Kaip veikia trifazis srovės tinklas su izoliuota neutrale

Elektros tinklai gali dirbti su įžemintu arba izoliuotu transformatorių ir generatorių nuliu... 6, 10 ir 35 kV tinklai dirba su izoliuotu transformatorių nuliu. 660, 380 ir 220 V tinklai gali dirbti tiek su izoliuotu, tiek su įžemintu nuliu. Dažniausi reikalavimus atitinkantys keturių laidų tinklai 380/220 elektros instaliacijos taisyklės (PUE) turi turėti įžemintą neutralę.

Apsvarstykite tinklus su izoliuota neutrale... 1a paveiksle parodyta tokio trifazio srovės tinklo schema. Apvija parodyta prijungta žvaigždute, tačiau viskas, kas pasakyta žemiau, taip pat taikoma antrinės apvijos prijungimui trikampiu.

Ryžiai. 1. Trifazio srovės tinklo su izoliuota neutrale diagrama (a). Tinklo įžeminimas su izoliuota neutrale (b).

Kad ir kokia gera būtų bendra įtampingųjų tinklo dalių izoliacija nuo žemės, tinklo laidininkai visada yra prijungti prie žemės. Šis santykis yra dvejopas.

1. Įtampingųjų dalių izoliacija turi tam tikrą varžą (arba laidumą) žemės atžvilgiu, paprastai išreiškiamą megamais.Tai reiškia, kad tam tikras srovės kiekis teka per laidų izoliaciją ir žemę. Su gera izoliacija ši srovė yra labai maža.

Tarkime, kad, pavyzdžiui, įtampa tarp vienos tinklo fazės laido ir žemės yra 220 V, o šio laido izoliacijos varža, matuojama megommetru, yra 0,5 MΩ. Tai reiškia, kad srovė į žemę 220 iš šios fazės yra 220 / (0,5 x 1 000 000) = 0,00044 A arba 0,44 mA. Ši srovė vadinama nuotėkio srove.

Paprastai, siekiant didesnio aiškumo, trijų fazių izoliacijos varžos diagramoje r1, r2, r3 pavaizduotos varžų pavidalu, kiekviena sujungta su vienu laido tašku. Tiesą sakant, nuotėkio srovės veikiančiame tinkle yra tolygiai paskirstytos per visą laidų ilgį, kiekvienoje tinklo dalyje jos uždaromos per žemę, o jų suma (geometrinė, tai yra, atsižvelgiant į fazės poslinkį) yra nulis.

2. Antrojo tipo jungtį sudaro tinklo laidų talpa žemės atžvilgiu. Ką tai reiškia?

Kiekvienas tinklo laidas ir įžeminimas gali būti laikomi dviem pailgos kondensatorių plokštės… Oro linijose laidininkas ir įžeminimas yra kaip kondensatoriaus plokštės, o tarp jų esantis oras yra dielektrikas. Kabelių linijose kondensatoriaus plokštės yra kabelio šerdis ir metalinis apvalkalas, prijungtas prie žemės, o izoliatorius yra izoliacija.

Esant kintamajai įtampai, dėl kondensatorių krūvių pasikeitimo atsiranda kintamoji srovė, kuri teka per kondensatorius. Šios vadinamosios talpinės srovės darbiniame tinkle yra tolygiai paskirstytos per laidų ilgį ir kiekvienoje atskiroje sekcijoje taip pat uždaromos per žemę. Fig.1, o trijų fazių kondensatorių varžos įžeminimui x1, x2, x3 paprastai rodomos prijungtos prie vieno tinklo taško. Kuo didesnis tinklo ilgis, tuo didesnis nuotėkis ir talpinės srovės.

Pažiūrėkime, kas atsitiks 1 pav. pavaizduotame ir tinkle, jei vienoje iš fazių (pavyzdžiui, A) įvyks įžeminimo gedimas, tai yra šios fazės laidininkas bus prijungtas prie žemės per santykinai mažą pasipriešinimas. Toks atvejis parodytas 1 pav., b. Kadangi varža tarp laido fazės A ir įžeminimo yra maža, šios fazės atsparumas nuotėkiui ir talpa į žemę yra šuntuojami įžeminimo varža Dabar, veikiant tinklo UB linijos įtampai, nuotėkio srovės o per gedimo tašką ir įžeminimą praeis dviejų darbo fazių talpinės srovės. Dabartiniai keliai paveikslėlyje pažymėti rodyklėmis.

Trumpasis jungimas, parodytas 1 paveiksle, b vadinamas vienfaziu įžeminimo gedimu, o susidariusi gedimo srovė vadinama vienfaze.

Dabar įsivaizduokite, kad vienfazis trumpasis jungimas dėl izoliacijos pažeidimo įvyko ne tiesiai į žemę, o į kokio nors elektros imtuvo korpusą - elektros variklį, elektros aparatą ar metalinę konstrukciją, ant kurios nutiesti elektros laidai ( 2 pav.). Toks uždarymas vadinamas korpuso trumpuoju jungimu. Jei tuo pačiu metu elektros imtuvo korpusas ar konstrukcija nėra prijungti prie žemės, jie įgyja tinklo fazės potencialą arba arti jo.

Ryžiai. 2. Trumpas su rėmeliu tinkle su izoliuota neutrale

Prisilietimas prie kūno yra tas pats, kas paliesti fazę.Uždara grandinė susidaro per žmogaus kūną, batus, grindis, žemę, atsparumą nuotėkiui ir naudojamų fazių talpą (paprastumo dėlei talpinės varžos nepateiktos 2 pav.).

Šio trumpojo jungimo srovė priklauso nuo jos varžos ir gali rimtai sužaloti arba nužudyti žmogų.

Ryžiai. 3. Žmogus paliečia laidą tinkle su izoliuotu nuliu, kai tinkle yra įžeminimo

Iš to, kas pasakyta, išplaukia, kad tam, kad srovė eitų per žemę, būtina turėti uždarą grandinę (kartais įsivaizduojama, kad srovė "eina į žemę" netiesa). Tinkluose su izoliuota neutralia įtampa iki 1000 V, nuotėkio ir talpinės srovės paprastai yra mažos. Jie priklauso nuo izoliacijos būklės ir tinklo ilgio. Net ir dideliame tinkle jie yra per kelis amperus ir mažiau. Todėl šių srovių dažniausiai nepakanka saugikliams išlydyti ar jungtims nutraukti grandinės pertraukikliai.

Esant aukštesnei nei 1000 V įtampai, talpinės srovės yra svarbiausios; jie gali siekti keliasdešimt amperų (jei jų kompensacija nenumatyta). Tačiau šiuose tinkluose sugedusių ruožų išjungimas vienfazių gedimų metu dažniausiai nenaudojamas, kad neatsirastų tiekimo sutrikimų.

Todėl tinkle su izoliuota neutrale, esant vienfaziam trumpajam jungimui (apie kurį signalizuoja izoliacijos valdymo įtaisai), elektros imtuvai toliau dirba. Tai įmanoma, nes vienfazio trumpojo jungimo atveju linijos įtampa (fazė į fazę) nekinta ir visi elektros imtuvai gauna maitinimą be pertrūkių.Bet esant vienfaziam gedimui tinkle su izoliuotu nuliu, nepažeistų fazių įtampa žemės atžvilgiu padidėja iki tiesinės ir tai prisideda prie antrojo įžeminimo gedimo atsiradimo kitoje fazėje. Atsiradęs dvigubas įžeminimo gedimas kelia rimtą pavojų žmonėms. Todėl bet koks tinklas, kuriame yra vienfazis trumpasis jungimas, turėtų būti laikomas avariniu, nes bendrosios saugumo sąlygos tokioje tinklo būklėje smarkiai pablogėja.

Taigi „žemės“ buvimas padidina pavojų elektros šokas liečiant įtampingąsias dalis. Tai matyti, pavyzdžiui, iš 3 paveikslo, kuriame parodytas gedimo srovės pratekėjimas netyčia palietus srovę nešantį A fazės laidininką ir nepataisytą „įžeminimą“ fazėje C. Šiuo atveju žmogus yra paveiktas. tinklo linijos įtampos. Todėl vienfazius įžeminimo ar rėmo gedimus būtina kuo greičiau pašalinti.