Gniazdko na podwójnej fazie

Z cyklu „Historie z prądem” (premierowy odcinek!), opowiemy sobie o sytuacji, która może się wydarzyć w domu każdego z nas. Zdarzyła się ona czytelnikowi o imieniu Jarek (serdecznie pozdrawiam) i postanowiliśmy wspólnie znaleźć rozwiązanie problemu.

Dla uważnego czytelnika nie jest żadną tajemnicą, że do otworów gniazdka – od strony wewnętrznej – doprowadzone są przewody: fazowy i neutralny. Bolec natomiast połączony jest z przewodem ochronnym (artykuł).
Oznacza to m.in. że, gdy w instalacji elektrycznej wszystko jest w porządku, potencjał elektryczny będzie znajdował się jedynie w otworze z podłączonym do niego przewodem fazowym. Potwierdzenie tego faktu uzyskamy choćby sprawdzając potencjał elektryczny za pomocą próbnika napięć (artykuł). Cóż mamy więc począć, jeśli ni stąd ni zowąd w obu otworach gniazdka pojawi się potencjał?

Jak to się stało?

Myślę, że nikt nie opisze tego lepiej jak naoczny świadek:

„(…) żona prasowała firanki. Po zakończeniu prasowania podłączyła do tego samego gniazdka odkurzacz, którego przełącznik był włączony a czego nie zauważyła. W momencie włączenia przewodu do gniazdka odkurzacz wydał chwilowy głos włączenia i ucichł. Pomyślałem, że się zepsuł ale nie. Po chwili sprawdziłem gniazdko i okazało się, że w obydwu otworach (na obydwu przewodach) jest prąd.”

Zdjęcia poglądowe (wykonane w innej lokalizacji na potrzeby zobrazowania sytuacji)

Żeby uściślić, w obydwóch otworach gniazdka próbnik wskazał obecność napięcia.
Jak to się stało? W jednym momencie do gniazdka musiał być doprowadzone właściwe napięcie tj. przewód fazowy i przewód neutralny, skoro urządzenia działały. Po chwili, spowodowanej uruchomieniem odkurzacza, coś poszło nie tak.

Szukamy rozwiązania

I. myśl: „Odkurzacz w chwili rozruchu może pobierać dość duży prąd więc być może, po wielu latach eksploatacji przepaleniu uległ w którymś punkcie przewód neutralny” (więcej o skutkach przerwania przewodu neutralnego w artykule o uziemieniu)

Dodatkową informacją potwierdzającą to założenie, było:

„Taka sytuacja jest jeszcze tylko w jednym gniazdku ale w innym pomieszczeniu.”

Lokalizacja uszkodzonego przewodu neutralnego może nie być sprawą prostą. Łatwe czy trudne, nie ma znaczenia, trzeba rozpocząć od wykonania pierwszego kroku, najlepiej od miejsca w którym zdarzenie wystąpiło czyli od gniazdka do którego podpięty był odkurzacz.

Po pierwsze chciałem się dowiedzieć czy gniazdko posiada bolec uziemiający i czy na nim również znajduje się potencjał elektryczny. Po drugie poprosiłem czytelnika o rozkręcenie gniazdka i sprawdzenie obecności napięcia zgodnie z przepisem:

• Trzeba wyłączyć napięcie w gniazdkach (bezpiecznikiem lub wyłącznikiem w rozdzielnicy domowej)
• Rozkręcić gniazdko i odkręcić przewody z gniazdka a następnie podpiąć je w celach bezpieczeństwa do kostek elektrycznych – każdy przewód osobno.
• Podłączyć napięcie w rozdzielnicy.
• Sprawdzić próbnikiem czy jest napięcie na poszczególnych przewodach (próbnikiem i (jeśli był w posiadaniu) multimetrem).

Prawdopodobieństwo, że gniazdko uległo uszkodzeniu było minimalne, ale warto było sprawdzić czy taka sama sytuacja ma miejsce na przewodach odseparowanych od gniazdka. Ponadto przy użyciu multimetru moglibyśmy sprawdzić czy potencjał na przewodzie neutralnym jest równy potencjałowi na przewodzie fazowym. Nie jest to wcale oczywiste, a próbnik może wskazywać napięcie nawet jeśli potencjał jest na poziomie zaledwie kilkudziesięciu volt.

W odpowiedzi otrzymałem obszerny raport z sytuacji elektrycznej w mieszkaniu:

„(…)sprawdziłem zgodnie z Twoim zaleceniem napięcie w gniazdach ustawiając multimetr na zakres 500 V. We wszystkich gniazdach w mieszkaniu (poza tymi dwoma) jest napięcie rzędu 237 V. W tych felernych nie ma w ogóle!!!”

oraz

„Gniazdko I – są w nim dwa przewody (czarny i niebieski), na obydwóch jest faza, przewody są całe, nie upalone. Po odkręceniu przewodów od gniazda sytuacja bez zmian.”

Ok czyli mamy potwierdzenie, na obu przewodach znajduje się potencjał elektryczny (próbnik). Dzięki multimetrowi wiemy również, że ten potencjał jest identyczny (napięcie równe zero). Zakładając, że w innych gniazdkach jest napięcie ~237V (pomiędzy przewodem fazowym i neutralnym), to należy wysunąć przypuszczenie graniczące z pewnością, że potencjał o takim poziomie znajduje się na obu przewodach w miejscu pomiaru tj. przy gniazdku I.
Ponadto mamy również odpowiedź na pytanie o obecność przewodu ochronnego. W skrócie: brak.

„Nad gniazdem, pod sufitem jest puszka z przewodami (…) przewody są całe, ścisło poskręcane. Nie widać śladów żadnego zwarcia.”

Tą informację należy raczej uznać za nieistotną dla naszej sprawy. Puszki podsufitowe używane są najczęściej tylko i wyłącznie do obwodów oświetleniowych. Gniazdka połączone są na ogół bezpośrednio, zasilanie prowadzone jest od jednego do drugiego itd.

„Gniazdko II – są w nim dwie pary przewodów: czarny-niebieski i czarny-niebieski. We wszystkich czterech otworach gniazdka jest faza.
Po odkręceniu gniazda sytuacja wygląda następująco: na jednej parze przewodów (czarny-niebieski) nie ma fazy na żadnym z nich. Na drugiej parze (czarny-niebieski) faza jest na obydwóch przewodach.”

Kilka wniosków:

• Wygląda na to, że źródło problemu znajduje się poza tymi gniazdkami. Do gniazdka II doprowadzone są przewody (fazowy i neutralny), które posiadają potencjał elektryczny.
• Na podstawie opisu można narysować przypuszczalną topologię połączeń (rysunki poniżej).
  Test numer 1:
  
  Test numer 2:
  
• Skoro pozostałe gniazdka w mieszkaniu funkcjonują prawidłowo, a mimo tego na przewodzie neutralnym z zewnątrz doprowadzony jest potencjał elektryczny, należy odrzucić założenie, że problem znajduje się gdzieś pomiędzy gniazdkami (upalony przewód).
  
  
• Pytanie zatem brzmi, z którym gniazdem połączone jest Gniazdko II? Tam musi być problem skoro pozostałe gniazda są OK.
  „Jakieś przebicie lub raczej przewód neutralny (niebieski) prowadzący do Gniazda II nie był solidnie zamontowany i w trakcie eksploatacji podczas nagłego skoku prądu „odskoczył” i od tej pory dotyka śrubki (lub złącza) do której podłączone są przewody fazowe” – to były moje przemyślenia w tamtym momencie.

Przełom

Następnego dnia otrzymałem odpowiedź:

„(…)poszedłem do trzeciego gniazdka, które ma również dwie pary przewodów gdzie stwierdziłem, że jeden z niebieskich przewodów wysunął się z pod śrubki mocującej. Po jego podłączeniu wszystko wróciło do normy.
Te III gniazdo znajduje się w tym samym pomieszczeniu co gniazdo II i z tamtej strony idzie prąd do gniazda II i dalej do I. Tak więc prąd płynie od gniazda III poprzez II do I.”

I teoretycznie to by było wszystko. Niedokręcony przewód spowodował tyle zamieszania. Warto jednak jeszcze tutaj zaznaczyć dwie prawdopodobne przyczyny pojawienia się 230V na przewodzie neutralnym.

Pierwsza, o której wspomniałem powyżej to „odskoczenie przewodu” przez co przewód neutralny stykał się ze złączem przewodów fazowych lub z przewodem fazowym bezpośrednio. Taki efekt wydaje się być mało prawdopodobny, ale z drugiej strony być może z końcówki jednego z przewodów fazowych zdjęty był zbyt duży odcinek izolacji i wystarczyło niewiele aby przewody neutralny z fazowym się zetknęły.

Druga przyczyna to przewód neutralny zasilający gniazdko był odpięty i „wisiał” w powietrzu. A pojawienie się potencjału elektrycznego na przewodzie neutralnym prowadzącym do gniazd II i I było możliwe poprzez podpięte do jednego z gniazd (I, II, lub III) urządzenie. Ten przypadek oznaczałby jednak, że:

• Do wystąpienia efektu „fazy na neutralnym” konieczne było podpięcie urządzenia do jednego z gniazd i załączenie go.
• Gniazdo III nie działałoby poprawnie, podobnie jak „załączone” urządzenie, w końcu wszystkie te gniazda byłyby odseparowane od zasilającego przewodu neutralnego.

Warto wspomnieć o pojemności

W komentarzach poniżej, Sylwester zwrócił uwagę na możliwą przyczynę wskazania – przez próbnik – napięcia na przerwanym przewodzie neutralnym.

„W przewodzie neutralnym pojawiło się napięcie wykrywalne (neonówką) przez zjawisko indukcji.
Jak był temat próbnika napięcia też zwróciłem na to uwagę, ponieważ to częsty problem(zagadka) świeżych elektryków.”

No tak, niby przewód neutralny odłączony od przewodu zasilającego, poprowadzony jest zaledwie przez kilka gniazdek. Skąd tam ma się wziąć potencjał elektryczny? Właśnie dzięki temu, że przewód ten nie jest podłączony do zasilającego przewodu neutralnego i jego potencjał nie jest zrównany z potencjałem ziemi. Jeśli więc „coś” sprawi, że na odciętym od „świata” przewodzie neutralnym pojawi się potencjał, to nie będzie on miał gdzie „uciec”.
Dzięki zjawisku pojemności przewodów, część potencjału elektrycznego znajdującego się w przewodzie fazowym, może pojawić się w odseparowanym przewodzie neutralnym.

Dosyć gadania. Sprawdźmy to!

Rozkręciłem pierwsze lepsze gniazdko w mieszkaniu i „upaliłem zero” wypinając z niego przewody neutralne: zasilający (po prawej) i prowadzący do kolejnych gniazdek (po lewej) – oczywiście operacja odpięcia wykonana beznapięciowo. Oba przewody umieściłem w kostce elektrycznej w celu wykonania pomiarów.
Dwie uwagi:

1. W sumie odłączyłem w ten sposób od zasilania 7 gniazdek.
2. Wszystkie wtyczki urządzeń z felernych gniazdek zostały wypięte.

Po podaniu napięcia, na przewodzie fazowym (otwory po lewej stronie) próbnik wskazuje obecność napięcia.

W „upalonym” przewodzie neutralnym próbnik, którego zakres wynosi 110 – 250V AC (prądu zmiennego), nie wskazał napięcia. Pójdźmy jednak dalej…

Po zmierzeniu napięcia pomiędzy przewodem fazowym, a zasilającym przewodem neutralnym (widać końcówkę sondy wpiętej do kostki elektrycznej), otrzymałem elegancki wynik bliski 230V.

Pomiar napięcia pomiędzy przewodem fazowym, a przerwanym przewodem neutralnym wskazał jednak co innego (205V), sugerując że na przewodzie neutralnym znajduje się potencjał elektryczny.

To co pozostało? Sprawdzenie napięcia pomiędzy przewodami neutralnymi. No i mamy wynik! 27V „wyindukowało” się na „upalonym” przewodzie neutralnym. Jest to za mało w tym przypadku, żeby żarnik w próbniku napięcia zaczął pokazywać cokolwiek, ALE:

• Przypadki bywają różne – poziom napięcia w każdym z nich będzie inny
• Próbniki są różne
• Coś jest na rzeczy z tą pojemnością 🙂

Jeszcze szybkie sprawdzenie napięcia po rozłączeniu obwodu poprzez wyłączenie wyłącznika nadprądowego (odcinamy potencjał na przewodzie fazowym).
Napięcie pomiędzy przewodami neutralnymi zniknęło jak kamfora.

Podsumowanie

Rozwiązanie problemu okazało się być szybkie i bezbolesne (obyło się bez kucia ścian czy podłoża 🙂 ). Trzeba było jednak do tego rozwiązania dotrzeć, przecież przed jego znalezieniem nikt nam nie powie, czy problem jest trywialny czy wręcz przeciwnie.

Daj znać w komentarzu lub za pomocą innych niewerbalnych sygnałów czy odpowiada Ci taka forma artykułu. Podobnie sprawa się przedstawia, jeśli chciałbyś coś dodać do tej historii.

Być może, jako elektryk lub użytkownik miałeś jakąś sytuację, która jest warta opisania? Jeśli tak, zachęcam do kontaktu.