Elektros tinklų su izoliuotu nuliu naudojimas

Izoliuota neutralė – tai transformatoriaus ar generatoriaus neutralė, kuri nėra prijungta prie įžeminimo įrenginio arba yra prijungta prie jo per didelę varžą.

Elektros tinklai su izoliuota neutrale naudojami 380 — 660 V ir 3 — 35 kV įtampos elektros tinkluose.

Tinklų su izoliuota neutrale taikymas esant iki 1000 V įtampai

Trijų laidų elektros tinklai su izoliuotu neutraliu naudojami esant 380 — 660 V įtampai, kai būtina laikytis padidintų elektros saugos reikalavimų (anglies kasyklų, kalio kasyklų, durpių kasyklų elektros tinklai, kilnojamieji įrenginiai). Mobiliųjų elektros instaliacijų tinklai gali būti įrengti keturiais laidais.

Esant normaliai eksploatacijai, tinklo fazių įtampos į žemę yra simetriškos ir skaitine tvarka lygios įrenginio fazinei įtampai, o srovės šaltinio fazėse lygios fazinės apkrovos srovėms.

Tinkluose, kurių įtampa yra iki 1 kV (paprastai trumpi), nepaisoma fazių talpinio laidumo žemės atžvilgiu.

Kai žmogus paliečia tinklo fazę, srovė praeina per jo kūną

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

kur Uf — fazinė įtampa; r3 — žmogaus kūno varža (imta lygi 1 kΩ); z — varža nuo fazės izoliacijos iki žemės (100 kΩ arba daugiau fazei).

Kadangi z >>r3, srovė I yra nežymiai maža. Todėl žmogui paliesti fazę gana saugu. Būtent ši aplinkybė lemia izoliuoto nulio naudojimą elektros instaliacijose tuose objektuose, kurių patalpos elektros smūgio pavojaus žmonėms požiūriu priskiriamos ypač pavojingoms ar padidinto pavojingumo priemonėms.

Esant netinkamai izoliacijai, kai z << rz, žmogus, liesdamas fazę, patenka į fazinę įtampą. Šiuo atveju srovė. patekimas per žmogaus kūną gali viršyti mirtiną vertę.

Esant vienfaziams įžeminimams, pažeistų fazių įtampa žemės atžvilgiu didėja tiesiškai, o srovė, einanti per žmogaus kūną, kai trumpojo jungimo momentu paliečia nepažeistą fazę, visada yra pavojinga, nes siekia kelis šimtus. miliamperų (čia z << rз ir vietoj reikšmės Formulėje turi būti pakeista linijos įtampos Uf reikšmė, t.y. √3.

Aukščiau paminėtų dalykų pasekmė yra naudojimas tokiuose tinkluose kaip apsauginis atjungimas arba įžeminimas kartu su izoliacijos tinklų būklės stebėjimu. Šiose elektros instaliacijose neleidžiamas ilgalaikis tinklo eksploatavimas su vienfaziais įžeminimais.

Įžeminimo panaudojimo kartu su skerspjūvio izoliacijos stebėjimu pagrindas yra tai, kad kietoji įžeminimo srovė Ic tinkluose su izoliuotu nuliu nepriklauso nuo elektros įrenginių korpusų įžeminimo varžos, kurios nėra normaliai maitinamas (dėl to, kad įžeminimo taško laidumas yra žymiai didesnis už nulio laidumo, izoliacijos ir fazės talpos sumą žemės atžvilgiu), o pažeistos fazės įtampa žemės atžvilgiu Uz yra nedidelė šaltinio fazinės įtampos dalis.

AzSand Uz dydžių reikšmės simetriškos izoliacijos varžoms žemės atžvilgiu nustatomos taip:

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

kur rz — elektros įrenginių korpusų įžeminimo varža. Kadangi z >> rz, tada Uz << Uf.

Kaip matyti iš formulių, tinkluose su izoliuota neutrale, vienos fazės trumpasis jungimas į žemę nesukelia trumpojo jungimo srovių, srovė I yra keli miliamperai. Apsauginis išjungimas užtikrina automatinį elektros instaliacijos išjungimą įvykus elektros smūgiui ir požeminiuose tinkluose yra pagrįstas automatiniu izoliacijos būklės stebėjimu.

Tinklų su izoliuota neutrale taikymas esant aukštesnei nei 1000 V įtampai

Trijų laidų elektros tinklai, kurių įtampa didesnė kaip 1 kV su izoliuotu nuliu (su mažomis įžeminimo srovėmis), apima tinklus, kurių įtampa yra 3–33 kV. Čia negalima nepaisyti fazių talpinio laidumo žemės atžvilgiu.

Įprastu režimu šaltinio fazėse sroves lemia geometrinė apkrovų ir fazių talpinių srovių suma žemės atžvilgiu.Trijų fazių talpinių srovių geometrinė suma lygi nuliui, todėl nėra srovė teka per žemę.

Esant vientisam įžeminimui, šios sugedusios fazės įtampa į žemę tampa maždaug lygi nuliui., o kitų dviejų (gedimų) fazių įtampa į žemę padidėja iki tiesinių verčių. Nepažeistų fazių talpinės srovės taip pat padidėja √3 kartus, nes fazinėms talpoms dabar yra taikoma ne fazinė, o linijos įtampa. Dėl to vienfazio įžeminimo gedimo talpinė srovė yra 3 kartus didesnė už įprastą talpinę srovę vienoje fazėje.

Absoliuti šių srovių vertė yra palyginti maža. Taigi 10 kV įtampos ir 10 km ilgio oro linijos elektros srovė yra NSapie 0,3 A., o kabelinės linijos, kurios įtampa ir ilgis yra tokios pat - 10 A.

Trijų laidų tinklo, kurio įtampa yra 3–35 kV su izoliuotu nuliu, naudojimas nėra susijęs su elektros saugos reikalavimais (tokie tinklai visada pavojingi žmonėms) ir dėl galimybės užtikrinti normalų prijungtų elektros imtuvų veikimą. prie fazinės fazės įtampos tam tikrą laiką. Faktas yra tas, kad esant vienfaziams įžeminimo gedimams tinkluose su izoliuotu fazės nuliu, fazinė įtampa išlieka nepakitusi, o fazė pasislenka 120 ° kampu.

Įtampos kilimas nepažeistose fazėse iki tiesinės vertės tęsiasi tol, kol viskas yra, o ilgai veikiant gali būti pažeista izoliacija ir vėlesnis trumpasis jungimas tarp fazių.Todėl tokiuose tinkluose, norint greitai rasti įžeminimo gedimus, turėtų būti atliekamas automatinis izoliacijos valdymas, veikiantis pagal signalą, kai vienos iš fazių izoliacijos varža nukrenta žemiau iš anksto nustatytos vertės.

Tinkluose, tiekiančiuose mobiliųjų įrenginių pastotes, durpių kasyklas, anglies kasyklas ir kalio kasyklose, norint atsijungti, turi veikti apsauga nuo įžeminimo.

Kai fazė uždaroma į žemę lankiniu lanku, atsiranda rezonanso reiškinių ir pavojingų viršįtampių iki (2,5–3,9) Uph, kurie, susilpnėjus izoliacijai, sukelia jos gedimą ir trumpąjį jungimą. Todėl linijos izoliacijos lygį lemia rezonansinių viršįtampių dažnis.

Pertraukiamieji lankai atsiranda tinkluose, kurių talpinės įžeminimo srovės viršija 10 ir 15 A, esant atitinkamai 35 ir 20 kV įtampai, virš 20 ir 30 A, esant atitinkamai 6 ir 10 kV įtampai.

Siekiant pašalinti nutrūkusių lankų atsiradimo galimybę ir pašalinti su tuo susijusias pavojingas pasekmes izoliacijai elektros įrangai neutralioje trijų laidų tinklo dalyje yra indukcinė lanko slopinimo reaktorius… Reaktoriaus induktyvumas parenkamas taip, kad talpinė srovė įžeminimo vietoje būtų kuo mažesnė ir tuo pačiu garantuotų į vienfazį įžeminimą reaguojančios relinės apsaugos veikimą.

M. A. Korotkevičius