Какво е изолирано неутрално и къде се използва?

В момента изолиран неутрал е трудно да се намери в ежедневието, никога няма да го срещнете, ако направите окабеляване в апартаменти. Докато линиите с високо напрежение се използват активно, както и в някои случаи и в 380V мрежи. Ще обясним по-подробно какво представлява мрежа с изолиран неутрал и какви функции има с прости думи в тази статия.

Какво е

Определението за „изолиран неутрален“ е дадено в глава 1.7. PUE, в параграф 1.7.6. и GOST R 12.1.009-2009. Когато се казва, че изолиран е неутралът на трансформатора или генератора, изобщо не е свързан към заземяващото устройство или когато е свързан чрез устройства за защита, измерване и сигнализация.

Неутрална е точката, в която са свързани намотките на трансформатори или генератори, когато са включени съгласно схемата "звезда".

Сред електротехниците има погрешно схващане, че съкратеното име на изолиран неутрал е информационна система, съгласно класификацията на клауза 1.7.3. Което не е напълно вярно. Същият параграф казва, че обозначенията TN-C / C-S / S, TT и IT са приети за мрежи и електрически инсталации с напрежение до 1 kV.

В същата глава 1.7 от EIC 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 глухи, заземени до 1 kV и над 1 kV.

По този начин има някои различия в безопасността и приложението на такава мрежа в различни класове напрежение и е поне неправилно да се извиква линия от 10 kV с изолирана неутрална „ИТ система“. Макар схематично - почти същото.

В мрежи до 1 kV

Обща информация

Нека да видим къде, как и в какви случаи използват изолиран неутрал в електрически инсталации с напрежение до 1000 V, така наречената ИТ система. В PUE глава 1.7. Раздел 1.7.3. е дадено определение, подобно на даденото по-горе, но е малко по-различно. В него се казва, че загражденията и другите проводими части в ИТ системите трябва да бъдат заземени. Помислете как изглежда на диаграмата.

Тъй като неутралът на ИТ мрежовия трансформатор не е свързан със заземяването, по-просто казано, нямаме опасна разлика в потенциала между заземяващия и фазовия проводник. И случайно докосване на 1 жив проводник в информационната система е безопасно. Поради относително ниското напрежение тук е пренебрегната капацитивна фазова проводимост.

В мрежите с изолиран неутрал няма изразена фаза и нула - и двата проводника са равни.

Токът през човешкото тяло е равен на:

аз_з = 3U_е/ (3r_з+ z)

U_е - фазово напрежение; R_з - устойчивост на човешкото тяло (приема се 1 kΩ); z е общото съпротивление на изолацията на фазата спрямо земята (100 kOhm или повече на фаза).

Токът в този случай се връща към източника на енергия чрез изолацията на проводниците, а не към земята, както е при TN.

Тъй като изолационното съпротивление е повече от 100 kOhm на фаза, токът през тялото ще бъде единици милиампес, което няма да причини вреда.

Друга особеност на тази система е, че токовете на изтичане към корпуса и токовете на късо съединение към земята ще са ниски. В резултат защитната автоматизация (реле или прекъсвачи) не работи по начина, по който сме свикнали в мрежи със заземен неутрал. Но системата за наблюдение на устойчивостта на изолация работи.

Съответно, при еднофазна верига на трифазна линия системата ще продължи да функционира. В този случай напрежението върху двата останали проводника се увеличава спрямо земята. Ако човек докосне фазов проводник, той попада под линейно напрежение.

Във връзка с този дизайн няма два типа напрежение в мрежа с изолиран неутрал, за разлика от незаземен, където между фазите U_линеен (в ежедневието 380V) и между фаза и нула U_фаза (220V). За да свържете еднофазно натоварване към мрежата с ИТ система с напрежение 380V, можете да използвате понижаващи трансформатори от тип 380/220 и да свържете устройствата между двете фази към линейно напрежение.

Обхват на приложение

Нека да поговорим за това къде се използва такова решение. Тази система за електрозахранване се използва в домашните електропреносни мрежи за пренос на електроенергия към жилищни сгради през съветската епоха. Специално за електрификацията на дървени къщи, където при използване на заземен неутрал рискът от пожар поради земни разломи се увеличи.

От гледна точка на електрическата безопасност, разликата между изолиран и заземен неутрал в захранването на къщите е, че ако един от проводниците докосне заземените проводими части в ИТ мрежата, например стенни фитинги или водопроводи, мрежата ще продължи да функционира поради ниски токове на течове.

Съответно, нито жителите, нито някой друг ще знае за проблема, докато някой не докосне един от проводниците и тръбопровода, някой няма да бъде шокиран.

В система със заземен неутрал ще работи поне диференциалната защита, а при "добра" метална верига прекъсвачът ще се отвори. С началото на масовото строителство на сглобяеми къщи (т. Нар. Хрушчов) те го изоставят и през 60-80-те преминават към TN-C, а в края на 90-те години на TN-C-S, за причините, прочетени по-долу.

Понастоящем изолиран неутрален се използва, когато е необходимо за осигуряване на повишена сигурност или дали не е възможно да се направи нормално заземяване, а именно:

• В морето - на кораби, петролни и газови платформи, където използването на тялото на платформата като заземяване е невъзможно поради анодната защита, а на места, където токът тече във водата, той ще започне да ръждясва и да гние.
• В мини и други места за добив (с напрежение 380-660V).
• В ъндърграунда.
• На осветителни и контролни вериги в неподвижни кранове и др.
• Също така в домашните бензинови, газови или дизелови генератори на изходните клеми е изолиран неутрал.

Тя може да бъде открита не само във формата, която представихме на диаграмата по-горе, но и под формата на спускащи и изолационни 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.

Да обобщим

Решихме защо се нуждаем от изолиран неутрал до 1 kV, сега ще изброим предимствата и недостатъците на системата за електрозахранване с изолиран неутрал за манекени в електричеството.

Предимства на използването:

1. Голяма сигурност.
2. По-голяма надеждност, която ви позволява да използвате например за осветление в болници.
3. Икономическият фактор - в трифазна мрежа с изолирана неутрална е възможно да се прехвърля електричество през възможно най-малкия брой проводници - в три.
4. Системата ще продължи да работи с еднофазни грешки на земята.

Недостатъци:

1. Земните неизправности увеличават риска от използване, тъй като захранването продължава.
2. Малки токове на късо съединение.
3. Няма искри по време на първична повреда.

В мрежи над 1000 V

Понастоящем изолиран неутрал най-често се използва в мрежи със среден клас напрежение (1-35 kV). За мрежа от 110 kV и по-висока - плътно заземен, Поради факта, че по време на късо съединение към земята, напрежението, както беше казано, се повишава до линейно, така че в електропровода 110 kV напрежението на фазата (между земята и фазовия проводник) е 63,5 kV. С късо съединение към земята това е особено важно и позволява да се намалят разходите за изолационни материали.

Между другото, в KTP с по-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 с еднофазно късо съединение по въздушни линии - в разпределителните мрежи са особено важни и ви позволяват да организирате непрекъснато захранване. В този случай ъгълът на изместване между фазите, останали в работата, остава непроменен - ​​при 120 °.

При напрежения от хиляди волта капацитивната проводимост на фазите не може да бъде пренебрегвана. Следователно докосването до проводниците VLEP е опасно за човешкия живот. В нормален режим токовете във фазите на източника 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 подробности, за да изложим език, разбираем за начинаещи, тогава с късо до заземяване, напрежението спрямо земята на повредената фаза се доближава до нула. Тъй като напреженията на другите две фази се увеличават до линейни стойности, техните капацитивни токове се увеличават с √3 (1.73) пъти. В резултат на това капацитивният ток на еднофазно късо съединение е 3 пъти по-висок от нормалния. Например, за 10 kV електропроводи с високо напрежение с дължина 10 км, капацитивният ток е приблизително 0,3 A. Когато една фаза е къса до земята чрез дъга, опасни пренапрежения до 2-4U възникват в резултат на различни явления._е, което води до срив на изолацията и интерфазно късо съединение.

За да се изключи възможността за поява дъги и елиминира възможните последици, неутралът е свързан със земята чрез реактор за потискане на дъгата. В същото време нейната индуктивност се избира според капацитета на мястото на късо съединение към земята, а също така така, че да гарантира работата на релейната защита.

По този начин, благодарение на реактора:

1. Намалявам много_к.
2. Дъгата става нестабилна и бързо изгасва.
3. Увеличаването на напрежението след изгасването на дъгата се забавя, в резултат на това се намалява вероятността от повторно възникване на дъгата и превключващ ток.
4. Токовете на обратната последователност са малки, следователно ефектът им върху въртящия се ротор на генератора не оказва съществен ефект.

Ние изброяваме плюсовете и минусите на мрежите с високо напрежение с изолиран неутрал.

предимства:

1. Известно време може да работи в авариен режим (с късо съединение към земята)
2. В местата на неизправност се появява незначителен ток, при условие че токовият капацитет е малък.

недостатъци:

1. Сложно откриване на повреди.
2. Необходимостта от изолиране на линейни напрежения.
3. Ако веригата продължава дълго време, тогава човек може да бъде шокиран от токов удар, ако падне стъпково напрежение.
4. При еднофазно късо съединение нормалната работа не се осигурява релейна защита, Стойността на тока на повреда директно зависи от веригата на разклоняване.
5. Поради натрупването на изолационни дефекти от излагане на дъгови пренапрежения, експлоатационният му живот се намалява.
6. Повреда може да възникне на няколко места поради счупване на изолацията, както в кабелите, така и в електрическите двигатели и други части на електрическата инсталация.

С това завършва прегледът на принципа на работа и характеристиките на мрежите с изолиран неутрал. Ако искате да допълнете статията или да споделите опита си - пишете в коментарите, ние ще я публикуваме!

Свързани материали:

• Причини за късо съединение
• Как да направите заземяване в частна къща
• Каква е разликата между заземяване и заземяване