Upalony przewód neutralny N

Spróbuję wyjaśnić temat w prosty sposób, aczkolwiek zdaję sobie sprawę, że w pewnej części może być błąd, gdyż nie do końca wiem czy tak się zachowa zabezpieczenie ale opiszę to niżej.

Znalazłem grafikę w internecie i zmodyfikowałem ją troszkę na potrzeby wyjaśnień. Założenie Piotra przy mojej grafice też troszkę zmodyfikuję. U mnie (w teoretycznym rozważaniu) przewód przepalił się za rozłącznikiem, a nie jak Piotr napisał przy wejściu do rozdzielnicy. Przy omawianym problemie myślę, że to bez różnicy więc zabezpieczenie możemy wykreślić. Układ sieci TN-S, a więc do rozdzielni przychodzą nam 3 żyły fazowe, jedna neutralna i jedna ochronna.

Kolorem niebieskim oznaczone są żyły neutralne.
Kolorem czerwonym oznaczone są żyły fazowe, L1, L2 i L3
Kolorem jasnym zielonym oznaczone są żyły ochronne
Kolor ciemno zielony odpowiada za odnośnik do danego tekstu
Kolor szary i pomarańczowy odpowiadają za zaciski miernika
W niebieskiej ramce jest wskazana wartość odczytana z multimetru

Upalił nam się przewód neutralny (symbol ogniska) przed listwą zaciskową N, a więc wystąpiła przerwa w obwodzie. Dla uproszczenia, przyjąłem że obwód zamknie nam się przez tradycyjną żarówkę w prawym dolnym rogu, zaznaczone fioletowym kolorem. W tym momencie w żyle neutralnej pojawia nam się potencjał, zbliżony do tego z fazy L3 (napięcie mierzone na listwie N i PE powinno wynosić około 230V, a na N i L3 ~ 0V), dlatego przy listwie zaciskowej N zaznaczyłem, że zmienia się na L3. 
Co w takim przypadku dzieje się w gniazdach z piekarnika, pralki, lodówki? Do takich urządzeń dochodzi napięcie około 400V i najczęściej wybuchają warystory w takich urządzeniach. Czasem elektronika jest do wyrzucenia, czasem zepsuje się jeszcze inna część a czasem wystarczy wymienić sam warystor i urządzenie będzie działać. W każdym bądź razie, taka sytuacja może uszkodzić nam bardzo wiele urządzeń podłączonych do naszej instalacji.

I tu rodzi się moja wątpliwość. Jak zachowają się zabezpieczenia różnicowoprądowe w takim przypadku? Tego do końca nie wiem. Myślę jednak, że taki stan (zamiast N mamy potencjał którejś z faz) trwa bardzo krótko i zdąży nam zniszczyć urządzenia zanim zadziałają zabezpieczenia.

Co nam się uszkodzi w domu? Teoretycznie uszkodzeniu mogą ulec wszystkie urządzenia podłączone do sieci, które otrzymały napięcie wyższe niż 275V (to chyba minimalna dopuszczalna wartość warystora w urządzeniach zasilanych 230V ale i tu mogę się mylić). Dla uproszczenia przyjąłem że na zacisku N potencjał wyrówna się z potencjałem L3, w praktyce nie musi to być pełne 230V(N-PE) lub 400V(L2-N, L1-N). 

Na tym rysunku brakuje jeszcze ochronnika przepięć. Ale czy uratuje on nas przed tego typu sytuacją? Niestety nie znam dokładnej odpowiedzi na to pytanie ale myślę że całkowicie nie uchroni wszystkich urządzeń.

Jak widać sam mam kilka wątpliwości jak dokładnie sytuacja się potoczy w takim przypadku, wolę dopisać, że czegoś dokładnie nie wiem niż podawać ewentualnie błędne informacje jako pewnik. Uczymy się całe życie, a ja chętnie dowiem się czy w tym przypadku rozumuję prawidłowo.

Jak zabezpieczyć się przed tego typu sytuacjami? Wykonywać pomiary oraz okresowe przeglądy instalacji elektrycznej, to podstawa o którą z pewnością przypomni się ubezpieczyciel w razie takiego zdarzenia. Brak dokumentów z pomiarów i przeglądów instalacji może posłużyć ubezpieczycielowi jako powód do odmowy wypłaty odszkodowania lub zmniejszenia wypłacanej kwoty.

Prosto rzecz ujmując - w przypadku uszkodzenia przewodu neutralnego (N), na odbiornikach zamiast 230VAC pojawi się napięcie ok. 400VAC.

Większość urządzeń RTV, AGD i elektroniki konsumenckiej się uszkodzi przy nawet krótkotrwałym pojawieniu się takiego skoku napięcia.

Dla elektryków będzie też interesujący fakt, iż podanie napięcia międzyfazowego na obwód testowy RCD często spowoduje ich uszkodzenie - zakres napięcia dla testu RCD to często 230VAC +/- , więc napięcie ~400V najpewniej uszkodzi rezystor w układzie testowym.

Co więcej, często stosowane ograniczniki przepięć warystorowe, zaczynają przewodzić gdy przyłożymy niecałe 300VAC na ich zaciski, taki długotrwały stan może doprowadzić do uszkodzenia wkładów.

Poradnik stosowania wyłączników różnicowoprądowych

WEBINAR - wszystko co warto wiedzieć o wyłącznikach różnicowoprądowy

Aby wyjaśnić co stanie się w instalacji dwu lub trójfazowej, należy zacząć od wytłumaczenia co to jest napięcie fazowe i międzyfazowe.

Napięcie fazowe jest to napięcie, które mierzymy pomiędzy dowolna fazą (L1; L2; L3) a przewodem neutralnym (N) i wynosi 230V.

Napięcie międzyfazowe jest to napięcie, które mierzymy pomiędzy dowolnymi fazami (L1; L2; L3) i wynosi 400 V.

W celu łatwiejszego zrozumienia proponuję zapoznać się z poniższymi uproszczonymi schematami.

Uwaga dla elektryków.

Na przedstawionym schemacie w przypadku przerwania przewodu neutralnego, napięcie jakie wystąpi pomiędzy przerwanym przewodem neutralnym (N) a dowolną fazą (L1; L2; L3) w tym wypadku zależy od rezystancji żarówki. Dla łatwiejszego zrozumienia w uproszczeniu przyjąłem, że na odbiorniku nie wystąpią spadki napięć.

Jeśli mamy w domku jednorodzinnym instalację trójfazową w układzie TN-S to w takiej instalacji mamy trzy przewody fazowe (L1, L2 i L3), przewód ochronny PE (żółto-zielony) oraz przewód neutralny N oznaczony kolorem niebieskim. 

Przy podłączonym urządzeniu mamy zamknięty obwód poprzez przewód fazowy i neutralny. Gdy nastąpi upalenie się przewodu neutralnego tj. jego przerwanie, na urządzeniach pojawia się napięcie większe niż 230V dochodzące nawet do 400V, które podłączone do obwodu i zabezpieczeń urządzenia nie wytrzymują takiej wartości napięcia, powodując ich uszkodzenie (głównie są to warystory odpowiedzialne za elektronikę w tych urządzeniach). Może to spowodować duże stary w uszkodzonych urządzeniach, a nie zawsze da się dane urządzenie w takim przypadku naprawić...

W rozdzielnicy zawsze powinien być jeszcze zainstalowany ogranicznik przepięć. Tylko czy on w tym przypadku coś pomoże? Czy zastosowany w danym obwodzie wyłącznik różnicowoprądowy sobie poradzi w takiej sytuacji?

Trudno jest odpowiedzieć na takie pytania. Uważam jednak, że poruszony temat jest bardzo ciekawy i chciałbym się dowiedzieć czegoś więcej na ten temat.

Odnosząc się do wątpliwości kolegi @Gwozdziu944 a mianowicie:

I tu rodzi się moja wątpliwość. Jak zachowają się zabezpieczenia różnicowoprądowe w takim przypadku? Tego do końca nie wiem. Myślę jednak, że taki stan (zamiast N mamy potencjał którejś z faz) trwa bardzo krótko i zdąży nam zniszczyć urządzenia zanim zadziałają zabezpieczenia.

Zapraszam do dyskusji nt.: https://laczynasnapiecie.pl/pytanie/przerwania-przewodu-neutralnego-n-a-dzialanie-wylacznika-roznico

Proszę, tak było po zdjęciu pokrywy licznika 3-faz z przed tygodnia może nie upalony przewód jak po prostu nie podłączony przez firmę zewnętrzną przy wymianie licznika w domu jednorodzinnym. Straty duże kocioł C.O. ,  elektronika w domu mała i drobna, zegarki, tuner, TV, alarm, zasilacze, transformatorki, monitoring CCTV, okap kuchenny, po prostu to co było włączone do gniazd 1-faz na stałe, żarówki w domu i na tarasie strzelały i wylatywały z sufitu, oprawy LED i świetlówkowe w garażu trzask, swąd i ciemnica. Napięcia międzyfazowe zamykające się przez siebie bez N napięcia dochodziły do 300V więc nie miało to prawa działać. Szkody ogromne około 20 tyś jak na razie to co właściciel w jeden dzień sprawdził, reszta protokoły się robią dla ubezpieczyciela.

O dziwo lodówka działa, piekarnik (zegar), płyta indukcyjna