Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Obecnie trudno znaleźć w życiu codziennym izolowany punkt neutralny, nigdy go nie spotkasz, jeśli wykonasz okablowanie w mieszkaniach. Podczas gdy linie wysokiego napięcia są aktywnie wykorzystywane, a także w niektórych przypadkach w sieciach 380V. Dokładniej o tym, czym jest sieć z izolowanym neutralnym i jakie ma funkcje, powiemy prostymi słowami w tym artykule.
Co to jest
Definicja „neutralnego neutralnego” jest podana w rozdziale 1.7. PUE, w pkt 1.7.6. i GOST R 12.1.009-2009. Tam, gdzie mówi się, że przewód neutralny jest nazywany neutralnym przy transformatorze lub generatorze, który w ogóle nie jest podłączony do urządzenia uziemiającego, lub, gdy jest podłączony przez urządzenia zabezpieczające, pomiarowe, alarmowe.
Neutralny to punkt, w którym uzwojenia transformatorów lub generatorów są połączone po włączeniu zgodnie z obwodem gwiazdy.
Wśród elektryków istnieje błędne przekonanie, że skrócona nazwa neutralnego neutralnego jest systemem informatycznym, zgodnie z klasyfikacją zawartą w punkcie 1.7.3. Co nie jest do końca właściwe. W tym samym akapicie mówi się, że oznaczenia TN-C / CS / S, TT i IT są akceptowane dla sieci i instalacji elektrycznych o napięciu do 1 kV.
W tym samym rozdziale 1.7 PUE znajduje się punkt 1.7.2. gdzie mówi się, że w odniesieniu do środków bezpieczeństwa elektrycznego, instalacje elektryczne są podzielone na 4 typy - izolowane lub głucho uziemione do 1 kV i powyżej 1 kV.
Istnieją zatem pewne różnice w bezpieczeństwie i zastosowaniu takiej sieci w różnych klasach napięcia i nazywanie linii 10 kV izolowanym neutralnym „systemem IT” jest co najmniej niepoprawne. Chociaż schematycznie - prawie tak samo.
W sieciach do 1 kV
Ogólne informacje
Zobaczmy, gdzie, jak iw jakich przypadkach należy zastosować izolowany przewód neutralny w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000 V, tak zwany system informatyczny. W rozdziale 1.7 PUE. str. 1.7.3. Definicja jest podobna do podanej powyżej, ale jest nieco inna. Mówi, że obudowy i inne części przewodzące w instalacjach IT muszą być uziemione. Zastanów się, jak to wygląda na diagramie.
Ponieważ neutralny transformator sieci IT nie jest podłączony do ziemi, to w prostych słowach nie mamy niebezpiecznej różnicy potencjałów między ziemią a przewodami fazowymi. I przypadkowe dotknięcie 1 przewodu pod napięciem w systemie IT jest bezpieczne. Ze względu na stosunkowo niskie napięcie, przewodność pojemnościowa faz jest tutaj pomijana.
W sieciach z izolowanym punktem neutralnym nie ma wyraźnej fazy i zero - oba przewodniki są równe.
Prąd płynący przez ludzkie ciało to:
I h = 3U f / (3r h + z)
U f - napięcie fazowe; r h - opór ludzkiego ciała (przyjęty 1 kΩ); z oznacza całkowitą rezystancję izolacji fazy względem ziemi (100 kΩ lub więcej na fazę).
Prąd w tym przypadku powraca do źródła zasilania poprzez izolację przewodów, a nie do ziemi, jak w przypadku TN.
Ponieważ rezystancja izolacji jest większa niż 100 kΩ na fazę, prąd przepływający przez ciało będzie wynosił kilka miliamperów, co nie spowoduje szkody.
Kolejną cechą tego systemu jest to, że prądy upływu do obudowy i prądy zwarciowe do ziemi będą niskie. W rezultacie automatyka ochronna (przekaźnikowa lub automatyczna) nie działa w sposób, w jaki jesteśmy przyzwyczajeni w sieciach z uziemionym punktem neutralnym. Ale działa system monitorowania rezystancji izolacji.
W związku z tym, gdy jednofazowe zamknięcie linii trójfazowej - system będzie nadal działać. Jednocześnie napięcie na dwóch pozostałych przewodach wzrasta w stosunku do ziemi. Jeśli osoba dotknie przewodu fazowego - spada pod napięciem sieciowym.
W związku z taką konstrukcją nie ma dwóch rodzajów napięcia w sieci z izolowanym punktem neutralnym, w przeciwieństwie do nieuziemionego, gdzie między fazami U (380 V w życiu codziennym) a fazą i zerowym U (220 V) występuje liniowość . Aby podłączyć obciążenie jednofazowe do systemu IT o napięciu 380V, można użyć transformatorów obniżających napięcie typu 380/220 i podłączyć urządzenia między dwiema fazami do napięcia sieciowego.
Zakres zastosowania
Porozmawiajmy o tym, gdzie to rozwiązanie jest używane. Ten system zasilania był wykorzystywany w krajowych sieciach elektroenergetycznych do przesyłania energii elektrycznej do domów mieszkalnych w czasach sowieckich. Specjalnie do elektryfikacji domów drewnianych, gdzie użycie neutralnego uziemienia zwiększyło ryzyko pożaru w przypadku zwarcia doziemnego.
Z punktu widzenia bezpieczeństwa elektrycznego różnica między izolowanym i niesłyszącym neutralnym źródłem zasilania w domach polega na tym, że jeśli jeden z przewodów w sieci IT dotknie uziemionych części przewodzących, takich jak ściana lub woda, sieć będzie nadal działać z powodu niskich prądów upływu.
W związku z tym ani mieszkańcy, ani nikt inny nie będzie wiedział o tym problemie, jednocześnie dotykając jednego z przewodów i rurociągu - ktoś nie trafi w prąd.
W układzie z nisko uziemionym punktem neutralnym zadziała przynajmniej zabezpieczenie różnicowe, aw przypadku „dobrego” metalowego zamknięcia wyłącznik wyłączy się. Od początku masowej budowy domów prefabrykowanych (tzw. Chruszczow) został opuszczony, aw latach 60-80 przeszedł na TN-C, a pod koniec lat 90-tych na TN-CS.
Obecnie izolowany przewód neutralny jest stosowany wszędzie tam, gdzie konieczne jest zapewnienie zwiększonego bezpieczeństwa lub nie jest możliwe wykonanie normalnego uziemienia, a mianowicie:
- Na morzu - na statkach, platformach naftowych i gazowych, gdzie korzystanie z korpusu platformy jako uziemienia jest niemożliwe ze względu na ochronę anodową, aw miejscach, gdzie prąd wpływa do wody, zacznie silnie rdzewieć i gnić.
- W kopalniach i innych kopalniach (o napięciu 380-660V).
- W metrze.
- Oświetlenie i obwody sterowania w stacjonarnych dźwigach itp.
- Również w generatorach benzynowych, gazowych lub diesla dla gospodarstw domowych na zaciskach wyjściowych jest izolowanym neutralnym.
Można go znaleźć nie tylko w formie, którą podaliśmy na powyższym schemacie, ale także w postaci transformatorów obniżających i separujących, które służą do zasilania przenośnych urządzeń oświetleniowych (nie więcej niż 50 V lub 12 V PTEEP str. 2.12.6.) I innych urządzeń lub narzędzia, w tym te, z którymi pracują w zamkniętych i wilgotnych pomieszczeniach.
Podsumujmy
Zorientowaliśmy się, dlaczego potrzebujemy izolowanego przewodu neutralnego do 1 kV, teraz przedstawimy zalety i wady systemu zasilania z izolowanym przewodem neutralnym dla manekinów czajnika elektrycznego.
Korzyści z użytkowania:
- Większe bezpieczeństwo.
- Większa niezawodność, która pozwala na przykład na oświetlenie w szpitalach.
- Czynnikiem ekonomicznym jest to, że w sieci trójfazowej z izolowanym punktem neutralnym możliwe jest przesyłanie energii elektrycznej przez minimalną możliwą liczbę przewodów - o trzy.
- System będzie nadal działał z jednofazowymi zwarciami doziemnymi.
Wady:
- W przypadku zwarcia doziemnego zwiększa się ryzyko użycia, ponieważ zasilanie elektryczne trwa nadal.
- Niskie prądy zwarciowe.
- Brak iskier w pierwotnej usterce.
W sieciach powyżej 1000 V
Obecnie izolowany przewód neutralny jest najczęściej stosowany w sieciach o klasie średniego napięcia (1-35 kV). Dla sieci 110 kV i powyżej uziemionej. Ze względu na to, że gdy wystąpi zwarcie doziemne, napięcie, jak powiedziano, wzrasta do napięcia liniowego, więc w linii przesyłowej 110 kV napięcie fazowe (między masą a przewodem fazowym) wynosi 63, 5 kV. Gdy ziemia jest zwarta, jest to szczególnie ważne i zmniejsza koszty materiałów izolacyjnych.
Nawiasem mówiąc, w KTP o najwyższym napięciu do 35 kV uzwojenia pierwotne transformatorów są połączone w trójkąt, w którym nie ma przewodu neutralnego jako takiego.
Niskie prądy zwarciowe i zdolność do pracy z zwarciami jednofazowymi w liniach napowietrznych są szczególnie ważne w sieciach dystrybucyjnych i umożliwiają organizację nieprzerwanego zasilania. Jednocześnie kąt przesunięcia między fazami pozostającymi w działaniu pozostaje niezmieniony - na poziomie 120.
Przy napięciach rzędu tysięcy woltów nie można pominąć pojemnościowego przewodnictwa faz. Dlatego dotykanie przewodów jest niebezpieczne dla ludzkiego życia. W trybie normalnym prądy w fazach źródłowych są określane przez sumę obciążeń i prądów pojemnościowych względem ziemi, podczas gdy suma prądów pojemnościowych wynosi zero, a prąd w ziemi nie przechodzi.
Jeśli pominiemy niektóre szczegóły, aby umieścić je w języku zrozumiałym dla początkujących, to gdy ziemia zostanie zwarta, napięcie względem ziemi uszkodzonej fazy zbliża się do zera. Ponieważ napięcia pozostałych dwóch faz wzrastają do wartości liniowych, ich prądy pojemnościowe zwiększają się o √3 (1, 73) razy. W rezultacie prąd pojemnościowy zwarcia jednofazowego okazuje się być 3 razy większy niż normalnie. Na przykład, dla linii przesyłowych wysokiego napięcia 10 kV o długości 10 km, prąd pojemnościowy wynosi około 0, 3 A. Gdy faza zamyka się w ziemi przez łuk, w wyniku różnych zjawisk, występują niebezpieczne przepięcia do 2-4 U f, które prowadzą do uszkodzenia izolacji i zwarcia międzyfazowego.
Aby wyeliminować możliwość powstawania łuków i wyeliminować możliwe konsekwencje, przewód neutralny jest połączony z ziemią poprzez dławiki tłumiące łuk. W tym przypadku jego indukcyjność jest dobierana zgodnie z pojemnością w miejscu zwarcia do ziemi, a także zapewnia działanie zabezpieczenia przekaźnika.
Dzięki reaktorowi:
- Znacznie spada I KZ.
- Łuk staje się niestabilny i szybko gaśnie.
- Wzrost napięcia po wygaszeniu łuku jest spowolniony, w wyniku czego zmniejsza się prawdopodobieństwo ponownego wystąpienia łuku i prądu przełączania.
- Prądy sekwencji ujemnej są małe, dlatego ich wpływ na wirujący wirnik generatora nie ma znaczącego wpływu.
Wymieniamy zalety i wady sieci wysokiego napięcia z izolowanym punktem neutralnym.
Korzyści:
- Przez chwilę może działać w trybie awaryjnym (z awarią uziemienia)
- Niewielki prąd pojawia się w obszarach uszkodzeń, pod warunkiem, że pojemność prądu jest niska.
Wady:
- Wykrywanie problemów jest skomplikowane.
- Potrzeba instalacji izolacyjnych dla napięcia liniowego.
- Jeśli zamknięcie trwa długo, istnieje możliwość porażenia prądem, jeśli spadnie ono pod napięciem krokowym.
- W przypadku zwarć 1-fazowych normalne zabezpieczenie przekaźnika nie jest zapewnione. Wielkość obwodu prądowego zależy bezpośrednio od obwodu rozgałęzienia.
- Ze względu na gromadzenie się defektów izolacji spowodowanych przepięciami łuku, jego żywotność ulega skróceniu.
- Uszkodzenia mogą wystąpić w kilku miejscach z powodu awarii izolacji, zarówno w kablach, jak iw silnikach elektrycznych i innych częściach instalacji elektrycznych.
Jest to przegląd zasady działania i cech sieci o izolowanych neutralnych końcach. Jeśli chcesz dodać artykuł lub podzielić się swoim doświadczeniem - napisz w komentarzach, opublikujemy go!
Materiały na ten temat:
- Przyczyny zwarcia
- Jak zrobić uziemienie w prywatnym domu
- Co różni się od uziemienia