzie elektryka, bowiem prąd to nie zabawa. To praca z przeciwnikiem, którego nie widzimy i nie słyszymy. Poza zdolnościami manualnymi elektryk musi także dobrze opanować wiedzę teoretyczną dla bezpieczeństwa swojego jak i osób trzecich. Niestety, póki co nie ma kar za wykonywanie prac elektrycznych bez odpowiednich uprawnień.

Z tego powodu sytuacje takie jak upalone zera są po prostu bagatelizowane, a straty, które mogą się pojawić przekraczają nierzadko 10 tys. zł…. Problemy upalonego zera to nic innego jak przerwany tor przewodu neutralnego. Jakie niesie za sobą konsekwencje wspomniany przeze mnie przypadek? Napięcie na odbiornikach jednofazowych może dojść do wartości napięcia międzyfazowego co w efekcie skutkuje „śmiercią” podłączonych do sieci sprzętów. Nie wszystkich i nie zawsze. Ale przeważnie większość urządzeń zostaje uszkodzona.

Należy również wiedzieć, że przerwy w torze neutralnym mogą zaskoczyć doświadczonych elektryków z wieloletnim stażem. Głównie za sprawą instalacji, gdzie nie jeden człowiek maczał swoje palce.

Budowa typowej instalacji elektrycznej od złącza kontrolno-pomiarowego (ZKP) do ostatniego odbiornika

Większość instalacji elektrycznych wygląda z grubsza podobnie. Początkiem instalacji elektrycznej jest „skrzynka” z licznikiem (ZKP), linia zasilająca, rozdzielnica główna, odbiornik końcowy. Patrząc na poniższy schemat blokowy przedstawiający powyższy opis możemy zauważyć, że potencjalnych problemów z przewodem neutralnym jest kilka. A nawet jeden więcej. Bo problem z przewodem neutralnym może wystąpić jeszcze w instalacji nienależącej do nas czyli po stronie operatora.

I wbrew pozorom nie jest to rzadko spotykana sytuacja. Zdarza się, że neutralny tor „upala” się gdzieś w trafostacji. Nie trudno sobie wyobrazić, że taka sytuacja zagraża wszystkim odbiorom zasilanym z tego miejsca. Straty materialne mogą być ogromne zważywszy, że z jednej trafostacji zasilane jest niejednokrotnie całe osiedle. Na szczęście – operator posiada ubezpieczenie i mi się jeszcze nie zdarzyło by były jakiekolwiek problemy z rekompensatą z tego tytułu.

Temat upalonego zera często też jest poruszany podczas rozmów branżowych gdzie grono elektryków debatuje nad wyższością wyłączników różnicowo-prądowych jednofazowych nad trójfazowymi i słusznością stosowania tych pierwszych dla obwodów typowo jednofazowych.

Dlatego też w moich rysunkach przedstawiam przypadki bardzo uproszczone – czyli pomijam bezpieczniki oraz wyłączniki nadmiarowo-prądowe, ale uwzględniam wyłączniki różnicowo-prądowe.

Przejdźmy zatem do konkretów – co się dzieje w obwodzie w momencie przerwania neutralnego toru prądowego.

Na poniższym rysunku przedstawiłem prawidłową pracę układu trójfazowego. W tym przypadku pracują dwa odbiorniki (dla przykładu są to żarówki). Prąd z fazy L1 (zaznaczony na czerwono) płynie do odbiornika i następnie wraca przewodem neutralnym. Prąd z fazy L2 (zaznaczony na fioletowo) płynie również do odbiornika i wraca przewodem neutralnym. 

Następuje awaria przewodu neutralnego

Jak zachowa się nasza instalacja w momencie awarii przewodu neutralnego? Spójrzmy na rysunek niżej.

Na rysunku zaznaczyłem miejsce przecięcia przewodu neutralnego – jest miejsce zaraz za różnicówką. Wszystkie odbiory zaraz za nią pozostają bez przewodu neutralnego. Dla większej czytelności obrazka omówię sytuację dla jednego odbioru. Z uwagi na przecięty przewód neutralny prąd płynący z fazy L1 przechodzi przez odbiornik i wchodzi na tor neutralny. Niestety – tor neutralny nie jest już uziemiony, jest przecięty i jedyny powrót umożliwia mu połączenie przez kolejny odbiornik i przewód fazowy L2. Stąd na odbiorniku na fazie drugiej pomiędzy przewodem czarnym (L2) i niebieskim (N) zaczyna się pojawiać napięcie pomiędzy dwiema fazami. Wartość tego napięcia będzie zależne od rezystancji odbiornika z fazy L1. Możemy ślepo zakładać, że będzie ono większe niż 230V i jest ono realnym zagrożeniem dla naszych odbiorników. 

Zakładając, że typowe polskie gospodarstwo domowe posiada telewizor, komputery, piekarnik, mikrofalówkę, płytę indukcyjną czy pralkę to śmiało możemy doznać szoku jeśli kilka z nich zostanie uśmiercone na wskutek wyższego napięcia zasilania. Pół biedy jeśli to nie my zrobiliśmy błąd i nie odpięliśmy przypadkiem przewodu neutralnego. Jeśli to nasza nieuwaga to niestety warto mieć w tym przypadku wykupione ubezpieczenie bo sprzęty te na pewno nie kosztują kilka złotych.

Czy zastosowanie wyłącznika różnicowo prądowego jednofazowego chroni nas przed tego typu awarią? I tak i nie. Uchroni nas tylko i wyłącznie jeśli problem z przewodem neutralnym nastąpi za wyłącznikiem różnicowoprądowym. Jeśli „upalone zero” pojawi się pomiędzy ZKP, a RG czyli na WLZ to niestety zagrożone będą wszystkie odbiory od RG do końca naszej instalacji – analogicznie jak wspomniana sytuacja z trafostacją. Zatem stosowanie wyłączników trójfazowych dla obwodów jednofazowych nie jest błędem w sztuce. Jednak zwiększa ryzyko pojawienia się napięcia przewyższającego napięcie fazowe na odbiornikach.

Metody ochrony przed upalonym zerem?

Jak zauważyłeś pewnie na pierwszym rysunku ze schematem blokowym – wrysowałem kilka miejsc uziemień. W przypadku układu sieci TN-C zarówno właściciel jak i użytkownik powinien się zabezpieczyć przed tego typu awariami. Sama trafostacja jest uziemiona i uziemienie to jest częściowo powtarzane np. w złączu. W Wielkopolsce większość nowych złącz oraz „Warunków Przyłączenia” jest wydawana na układ sieci TN-C, a przejście z TN-C na TN-C-S następuje po stronie klienta końcowego. Punkt zerowy zaleca się uziemić zapewniając dodatkową ochronę na przypadek awarii po stronie operatora. Dlatego też – ważna jest kwestia odpowiedniego uziemienia przygotowanego już na etapie budowy budynku.

Oględziny i okresowe pomiary to kolejna metoda obrony przez upalonymi zerami. Każde rzetelne okresowe pomiary instalacji elektrycznej powinny zostać wykonane wraz z oględzinami. Podczas oględzin elektryk jest w stanie wychwycić przegrzane elementy czy niedokręcone łączenia. Pomiar impedancji pętli zwarcia również jest w stanie pokazać czy na danym odcinku występuje jakaś anomalia w postaci zwiększonej impedancji. Ten pomiar jest bardzo skuteczny jeśli jest wykonywany regularnie i mamy wgląd w historię wartości zmierzonych. Coraz gorsze wyniki pomiarów wskazują, że w instalacji dzieje się coś niedobrego i należy podjąć dalsze kroki wyjaśniające sytuację.

Poza pomiarami problem z „zerem” może się objawiać często migającym oświetleniem. Żarówki czy inne źródła światła dobrze obrazują jakość energii, którymi są zasilane Z tego powodu starzy „wyjadacze” weryfikują stan instalacji wpinając w nasz elektryczny eko-system dwie połączone szeregowo żarówki.

Na początku artykułu wspomniałem też o problemach z zerem w nowych instalacjach. Nie ma nic gorszego od rywalizujących ze sobą ekip budowlanych na inwestycjach. Ekipy wymieniają ze sobą sympatię do momentu kiedy dochodzi do sytuacji wymagających wzięcia na siebie odpowiedzialności. W swojej karierze spotkałem się już z bezczelnie odpiętymi przewodami neutralnymi od listwy neutralnej czy przeciętymi przewodami i kablami. Dlatego też warto mieć wykupione ubezpieczenie firmowe bo o ile udowodnić przecięte przewody łatwo to odpięte przewody w rozdzielnicy są praktycznie niemożliwe do udowodnienia. A straty jak wiadomo, mogą sięgać dziesiątki tysięcy złotych.

Co złego czeka jeszcze elektryków w trakcie swojej kariery? Stare instalacje gdzie dokumentacji nigdy nie było i nie będzie. Tworzone i modernizowane przez nie wiadomo kogo. Tam każdy ruch jest obciążony ryzykiem. Zdarza się, że przyjście głównego zasilania jest od złącza kablem trzyżyłowym, a zero poprowadzone osobną żyłą z innego miejsca bo kabel przez lata uległ uszkodzeniu i właściciele naprawili go swoim sposobem łącząc się do rury od wody… W takich przypadkach nigdy nie wiadomo co się przytrafi.

A Wy jakie mieliście historie z „upalonym zerem”? Napiszcie w komentarzu.