Jak sprawdzić kolejność faz w trójfazowej instalacji elektrycznej niskiego napięcia

Energia elektryczna jest towarem, bez którego trudno byłoby wyobrazić sobie życie codzienne. Bez niej nie moglibyśmy korzystać z komputerów, sprzętu AGD, elektronarzędzi i innych urządzeń. Sam proces wytwarzania, przesyłania i rozdziału energii elektrycznej jest realizowany za pomocą generatorów, transformatorów i linii elektroenergetycznych w układzie trójfazowym. I choć większość odbiorników, z których korzystamy na co dzień, to odbiorniki jednofazowe, przyłącze elektryczne do domu lub zakładu przemysłowego jest najczęściej właśnie trójfazowe. Na co trzeba zwrócić uwagę w przypadku takiego przyłącza i jak sprawdzić kolejność faz w instalacji trójfazowej?

Kolejność faz ma znaczenie!
Artykuł przedstawia zarys zasilania trójfazowego w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia oraz aspekt dotyczący sprawdzania kolejności faz i kolorów przewodów fazowych. Prezentuje także przykładowe urządzenia elektroniczne F&F, które umożliwiają szybkie sprawdzenie kolejności wirowania faz, a także zaniku fazy.

Droga energii elektrycznej od wytwórcy do odbiorcy
Zanim energia elektryczna trafi do odbiorcy docelowego, musi zostać wytworzona. Proces wytwórczy rozpoczyna się w elektrowni. Obecnie w polskim systemie elektroenergetycznym przeważają elektrownie opalane paliwami kopalnymi, to jest węglem kamiennym i brunatnym, ale także elektrownie gazowe i – coraz częściej – generacja rozproszona, czyli elektrownie wodne, fotowoltaiczne i wiatrowe. Pierwotne źródło energii może się różnić, ale koniec końców produktem jest energia elektryczna. W większości przypadków, po opuszczeniu elektrowni, wygenerowana moc elektryczna przechodzi przez transformatory, które podwyższają napięcie do poziomu 20 kV, 110 kV, 220 kV lub 400 kV, a następnie przez linie elektroenergetyczne napowietrzne i kablowe (prowadzone pod ziemią), żeby trafić do transformatorów obniżających napięcie i linii rozdzielczych 0,4 kV, czyli 400 V – pod takim napięciem energia elektryczna trafia do odbiorców końcowych, również trzema fazami – najbardziej standardowe oznaczenie faz prądu, jakie jest obecnie stosowane, to L1, L2 i L3.

Skąd się bierze zasilanie trójfazowe?
Słynne “230 V” w gniazdku elektrycznym, z którego zasilamy komputer, ładowarkę do telefonu, wentylator czy kuchenkę mikrofalową, to napięcie jednofazowe. Wartość ta wynika z napięcia zasilania trójfazowego, gdzie mamy do czynienia z napięciem 400 V, będącym wartością międzyfazową. W przypadku zasilania trójfazowego, które jest najbardziej popularnym rodzajem systemu zasilania wielofazowego, napięcie fazowe jest √3 razy mniejsze względem napięcia międzyfazowego. Z tego względu napięcie fazowe w sieci niskiego napięcia 400 V, wynosi 230 V przy zasilaniu symetrycznym. Taka różnica napięć (napięcie międzyfazowe) bierze się z faktu, że napięcia faz doprowadzonych poszczególnymi przewodami zasilającymi 230 V są względem siebie przesunięte w czasie o ⅓ okresu.

Dlaczego kolejność wirowania faz ma istotne znaczenie?
Oprócz odbiorników jednofazowych zasilanych napięciem 230 V, rozróżniamy także odbiorniki trójfazowe, które są zasilane napięciem 400 V. Zasilanie takim napięciem wynika z konieczności dostarczenia większej ilości mocy, która nie może być dostarczona jedną fazą. Najczęściej spotykanym rodzajem odbiorników trójfazowych są silniki elektryczne, które są wykorzystywane między innymi do napędu pomp, wentylatorów a także narzędzi takich jak pilarki tarczowe. W tym przypadku, kolejność faz jest bardzo istotna, ponieważ warunkuje ona kierunek obrotów silnika. Nieprawidłowe podłączenie faz mogłoby powodować, że wentylator napędzany takim silnikiem będzie zasysał powietrze do wnętrza pomieszczenia zamiast kierować je na zewnątrz. W najgorszym wypadku można nawet doprowadzić do uszkodzenia silnika. Dlatego przed podłączeniem zasilania, należy sprawdzić na izolacjach przewodów kolory faz i kolejność wirowania faz.

Fot. Jak sprawdzić kolejność faz oraz obecność napięcia zasilania? Można to zrobić za pomocą przeznaczonych do tego urządzeń, takich jak na przykład moduł CKF-B z oferty F&F.

Jak ustalić kolejność faz – kolory przewodów w obwodach trójfazowych
Przewody elektryczne stosowane w instalacjach niskiego napięcia są prowadzone w izolacji o określonych kolorach, zgodnie z polską normą PN-HD 308 S2 – “Identyfikacja żył w kablach i przewodach oraz w przewodach sznurowych”. Według tej normy, kolory faz podłączonych w prawidłowej kolejności, są następujące:
przewód fazowy L1: kolor brązowy
przewód fazowy L2: kolor czarny
przewód fazowy L3: kolor szary
W przypadku połączenia faz w układ gwiazdowy występuje także przewód neutralny (N) w niebieskiej izolacji, który jest na potencjale ziemi i przy symetrycznym źródle zasilania i symetrycznym odbiorniku nie jest pod napięciem, a prąd przez niego nie płynie.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat oznakowania przewodów, przeczytaj artykuł
Kolory przewodów elektrycznych – oznaczenia standardowe i nietypowe.

F&F – urządzenia zabezpieczające przed zanikiem fazy i zmianą kolejności faz
Oferta produktów F&F obejmuje aparaturę do instalacji i urządzeń elektrycznych trójfazowych, która zabezpiecza przed zanikiem fazy i zmianą kolejności ich wirowania. Przykładem takiego urządzenia jest czujnik F&F CKF-B. Czujnik ten monitoruje w czasie rzeczywistym obecność zasilania na wszystkich trzech fazach oraz sprawdza prawidłowość kolejności faz, to jest sekwencji osiągania amplitudy napięć na poszczególnych fazach. Dzięki temu w przypadku wystąpienia nieprawidłowości w tych parametrach, czujnik automatycznie wyłącza napięcie zasilające oraz automatycznie załącza ponownie po zaniku zakłóceń. Natomiast wykrycie zmiany kolejności faz powoduje, że czujnik wyłącza napięcie zasilania permanentnie, dopóki kolejność ta nie zostanie poprawiona.
***
Podłączenie trójfazowe instalacji elektrycznej wymaga zachowania pewnych środków ostrożności, dzięki którym można zasilać odbiorniki trójfazowe bez obaw o wystąpienie zakłóceń. Przed przystąpieniem do wypompowywania wody ze studni, cięcia desek drewnianych lub innej czynności, w której niezbędne jest użycie urządzeń zasilanych trójfazowo, należy zadbać w pierwszej kolejności o odpowiednie zabezpieczenia – nie tylko przeciążeniowe i zwarciowe, ale również te, które automatycznie dokonują sprawdzenia kolejności faz i potencjalnego zaniku napięcia.