Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
В момента един изолиран неутрален човек трудно се намира в ежедневието, никога няма да го срещнете, ако направите окабеляването в апартаментите. Докато високоволтовите линии се използват активно, а в някои случаи и в 380V мрежи. По-подробно за това, каква е мрежата с изолиран неутрален елемент и какви функции има, ще кажем с прости думи в тази статия.
Какво е това?
Дефиницията на „изолиран неутрален“ е дадена в глава 1.7. PUE, в точка 1.7.6. и ГОСТ Р 12.1.009-2009. Там, където се казва, че неутралата се нарича неутрално при трансформатор или генератор, което изобщо не е свързано със заземяващото устройство, или когато е свързано чрез защита, измерване, алармени устройства.
Неутрално е точката, в която намотките на трансформаторите или генераторите са свързани, когато са включени в съответствие със звездната верига.
Сред електротехниците има погрешно схващане, че съкратеното наименование на изолиран неутрален е информационна система, съгласно класификацията в клауза 1.7.3. Което не е съвсем правилно. В същия параграф се казва, че TN-C / CS / S, TT и IT обозначенията са приети за мрежи и електрически инсталации с напрежение до 1 kV.
В същата глава 1.7 PUE има точка 1.7.2. където се казва, че по отношение на мерките за електрическа безопасност електрическите инсталации са разделени на 4 вида - изолирани или глухо заземени до 1 kV и над 1 kV.
По този начин има някои разлики в сигурността и приложението на такава мрежа в различни класове на напрежение и извикването на 10 kV линия с изолирана неутрална "ИТ система" е поне неправилно. Въпреки че схематично - почти същото.
В мрежи до 1 kV
Обща информация
Да видим къде, как и в какви случаи да използваме изолирани неутрални в електрически инсталации с напрежение до 1000 V, т.нар. ИТ система. В PUE глава 1.7. 1.7.3. Определението е подобно на това, дадено по-горе, но е малко по-различно. В него се казва, че загражденията и другите проводими части в ИТ инсталациите трябва да бъдат заземени. Помислете как изглежда в диаграмата.
Тъй като трансформаторната неутралност на ИТ мрежата не е свързана със земята, тогава, просто казано, нямаме опасна потенциална разлика между земята и фазовите проводници. А случайното докосване на жив проводник в ИТ системата е безопасно. Поради относително ниското напрежение, тук се пренебрегва капацитивната проводимост на фазите.
В мрежи с изолиран неутрален няма изразена фаза и нула - и двата проводника са равни.
Токът през човешкото тяло е:
I h = 3U f / (3r h + z)
U f - фазово напрежение; r h - съпротивлението на човешкото тяло (взето 1 kΩ); z е общото съпротивление на изолацията на фазата спрямо земята (100 kΩ или повече на фаза).
Токът в този случай се връща към източника на ток през изолацията на проводниците, а не към земята, какъвто е случаят с TN.
Тъй като съпротивлението на изолацията е повече от 100 kΩ на фаза, токът през тялото ще бъде няколко милиампера, което няма да причини вреда.
Следващата характеристика на тази система е, че изтичащите токове към корпуса и токовете на късо съединение към земята ще бъдат ниски. В резултат на това защитната автоматика (реле или автоматични превключватели) не работи по начина, по който сме свикнали в мрежи с мъртва заземена неутрална. Но системата за мониторинг на изолационното съпротивление работи.
Съответно, при еднофазно затваряне на трифазната линия - системата ще продължи да функционира. В същото време, напрежението на двата останали проводника се увеличава спрямо земята. Ако човек докосне фазовия проводник - той попада под напрежението на линията.
Във връзка с такава конструкция в мрежата няма два вида напрежение с изолиран неутрален, за разлика от незаземените, където има линейна между фазите U (380V в ежедневието) и фаза между фаза и нула U (220V). За да свържете еднофазно натоварване към ИТ системата с напрежение 380V, можете да използвате понижаващи трансформатори от тип 380/220 и да свържете устройствата между двете фази до линейно напрежение.
Обхват на приложение
Нека поговорим къде се използва това решение. Тази система за електрозахранване е била използвана във вътрешни електропреносни мрежи за пренос на електричество към жилищни сгради, по време на съветските времена. Особено за електрификацията на дървени къщи, където използването на ниско заземена неутралност увеличава риска от пожар в случай на земни повреди.
От гледна точка на електрическата безопасност, разликата между изолираната и глухо-заземена неутрална в захранването на домовете е, че ако един от проводниците в ИТ мрежата докосне заземени проводящи части, като например стена или водоснабдяване, мрежата ще продължи да функционира поради ниски токове на утечка.
Съответно, нито жителите, нито никой друг няма да знаят за проблема, като в същото време докосват един от проводниците и тръбопровода - някой не удря ток.
В система с ниско заземен неутрал, поне диференциалната защита ще работи, а в случай на „добро“ метално затваряне, прекъсвачът ще се изключи. От началото на масовото изграждане на сглобяеми къщи (т. Нар. Хрушчов), то е изоставено и през 60-80-те те преминават на TN-C, а в края на 90-те години на TN-CS, прочетете по-долу за причините.
Понастоящем се използва изолиран неутрал, когато е необходимо да се осигури повишена сигурност или не е възможно да се направи нормално заземяване, а именно:
- На море - на кораби, петролни и газови платформи, където използването на платформеното тяло като заземяване е невъзможно поради анодна защита, а на места, където токът се влива във водата, тя ще започне да ръждясва и гние.
- В мини и други минни обекти (с напрежение 380-660V).
- В метрото.
- На осветителни и контролни вериги в стационарни подемни кранове и др.
- Също така в битови бензинови, газови или дизелови генератори на изходните терминали той е изолиран неутрален.
Той може да се намери не само във формата, която сме посочили на диаграмата по-горе, но и под формата на понижаващи и сепарационни трансформатори, които се използват за захранване на преносими осветителни устройства (не повече от 50V или 12V PTEEP стр. 2.12.6.) И друго оборудване или инструменти, включително тези, с които работят в затворени и влажни помещения.
Нека да обобщим
Разбрахме защо се нуждаем от изолирана неутрална до 1 kV, сега ще изброим предимствата и недостатъците на електрозахранващата система с изолирани неутрални за електрически чайници.
Ползи от използването:
- По-голяма безопасност.
- По-голяма надеждност, която ви позволява да използвате, например, за осветление в болници.
- Икономическият фактор е, че в трифазна мрежа с изолиран неутрален ток е възможно да се предава електроенергия по минималния възможен брой жици - с три.
- Системата ще продължи да работи с еднофазни заземителни повреди.
недостатъци:
- С земната повреда увеличава риска от употреба, тъй като доставката на електричество продължава.
- Ниски токове на късо съединение.
- Няма искри при първичната повреда.
В мрежи над 1000 V
В момента един изолиран неутрален най-често се използва в мрежи с клас на средно напрежение (1-35 kV). За мрежа от 110 kV и над - заземена. Поради факта, че при възникване на земна повреда, напрежението, както беше казано, се повишава до линейно напрежение, така че при 110 kV преносна линия фазното напрежение (между земята и фазовия проводник) е 63, 5 kV. Когато земята е късо съединение, това е особено важно и намалява разходите за изолационни материали.
Между другото, в КТП с най-високо напрежение до 35 kV, първичните намотки на трансформаторите са свързани в триъгълник, където няма неутрален като такъв.
Ниските токове на късо съединение и възможността за работа при еднофазни късо съединение на въздушните линии са особено важни в разпределителните мрежи и позволяват организирането на непрекъснато захранване. В същото време ъгълът на преместване между оставащите в експлоатация фази остава непроменен - при 120.
При напрежения от хиляди волта капацитивната проводимост на фазите не може да се пренебрегне. Ето защо, докосване на проводниците VLEP опасни за човешкия живот. В нормален режим, токовете в изходните фази се определят от сумата на натоварванията и капацитивните токове спрямо земята, докато сумата на капацитивните токове е нула и токът в земята не преминава.
Ако пропуснем някои от детайлите, за да го поставим на разбираем за начинаещите език, тогава, когато земята е къса, напрежението спрямо земята на повредената фаза се приближава до нула. Тъй като напреженията на другите две фази нарастват до линейни стойности, техните капацитивни токове се увеличават с (3 (1.73) пъти. В резултат на това капацитивният ток на еднофазно късо съединение се оказва 3 пъти по-голям от нормалния. Например, за високоволтови електропроводи с напрежение 10 kV с дължина 10 km, капацитивният ток е приблизително 0, 3 A. Когато фазата се затваря към земята през дъгата, в резултат на различни явления се появяват опасни свръхнапрежения до 2-4U f, което води до скъсване на изолацията и късо съединение между фазите.
За да се елиминира възможността за образуване на дъги и да се елиминират възможните последствия, неутралата се свързва към земята чрез дъгови реактори. В този случай неговата индуктивност се избира в съответствие с капацитета на мястото на късо съединение към земята, както и че осигурява работата на релейната защита.
Така, благодарение на реактора:
- Много намалява I KZ.
- Дъгата става нестабилна и бързо изгасва.
- Увеличаването на напрежението след гасене на дъгата се забавя, в резултат на което намалява вероятността от повторение на дъгата и превключващия ток.
- Токът на отрицателната последователност е малък, следователно ефектът им върху въртящия се ротор на генератора няма значителен ефект.
Изброяваме плюсовете и минусите на мрежите с високо напрежение с изолирани неутрални.
предимства:
- За известно време той може да работи в авариен режим (със заземяване)
- В зоните на разлом се появява незначителен ток, ако текущият капацитет е нисък.
недостатъци:
- Откриването на проблеми е сложно.
- Необходимост от изолационни инсталации за линейно напрежение.
- Ако затварянето продължава дълго време, то може да се удари от електрически ток, ако попада под стъпково напрежение.
- При еднофазни късо съединение нормалната защита на релето не е гарантирана. Величината на токовата верига е пряко зависима от разклонителната верига.
- Поради натрупването на дефекти на изолацията от въздействието на дъговите свръхнапрежения, неговият експлоатационен живот се намалява.
- Повреди могат да възникнат на няколко места поради повреда на изолацията, както в кабели, така и в електрически двигатели и други части на електрически инсталации.
Това е преглед на принципа на функциониране и характеристиките на мрежите с изолирани неутрални краища. Ако искате да добавите статия или да споделите своя опит - напишете в коментарите, ние ще го публикуваме!
Материали по темата:
- Причини за късо съединение
- Как да направим заземяване в частна къща
- Какво е различно от заземяването