Kā darbojas trīsfāzu strāvas tīkls ar izolētu neitrālu

Elektriskie tīkli var strādāt ar iezemētu vai izolētu transformatoru un ģeneratoru neitrāli... 6, 10 un 35 kV tīkli strādā ar izolētu transformatoru neitrāli. 660, 380 un 220 V tīkli var darboties gan ar izolētu, gan iezemētu neitrālu. Izplatītākie četru vadu tīkli 380/220, kas atbilst prasībām elektroinstalācijas noteikumi (PUE) jābūt iezemētai neitrālai.

Apsveriet tīklus ar izolētu neitrālu... 1.a attēlā parādīta šāda trīsfāzu strāvas tīkla diagramma. Tinums ir parādīts savienots ar zvaigznīti, bet viss, kas teikts zemāk, attiecas arī uz sekundārā tinuma pievienošanu trīsstūrī.

Rīsi. 1. Trīsfāzu strāvas tīkla diagramma ar izolētu neitrālu (a). Tīkla zemējums ar izolētu neitrālu (b).

Neatkarīgi no tā, cik laba ir kopējā tīkla strāvu daļu izolācija no zemes, tīkla vadītāji vienmēr ir savienoti ar zemi. Šīs attiecības ir divējādas.

1. Strāvas daļu izolācijai ir noteikta pretestība (vai vadītspēja) attiecībā pret zemi, ko parasti izsaka megomos.Tas nozīmē, ka noteikts strāvas daudzums plūst caur vadu izolāciju un zemi. Ar labu izolāciju šī strāva ir ļoti maza.

Pieņemsim, ka, piemēram, spriegums starp tīkla vienas fāzes vadu un zemi ir 220 V, un šī vada izolācijas pretestība, mērot ar megohmetru, ir 0,5 MΩ. Tas nozīmē, ka strāva uz zemi 220 no šīs fāzes ir 220 / (0,5 x 1 000 000) = 0,00044 A vai 0,44 mA. Šo strāvu sauc par noplūdes strāvu.

Parasti lielākas skaidrības labad izolācijas pretestības diagrammā trīs fāzes r1, r2, r3 ir attēlotas pretestību veidā, katra savienota ar vienu stieples punktu. Faktiski noplūdes strāvas darba tīklā ir vienmērīgi sadalītas visā vadu garumā, katrā tīkla sadaļā tās ir aizvērtas caur zemi, un to summa (ģeometriskā, tas ir, ņemot vērā fāzes nobīdi) ir nulle.

2. Otrā tipa savienojumu veido tīkla vadu kapacitāte attiecībā pret zemi. Ko tas nozīmē?

Katru tīkla vadu un zemējumu var uzskatīt par diviem iegarenas kondensatora plāksnes… Gaisvadu līnijās vadītājs un zemējums ir kā kondensatora plāksnes, un gaiss starp tiem ir dielektrisks. Kabeļu līnijās kondensatora plāksnes ir kabeļa serdeņa un metāla apvalks, kas savienots ar zemi, un izolators ir izolācija.

Ar mainīgu spriegumu kondensatoru lādiņu izmaiņas izraisa maiņstrāvas parādīšanos un plūsmu caur kondensatoriem. Šīs tā sauktās kapacitatīvās strāvas darba tīklā ir vienmērīgi sadalītas pa vadu garumu un katrā atsevišķā sekcijā tās arī ir noslēgtas caur zemi. attēlā.1, un trīs fāžu kondensatoru pretestības pret zemi x1, x2, x3 parasti tiek parādītas savienotas ar vienu tīkla punktu. Jo lielāks ir tīkla garums, jo lielāka ir noplūde un kapacitatīvās strāvas.

Paskatīsimies, kas notiks 1. attēlā redzamajā un tīklā, ja kādā no fāzēm (piemēram, A) radīsies zemējuma defekts, tas ir, šīs fāzes vadītājs tiks savienots ar zemi caur salīdzinoši mazu pretestība. Šāds gadījums ir parādīts 1. attēlā, b. Tā kā pretestība starp vadu fāzi A un zemi ir maza, tad šīs fāzes noplūdes pretestība un kapacitāte uz zemi tiek šunta ar zemējuma pretestību Tagad tīkla UB līnijas sprieguma ietekmē noplūdes strāvas un divu darba fāžu kapacitatīvās strāvas iet caur bojājuma punktu un zemi. Pašreizējie ceļi attēlā ir norādīti ar bultiņām.

1. attēlā parādīto īssavienojumu b sauc par vienfāzes zemējuma defektu, un tā rezultātā radušos bojājuma strāvu sauc par vienfāzes strāvu.

Tagad iedomājieties, ka vienfāzes īssavienojums izolācijas bojājuma dēļ ir noticis nevis tieši zemē, bet gan kāda elektriskā uztvērēja korpusā - elektromotorā, elektriskajā aparātā vai metāla konstrukcijā, uz kuras ir uzlikti elektrības vadi ( 2. att.). Šādu slēgšanu sauc par korpusa īssavienojumu. Ja tajā pašā laikā elektriskā uztvērēja korpuss vai konstrukcija nav savienota ar zemi, tie iegūst tīkla fāzes potenciālu vai tuvu tam.

Rīsi. 2. Īssavienojums ar rāmi tīklā ar izolētu neitrālu

Pieskarties ķermenim ir tas pats, kas pieskarties fāzei.Slēgta ķēde veidojas caur cilvēka ķermeni, apaviem, grīdu, zemi, noplūdes pretestību un izmantojamo fāžu kapacitāti (vienkāršības labad kapacitatīvās pretestības nav parādītas 2. att.).

Strāva šajā īssavienojumā ir atkarīga no tā pretestības un var nopietni ievainot vai nogalināt cilvēku.

Rīsi. 3. Cilvēks pieskaras vadam tīklā ar izolētu neitrālu zemējuma klātbūtnē tīklā

No teiktā izriet, ka, lai strāva iet caur zemi, ir jābūt slēgtai ķēdei (dažkārt tiek iedomāties, ka strāva "iet uz zemi" nav taisnība). Tīklos ar izolētu neitrālu spriegumu līdz 1000 V noplūdes un kapacitatīvās strāvas parasti ir nelielas. Tie ir atkarīgi no izolācijas stāvokļa un tīkla garuma. Pat plašā tīklā tie atrodas dažos ampēros un mazāk. Tāpēc šīs strāvas parasti nav pietiekamas, lai izkausētu drošinātājus vai pārtrauktu savienojumu automātiskie slēdži.

Spriegumā virs 1000 V kapacitatīvām strāvām ir primāra nozīme; tie var sasniegt vairākus desmitus ampēru (ja to kompensācija nav paredzēta). Taču šajos tīklos bojāto posmu atslēgšanu vienfāzes bojājumu laikā parasti neizmanto, lai neradītu piegādes pārtraukumus.

Tāpēc tīklā ar izolētu neitrālu vienfāzes īssavienojuma klātbūtnē (par ko signalizē izolācijas vadības ierīces) elektriskie uztvērēji turpina strādāt. Tas ir iespējams, jo vienfāzes īssavienojuma gadījumā līnijas spriegums (fāze līdz fāzei) nemainās un visi elektriskie uztvērēji saņem strāvu bez pārtraukuma.Bet vienfāzes bojājuma gadījumā tīklā ar izolētu neitrālu nebojāto fāžu spriegumi attiecībā pret zemi palielinās līdz lineāri, un tas veicina otrā zemējuma defekta parādīšanos citā fāzē. Iegūtais dubultais zemējuma defekts rada nopietnus draudus cilvēkiem. Tāpēc jebkurš tīkls ar vienfāzes īssavienojumu tajā jāuzskata par ārkārtas situāciju, jo vispārējie drošības apstākļi šādā tīkla stāvoklī strauji pasliktinās.

Tātad "zemes" klātbūtne palielina bīstamību elektrošoks pieskaroties spriegumaktīvajām daļām. To var redzēt, piemēram, no 3. attēla, kurā parādīta bojājuma strāvas pāreja, nejauši pieskaroties A fāzes strāvu nesošajam vadītājam un neremontētam "zemējumam" fāzē C. Šajā gadījumā cilvēks atrodas reibumā. tīkla līnijas sprieguma. Tāpēc vienfāzes zemējuma vai rāmja defekti ir jānovērš pēc iespējas ātrāk.