Prečo je potrebný neutrálny vodič (nulák) ?

Čo je to neutrálny vodič ?

Nulový vodič (tiež nazývaný neutrálny vodič alebo nulák) je jeden z kľúčových vodičov v elektrickej inštalácii, ktorý zabezpečuje bezpečný a funkčný chod elektrických spotrebičov. Technicky ide o vodič pripojený na nulovú (stredovú) svorku zdroja elektriny - v prípade domácností na transformátor distribučnej siete. Jeho hlavnou úlohou je uzatvoriť elektrický obvod tým, že poskytuje spätnú cestu pre elektrický prúd z vášho spotrebiča späť do zdroja.

Bez tohto vodiča by spotrebič nemohol fungovať, pretože prúd potrebuje kompletnú cestu od zdroja cez spotrebič a späť. V bežnej domácej inštalácii rozpoznáte nulový vodič podľa svetlomodrej farby izolácie. Spolu s fázovým vodičom (hnedý alebo čierny) a ochranným zemným vodičom (žlto-zelený) tvorí štandardnú trojžilovú inštaláciu.

Základné charakteristiky nulového vodiča:

• Farba: svetlomodrá izolácia podľa platných noriem
• Napätie: v ideálnom stave má nulový potenciál voči zemi (0V)
• Funkcia: uzatvára elektrický obvod a umožňuje návrat prúdu do zdroja
• Rozdiel oproti fáze: medzi fázovým a nulovým vodičom je napätie 230V potrebné pre domáce spotrebiče. Viac o elektrickej inštalácii

Prečo je potrebný neutrálny vodič (nulák)?

Neutrálny vodič je absolútne nevyhnutný pre fungovanie väčšiny elektrických spotrebičov v domácnosti. Bez neho by elektrický obvod nebol uzatvorený a prúd by nemal cestu, ako sa vrátiť späť do zdroja. Predstavte si to ako okruh vody - voda musí mať cestu tam aj späť, aby systém fungoval. Podobne elektrický prúd potrebuje fázový vodič na príchod a nulový vodič na návrat.

V praxi to znamená, že bez nuláka sa žiarovky nerozsvieti, spotrebiče sa nespustia a zásuvky nebudú fungovať. Hoci môžete niekedy pozorovať slabé svietenie alebo mierny pohyb spotrebiča aj bez pripojeného nuláka (kvôli parazitným kapacitám a vodivosti cez zem), ide len o nežiadúci jav a spotrebič nemôže fungovať normálne ani bezpečne.

Hlavné dôvody, prečo je nulák nevyhnutný:

• Uzatvára elektrický obvod: poskytuje spätnú cestu pre prúd zo spotrebiča späť do transformátora
• Zabezpečuje stabilné napätie: rozdiel potenciálov medzi fázou (230V) a nulákom (0V) vytvára potrebných 230V pre spotrebiče
• Umožňuje fungovanie ochrán: bez nuláka nemôžu správne fungovať ističe a prúdové chrániče
• Bezpečnosť prevádzky: bez nuláka môžu vznikať nebezpečné situácie s nestabilným napätím. Viac o elektrickej bezpečnosti
• Referenčný bod: nulák slúži ako referenčný bod pre meranie napätia v celej inštalácii

Dôležité upozornenie: Nikdy nepoužívajte ochranný zemný vodič (žlto-zelený) namiesto nulového vodiča. Hoci sú oba pripojené na zem, majú úplne odlišné funkcie a takéto zapojenie je nebezpečné a v rozpore s normami.

Prečo inteligentné Z-Wave On/Off spínače (relé moduly) nemôžu byť použité bez neutrálneho vodiča (nuláku)

Jedna z najčastejších a najbežnejších otázok, s ktorou sa stretávame je "Prečo neexistujú Z-Wave On/Off spínacie moduly, ktoré pracujú v 2 vodičovom systéme", alebo "Ktoré Z-Wave relé moduly pracujú bez neutrálneho vodiča".

V takomto prípade vždy odporúčame použiť stmievač (Fibaro Stmievač 2), ktorý práve môže pracovať v dvojvodičovom systéme (bez potreby neutrálneho vodiča). Nakoľko momentálne nie je dostupný Z-Wave relé modul, tj. inteligentný Z-Wave On/Off spínač, ktorý by práve bez neutrálneho vodiča mohol byť použitý.

Ale to predsa nedáva zmysel, stmievač vyzerá ako komplexnejšie zariadenie oproti On/Off spínaču (relé modulu). Práve túto skutočnosť sa budeme snažiť v tomto krátkom príspevku vysvetliť. Rovnako uvedieme ako tieto zariadenia principiálne a veľmi zjednodušene fungujú. Spomenieme klasické mechanické prepínače a pokúsime sa vysvetliť fungovanie inteligentných On/Off spínačov a stmievačov, ktoré možno ovládať bezdrôtovo.

Klasický 2-vodičový obvod

Keď sa bavíme o 2-vodičovom svetelnom okruhu máme na mysli, že pod vypínačom, ktorý ovláda tento svetelný okruh nie je dotiahnutý neutrálny vodič (nulák).

Ak sa pozriete na obrázok 1, uvidíte, že svetelný nástenný vypínač má iba dva vodiče:

1. vodič = Stála Fáza (Live), ktorá má stále napájanie

2. vodič = Spínaná Fáza (Switched Live), ktorá vedie priamo na svetelnú záťaž a napätie na tomto vodiči, závisí od stavu vypínača

Keď je nástenný vypínač (Wall Switch) zopnutý -> Spínaná Fáza je živá (pod napätím) a vedie prúd priamo na svetlo, tento stav umožňuje aby prúd z 1. vodiča Stálej Fázy tiekol priamo na svetlo, ktoré je pripojené na Neutrálny vodič – čo umožňuje aby bola svetelná záťaž zapnutá. Takto práve vyzerá bežný kompletný elektrický okruh. Keď je nástenný vypínač rozopnutý, žiadny prúd netečie a svetelná záťaž je vypnutá. Takýto okruh by mal byť známy väčšine z nás, nakoľko sa jedná o základný svetelný okruh, o ktorom sme sa učili v škole.

Obrázok 1: Klasický svetelný okruh

Pridanie stmievača

Ak nahradíme mechanický vypínač za stmievač, ten bude bezproblémovo pracovať v 2-vodičovom okruhu (obrázok 2). Stmievače fungujú redukovaním/zmenšovaním pretekajúceho prúdu v okruhu pokým nie je prúd taký nízky, že svetelná záťaž nesvieti. To znamená, že aj keď musíte nastaviť stmievač na 0% a svetelná záťaž nesvieti, konkrétny obvod nie je úplne vypnutý. Nachádza sa tam malý elektrický prúd pretekajúci zo Stálej Fázy cez stmievač, cez svetelnú záťaž k Neutrálu. Takýto malý prúd postačuje na to aby bol stmievač a jeho bezdrôtová elektronika napájaná a zariadenie bolo živé. Vďaka tomu, môžete stále ovládať stmievač bezdrôtovo (alebo manuálne) či je svetelná záťaž zapnutá alebo vypnutá – čo je presne to čo chcete od inteligentného zariadenia.

Obrázok 2: Stmievač v 2-vodičovom okruhu

Ale čo vypínače ?

Ak pridáme elektronický inteligentný spínač alebo relé (ako sú napríklad Z-Wave moduly), môžete vidieť, že tieto elektronické spínače sú namieste klasického vypínača. Ak je spínač zopnutý, prúd bude tiecť okruhom a poskytovať energiu elektronike a svetelnej záťaži. Keď sa ale spínač rozopne, prúd prestane tiecť, takže okruhom netečie žiadny prúd, ktorý by napájal elektronický inteligentný spínač alebo ovládaciu elektroniku relátka – jednoducho bude takýto modul s elektronickým spínačom mŕtvy a nebude schopný komunikovať.

Práve pre toto momentálne nie sú na trhu žiadne spínače alebo relé moduly, ktoré by pracovali v 2-vodičovom okruhu bez priameho pripojenia k neutrálnemu vodiču.

Obrázok 3: Jednoduchý spínač v 2-vodičovom okruhu.

Jediný spôsob ako použiť relé modul v svetelnom okruhu je pomocou pripojenia priamo na Stálu Fázu a Neutrálny Vodič (nulák) tak ako je znázornené na obrázku 4.

Obrázok 4: Relé modul pripojený priamo k neutrálu.