Stiskněte "Enter" pro přeskočení obsahu

Zjištění sledu fází a jednoduchý tester

15

První fáze, druhá fáze, třetí hnedka vedle ní, … sled fází, … Která je vlastně teda ta první fáze? A co je to ten sled fází?

Je skoro až s podivem, kolik lidí tápe nad pojmem „první fáze“, nebo sled fází. Přitom by se dalo říct, že jde o úplný základ „silnoproudařiny“. Rovnou z kraje říkám, že žádná univerzální první, druhá, ani třetí fáze neexistuje. Barva izolace vodiče na pořadí fází nemá už vůbec žádný vliv. Fázi, kterou si označíte jako první je pro vás jako první, jinde však může být stejný vodič označen třeba jako fáze druhá! To že ČEZ, nebo E.ON ve svém rozvaděči zapojuje první vodič jako černý, hnědý, nebo jakýkoliv jiný nemá na sled fází také žádný vliv. V podstatě to je stejné, jako byste chtěli na ozubeném kole určit který zub je první.

Podstatný je sled fází. Ten určuje, jakým směrem se budou otáčet 3f točivé stroje připojené k síti. V naší třífázové síti máme tři vodiče. Na každém vodiči je proti ostatním 400 V (proti vodiči N, nebo PE je to 230 V). Napětí na jednotlivých fázích „pulzuje“ a není tedy vždy stejné (je zde střídavé napětí). Vrcholky jednotlivých pulsů, neboli period jsou od sebe vzdáleny přesně 1/3 periody. A jednotlivé vrcholy period se pravidelně střídají.

Na obrázku níže je zobrazen průběh třífázového napětí v síti. Napětí, které první dosáhne vrcholu je první fáze, napětí které dosáhne vrcholu jako druhé je druhá fáze, …

Napětí třífázové sítě

Pro představu si vezměme trojúhelník (tři vrcholy symbolizují tři fáze). Na trojúhelníku si vyznačme vrcholy symboly L1, L2 a L3. Pokud se bude trojúhelník točit jedním směrem (pravotočivý směr) bude za L1 následovat L2, poté L3 a pak zase L1. Pokud druhým směrem (levotočivý směr), bude za L1 následovat L3, L2 a pak zase L1.

Teď opačně – „z elektrárny“ jdou tří fázová napětí která se střídají postupně L1, L2, L3, L1, … Když je napětí na fázi L1 největší, otočí se trojúhelník (zde už by mohl být třífázový motor) vrcholem L1 nahoru. Pokud je napětí na L2 největší otočí se trojúhelník vrcholem L2 nahoru. Už nyní je jasné jakým směrem je nutné s trojúhelníkem točit. Kdyby po L1 následovala L3 tak by se trojúhelník točil opačným směrem.

Na obrázku níže je znázorněn třífázový synchronní motor (nebo generátor). Na jednotlivé cívky by mohly být připojeny fázové vodiče. K cívce, kde je nejvyšší napětí je rotor natočen čelem. Postupným střídáním jednotlivých fází se motor roztočí. Směr rotace je závislý na pořadí střídání fází. Délky šipek mohou reprezentovat okamžité napětí na jednotlivých fázích – první šipka (nahoru/dolu) je napětí na první fázi (horní cívka); druhá šipka je napětí na druhé fázi (levá cívka) a třetí šipka napětí na třetí fázi (pravá cívka). Jde vidět, že napětí se mění průběžně ve všech třech fázích zároveň.

Animace synchronního motoru

Mít stejný sled fází ve všech zásuvkách má jednu velkou výhodu – všechny točivé stroje se po připojení budou točit stejným směrem. Není tedy potřeba používat reverzační přepínače, nebo po každém stěhování stroje kontrolovat směr otáčení a následně přepojovat vidlici, nebo vypínač. U mechanických elektroměrů (kotouček v elektroměru je vlastně malý motorek) je nutné dodržet správný sled fází kvůli tomu, aby elektroměr vůbec měřil procházející energii – odtud plyne požadavek distribučních společností na správný sled fází.

Protože kabely se třemi fázovými vodiči mají jednotlivé fáze rozlišeny barvami (černá, hnědá, šedá) je dobré na začátku instalace zapojit vodiče jednotlivých barev na fáze a tyto barvy udržovat dále v celé instalaci stejné. Podle místních zvyklostí jsou běžné kombinace černá-hnědá-šedá, nebo hnědá-černá-šedá. Já osobně zapojuji prvním způsobem. Jednak jsem na tento styl značení zvyklý (místní zvyklost) a když použiji hnědou barvu jako prostřední tak se lépe zapojují vypínače, protože v jednofázových kabelech je fázový vodič většinou hnědý – a hnědý vodič použiji i jako zpětný vodič mezi vypínači a poté ke světlu. Hnědý vodič je tedy stále uprostřed a nestřídám barvy při přechodu z kabelu CYKY-J a CYKY-O. Černý a šedý vodič použiji k přepínání – jsou tedy i na vypínačích jako krajní.

Měření sledu fází

Sled fází jde poměrně jednoduše změřit. Slouží k tomu specializované testery, nebo i obyčejná vadaska. Vadaska (zkoušečka napětí) je jinak nejmenší možná výbava při testování přítomnosti napětí – jednoduchým šroubovákům s doutnavkou (tzv. fázovka), případně displejem, nebo bezdotykovým testerům moc nevěřte. Je to pouze jednoduchá indikace a nemusí ukazovat dobře, případně naopak – může ukazovat napětí i když na vodiči v podstatě žádné není (je pouze naindukované z vedlejšího kabelu). Vadaska má doutnavku pouze pro test, ale je možné s ní obvod změřit i dvouvodičově – měřený obvod zatíží.

Způsob 1:

  • Na zadní straně vadasky uchopte kovový nýt (pokud tam je)
  • Měřici hrot na vadasce přiložíme na některou z fází
  • Měřící hrot na kabelu přiložíme na jinou fázi
  • Pokud doutnavka svítí – fáze na vadasce předbíhá fázi na kabelu – tuto fázi (na vadasce) lze použít jako první = L1
  • Pokud doutnavka nesvítí – fáze na kabelu předbíhá fázi na vadasce – tuto fázi (na kabelu) lze použít jako první = L1
  • Hrot vadasky přiložíme k fázi u které vadaska předtím nesvítila
  • Kabel vadasky přiložíme k poslední fázi
  • Pokud doutnavka svítí – fáze na vadasce předbíhá fázi na kabelu – tuto fázi (na vadasce) lze použít jako druhou = L2
  • Pokud doutnavka nesvítí – fáze na kabelu předbíhá fázi na vadasce – tuto fázi (na kabelu) lze použít jako druhou = L2
  • Poslední volnou fázi zapojíme jako třetí

Způsob 2:

  • Na zadní straně vadasky uchopte kovový nýt (pokud tam je)
  • Jeden fázový vodič zapojíme jako první fázi (je úplně jedno který)
  • Na připojenou první fázi se přiloží hrot vadasky a druhým hrotem se přiloží postupně na obě zbylé fáze
  • Ta fáze, u které svítí doutnavka se použije jako druhá
  • Poslední nezapojený vodič je třetí fáze
Určení sledu fází „vadaskou“ (graf je pouze přibližný)

Ve vadasce je obvod složený z rezistorů, kondenzátoru a doutnavky. Připojením vadasky na střídavé napětí dojde na kondenzátoru k fázovému posunu a tím zvýšení, nebo snížení napětí na doutnavce. Podle připojeného sledu fází se tedy doutnavka rozsvítí, nebo nerozsvítí.

Jednoduchou úpravou obvodu a připojením k třífázové síti lze detekovat sled fází na všech třech vodičích zároveň a stav signalizovat doutnavkami. Pokud je sled fází pravotočivý doutnavky svítí, v opačném případě nesvítí. Tento obvod jsem používal v jednoduchém měřiči sledu fází.

Můj starší měřič sledu fází

Nyní přináším schéma se znatelně zjednodušenou konstrukcí. Vystačí si s pouhými pěti součástkami. Schéma jsem dříve zahlédl v nějakém starém časopise (už ani nevím v kterém) a teď jsem si na něj vzpomněl.

Schéma měřiče sledu fází

Obvod funguje jednoduše. Na kondenzátoru vzniká fázový posun, který se podle rozdílu napětí na jednotlivých měřených fázích buď přičte, nebo odečte k napětí. Pokud se napětí na kondenzátoru odečítá, nevznikne v obvodu takové napětí, aby došlo k rozsvícení doutnavky. Nevýhodou obvodu je, že doutnavka svítí při výpadku fáze. Je tedy nutné navíc kontrolovat jestli jsou přítomny všechny tři fázová napětí.

Fázorové diagramy při rozdílném sledu fází
Opačný sled fází – doutnavka nesvítí (barvy vodičů neřešte)
Správný sled fází – doutnavka svítí

Dnes lze samozřejmě zakoupit specializované obvody („relé“) reagující na správný sled fází, výpadek fáze, přepětí, podpětí apod. Schémata zde slouží spíše jako zajímavost. Tento obvod by mohl sloužit jako jednoduchá doutnavková indikace vestavěná např. do svorkovnice motoru, nebo vhodným přepojením (snímáním svitu doutnavky, děličem, galvanickým oddělením, …) jako vstup pro MCU reagující na špatný sled fází.

  1. Kocour Kocour

    Ahoj,
    barevné označení vodičů fází je L1 HNĚDÁ – L2 ČERNÁ – L3 ŠEDÁ
    stane se, snaha se počítá… 😉

  2. Peťan: Jde o to, o jakou normu se člověk opírá. Pokud jde o ČSN 33 0166 (označování žil kabelů – norma pro výrobu kabelů), tak je zde uvedeno jak píšeš. Ale podle normy ČSN EN 60445 ed. 4 (která bude mimochodem v roce 2020 nahrazena) není barevné značení pevně definováno. Viz třeba zde. Je zde sice první barva uvedena jako černá (abecedně), ale s poznámkou, že pořadí barev neurčuje sled fází.
    Jak jsem tedy již psal výše, jde (alespoň zatím) o místní zvyklost, případně nějakou podnikovou normu. Pokud upřednostňuješ hnědou jako první, budeš s největší pravděpodobností někde z Moravy.
    • Jirka Jirka

      Jestli chcete měřit fáze ve Itálii nebo v Rumunsku pak je to jedno, ale u nás platí normy ČSN tedy L1 HNĚDÁ – L2 ČERNÁ – L3 ŠEDÁ.

      Peťan: Jmenujte prosím konkrétní normu a část. Od roku 2020 by se myslím mělo něco měnit.

      • Miky Miky

        Hnědá-Černá-Šedá je dle standardů Čezu a Eonu. Proto se to zapojuje takto. Je pražská energetika měla L1 černou…

        Peťan: ČEZ měl taky do nedávna jako první barvu černou, viz článek Přívod elektřiny – stavební rozvaděč a ČEZ. Ale i tak to jsou pouze připojovací podmínky dodavatele. Jaké barvy budou za jejich rozvaděčem je v podstatě „jedno“. I když je dnes nejčastější H-Č-Š. Myslím, že teď už to upravuje nějaká norma (nebavím se o normě na výrobu kabelů). Zkusím to zjistit.

    • Marek Marek

      Tři různé barvy pro každou fázi je dobrý nápad. Ale proč v tom dělat chaos . Za mne, nejjednodušší je jednu a to černou vyměnit za šedou. Optimálně tu třetí. Představte si, že máte starší rozvod černá / hnědá / černá. Dnes koupíte kabel ze šedou. Tak někde bude hnědá jako druhá fáze a jinde jako první fáze? Nebo budete přepojovat celý barák u starých kabelů na hnědá/černá/ černá, aby jste dle novější normy měli hnědou jako první? Přijde mi to jako nesmysl.

  3. Petr Nohejl Petr Nohejl

    Dobrý den
    Děkuji za velmi zdařilé pojednání o zjišťování sledu fází. Jen si dovolím poznámku/y k pořadí fází. Barva vodiče na pořadí fází nemá vliv, ale právě proto, že na pořadí fází záleží tak je označujeme barvami. Pro řešení rozvodů přenosových a distribučních soustav je životně důležité vědět, která fáze je vybrána jako první. Bez této znalosti nelze vyřešit paralelní spolupráci zdrojů a transformátorů.
    I ozubená kola mají svůj první zub. Bez jeho znalosti by nešlo realizovat časování ventilů.

    Peťan: Ano, to je samozřejmě pravda. Zde mám spíše na mysli sled fází z hlediska směru točení motorů. U paralelního chodu střídavých zdrojů je samozřejmě nutné dodržet více věcí.

  4. David David

    Díky za zajímavé pojednání. Tento web mi srozumitelně vysvětlil nejednu elektrikářskou „záhadu“.

    Peťan: Jsem rád, že se web pomohl 🙂

  5. ZSE,VSE ZSE,VSE

    na Slovensku:
    L1 čierna BLack
    L2 hnedá BRorn
    L3 sivá GRey

  6. Zdeněk Zdeněk

    Ahoj,
    Mám dotaz ohledně funkce SN4 při měření sledu fází, konkretně diody která má zhasnout při opačném sledu jak je ukázáno na videu. Bohužel mě při měření diody svítí stále i když přehodím z L1-L2 na L2-L1.
    Co dělám špatně?
    Dík.

    Peťan: Nemá zhasnout dioda, ale doutnavka. Je potřeba držet nýt na spodní straně zkoušečky.

    • Zdeněk Zdeněk

      Ano, špatně jsem se vyjádřil – doutnavka svítí i když přehodím jak jsem výše popsal.
      Co teď?

      • Tomáš Skočdopole Tomáš Skočdopole

        Jsou tam 2 doutnavky. Jedna je pro přítomnost fáze (oranžová, ta svítí vždy) a druhá je slabá zelená a ta detekuje pořadí fází. Návody na Vadas SN-4 jsou špatné !

        • Tomáš Skočdopole Tomáš Skočdopole

          Ještě oprava. Nechápu to, ale na jedné budově mi to funguje tak, že doutnavka při špatném sledu zhasne. Ale v jiné budově svítí stále oranžová doutnavka a při správném sledu se rozsvítí jiná zelená doutnavka. Ale v té budově, kde svítí ta zelená, je spousta strojů s měniči, tak možná tam jsou nějaké bludné vysoké frekvence.

  7. David Mašek David Mašek

    Ještě existuje jedno hrozně jednoduché zapojení, ale není tolik odolné – nesmíte si rozbít žárovky. Do hvězdy jsou zapojeny jenom 3 věci: Kondenzátor 2uF/400V a 2 žárovky 230V 60W (fungují i 100W). Ideálně Vám bude svítit všude jedna a ta samá žárovka a u špatně točící zásuvky nebo překříženého prodlužováku se rozsvítí zase ta druhá.

    Peťan: Díky za komentář. Vyzkouším to 🙂

  8. Ivo Marek Ivo Marek

    No víte, samozřejmě 1.fáze existuje. Na první fázi je v elektroměrovém rozvaděči zapojeno HDO. Na 1.fázi superponuje ČEZ řídící signál pro ovládání HDO. Bez toho by HDO nefungovalo. Nemůžete zapojit HDO na 2. nebo 3.fázi. To ČEZ pozná a máte kontrolu na elektroměru.

    Peťan: Signál HDO je superponován na všechny fáze. A i v případě, že by to bylo pouze na jednu fází, je to na straně vn. Signál by se do všech fází zavlekl přes vn/nn transformátory. Kdyžtak něco o HDO mám v tomto článku. S tou první fází je to spíše tak, aby to bylo všude stejně.

  9. Pavel Pavel

    Děkuji za perfektní rozbor, názorné návody i podnětné poznámky.
    Ke sledu fází, respektive k L1-L3 ´, si také dovolím přiložit polínko. Naprosto souhlasím že točivému stroji je jedno jakou barvu má kabel nebo jestli mám na první pozici L3 nebo L1. S rozvojem fotovoltaiky je ovšem nutné znát skutečné pořadí fází v místě měření. Při měření odběrů a přetoků do sítě může špatný sled zapojení fází vést k špatnému měření dodané či odebrané energie.
    Jde o čerstvou zkušenost léta 2022 (mého souseda), přehození sledu fází, po zapojení přetoků z FVE rodinného domu, znamenalo platbu cca 12 tisíc Čezu za odběr energie v 07/22. Realizační firma třikrát předělávala (hledala kde je problém) a až analyzátor sítě určil sled fází L1, L2, L3 a přetok z FVE se „přefázoval“ dle sítě a od té doby vše v pořádků.
    Pro mne poučení : „nejen v distribuční síti na skutečném pořadí fází ZÁLEŽÍ“.

    Peťan: Ono to není tak o sledu fází, jako o celkovém přehození vodičů. Sled fází může být správný, ale když se třeba na střídači zapojí L1-L2-L3 a na smartmeteru L2-L3-L1, tak je sled fází OK, ale měří a dodává to samozřejmě špatně. Střádač má prostě špatná data a na ty reaguje.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *