Elektrisko tīklu izmantošana ar izolētu neitrālu

Izolēta neitrāla ir transformatora vai ģeneratora neitrāla, kas nav savienota ar zemējuma ierīci vai ir savienota ar to caur lielu pretestību.

Elektrotīklos ar izolētu neitrālu izmanto 380 — 660 V un 3 — 35 kV spriegumu elektrotīklos.

Tīklu pielietojums ar izolētu neitrāli pie sprieguma līdz 1000 V

Trīs vadu elektrotīkli ar izolētu neitrālu tiek izmantotas pie sprieguma 380 — 660 V, kad nepieciešams ievērot paaugstinātās elektrodrošības prasības (ogļraktuvju, potaša raktuvju, kūdras raktuvju elektriskie tīkli, mobilās iekārtas). Mobilo elektroinstalāciju tīklus var realizēt ar četriem vadiem.

Normālā darbībā tīkla fāžu spriegumi uz zemi ir simetriski un skaitliski vienādi ar iekārtas fāzes spriegumu, un strāvas avota fāzēs ir vienādas ar fāzes slodzes strāvām.

Tīklos ar spriegumu līdz 1 kV (parasti īss garums) fāžu kapacitatīvā vadītspēja attiecībā pret zemi netiek ņemta vērā.

Kad cilvēks pieskaras tīkla fāzei, strāva iet caur viņa ķermeni

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

kur Uf — fāzes spriegums; r3 — cilvēka ķermeņa pretestība (ņem 1 kΩ); z — pretestība no fāzes izolācijas līdz zemei ​​(100 kΩ vai vairāk katrā fāzē).

Kopš z >>r3 strāva I ir niecīgi maza. Tāpēc cilvēkam ir samērā droši pieskarties fāzei. Tieši šis apstāklis ​​nosaka izolētas nulles izmantošanu to objektu elektroietaisēs, kuru telpas no cilvēku elektriskās strāvas trieciena bīstamības viedokļa ir klasificētas kā īpaši bīstamas vai paaugstinātas bīstamības.

Bojātas izolācijas gadījumā, kad z << rz, cilvēks, pieskaroties fāzei, nonāk zem fāzes sprieguma. Šajā gadījumā strāva. iekļūšana caur cilvēka ķermeni var pārsniegt letālo vērtību.

Vienfāzes zemējuma defektos bojāto fāžu spriegums attiecībā pret zemi palielinās lineāri, un strāva, kas iet caur cilvēka ķermeni, kad tas īssavienojuma brīdī pieskaras neskartajai fāzei, vienmēr ir bīstama, jo sasniedz vairākus simtus. miliamperi (šeit z << rз un vērtības vietā Formulā jāaizstāj līnijas sprieguma Uf vērtība, t.i., √3.

Iepriekšminētā sekas ir izmantošana šādos tīklos kā aizsargpasākums aizsardzības atvienošanai vai zemēšanai kombinācijā ar stāvokļa uzraudzības izolācijas tīkliem. Šajās elektroietaisēs nav pieļaujama ilgstoša tīkla darbība ar vienfāzes zemējuma defektiem.

Pamats zemējuma izmantošanai kombinācijā ar šķērsgriezuma izolācijas uzraudzību ir fakts, ka cietā zemējuma strāva Ic tīklos ar izolētu neitrālu, tā nav atkarīga no elektroiekārtu korpusu zemējuma pretestības, kas nav normāli barots (sakarā ar to, ka zemējuma punkta vadītspēja ir ievērojami augstāka par neitrālas, izolācijas un fāzes jaudas vadītspējas summu attiecībā pret zemi), un bojātās fāzes spriegums attiecībā pret zemi Uz ir neliela daļa no avota fāzes sprieguma.

Daudzumu AzSand Uz vērtības simetrisko pretestību izolācijai attiecībā pret zemi nosaka šādi:

Azh = 3Uf/z, Uz = Ažs x rz = 3Uφ x (rz/z)

kur rz — elektroiekārtu korpusu zemējuma pretestība. Kopš z >> rz, tad Uz << Uf.

Kā redzams no formulām, tīklos ar izolētu neitrālu vienas fāzes īssavienojums uz zemi neizraisa īssavienojuma strāvas, strāva I ir vairāki miliamperi. Aizsardzības izslēgšana nodrošina automātisku elektroinstalācijas izslēgšanu elektriskās strāvas trieciena gadījumā un pazemes tīklos balstās uz automātisku izolācijas stāvokļa uzraudzību.

Tīklu ar izolētu neitrālu pielietojums pie sprieguma virs 1000 V

Trīs vadu elektrotīklos ar spriegumu virs 1 kV ar izolētu neitrālu (ar zemu zemējuma strāvu) ietilpst tīkli ar spriegumu 3–33 kV. Šeit nevar ignorēt fāžu kapacitatīvo vadītspēju attiecībā pret zemi.

Normālā režīmā strāvas avota fāzēs nosaka slodžu un fāžu kapacitatīvo strāvu ģeometriskā summa attiecībā pret zemi.Trīs fāzu kapacitatīvo strāvu ģeometriskā summa ir vienāda ar nulli, tāpēc nav strāva plūst caur zemi.

Cietā zemējuma bojājuma gadījumā šīs bojātās fāzes spriegums pret zemi kļūst aptuveni vienāds ar nulli, un pārējo divu (bojāto) fāžu spriegumi pret zemi palielinās līdz lineārām vērtībām. Arī nebojātu fāžu kapacitatīvās strāvas palielinās √3 reizes, jo fāzes kapacitātēm tagad tiek pievadīts nevis fāzes, bet gan līnijas spriegums. Rezultātā vienfāzes zemējuma defekta kapacitatīvā strāva izrādās 3 reizes lielāka par parasto kapacitatīvo strāvu vienā fāzē.

Šo strāvu absolūtā vērtība ir salīdzinoši maza. Tātad gaisvadu elektrolīnijai ar spriegumu 10 kV un garumu 10 km kapacitatīvā strāva ir NSapmēram 0,3 A., bet kabeļa līnijai ar tādu pašu spriegumu un garumu - 10 A.

Trīs vadu tīkla ar spriegumu 3 — 35 kV ar izolētu neitrālu izmantošanu nav saistīts ar prasībām elektrodrošībai (šādi tīkli vienmēr ir bīstami cilvēkiem) un spēju nodrošināt pieslēgto elektrisko uztvērēju normālu darbību. uz fāzes fāzes spriegumu uz noteiktu laiku. Fakts ir tāds, ka ar vienfāzes zemējuma defektiem tīklos ar izolētu fāzes neitrālu fāzes-fāzes spriegums paliek nemainīgs un fāze tiek nobīdīta par 120 ° leņķi.

Sprieguma paaugstināšanās nebojātās fāzēs līdz lineārai vērtībai turpinās, līdz viss ir tur, un ar ilgstošu iedarbību ir iespējami izolācijas bojājumi un sekojošs īssavienojums starp fāzēm.Tāpēc šādos tīklos, lai ātri atrastu zemējuma defektus, jāveic automātiska izolācijas kontrole, kas iedarbojas uz signālu, kad vienas no fāzes izolācijas pretestība nokrītas zem iepriekš noteiktas vērtības.

Tīklos, kas apgādā mobilo iekārtu apakšstacijas, kūdras raktuves, ogļraktuves un potaša raktuvēs, lai atvienotos, jādarbojas zemējuma bojājumu aizsardzībai.

Kad fāze ir noslēgta ar zemi ar loka loku, rodas rezonanses parādības un bīstami pārspriegumi līdz (2,5 - 3,9) Uph, kas ar novājinātu izolāciju izraisa tās atteici un īssavienojumu. Tāpēc līnijas izolācijas līmeni nosaka rezonanses pārspriegumu biežums.

Pārtraucošie loki rodas tīklos ar kapacitatīvām zemējuma defekta strāvām virs 10 un 15 A pie sprieguma attiecīgi 35 un 20 kV, virs 20 un 30 A pie sprieguma attiecīgi 6 un 10 kV.

Lai novērstu periodisku loku iespējamību un novērstu ar to saistītās bīstamās sekas izolācijai elektroiekārtu neitrālajā daļā trīs vadu tīkls ietver induktīvo loka slāpēšanas reaktors… Reaktora induktivitāte ir izvēlēta tā, lai kapacitatīvā strāva zemējuma bojājuma vietā būtu pēc iespējas mazāka un tajā pašā laikā garantētu relejaizsardzības darbību, kas reaģē uz vienfāzes zemējuma defektu.

M.A. Korotkevičs