Isoleret neutral: hvad det er, og hvor det anvendes

I øjeblikket er en isoleret neutral svær at finde i hverdagen, det vil du aldrig støde på, hvis du laver ledninger i lejligheder. Mens det aktivt bruges i højspændingsledninger, såvel som i nogle tilfælde i 380V-netværk. Mere detaljeret om, hvad et netværk med en isoleret neutral er, og hvad dets funktioner er, vil vi fortælle dig med enkle ord i denne artikel.

Hvad er det

Definitionen af ​​"isoleret neutral" er givet i Kapitel 1.7. PUE, i paragraf 1.7.6. og GOST R 12.1.009-2009. Hvor det siges, at en isoleret neutral kaldes en neutral ved en transformer eller generator, ikke tilsluttet jordforbindelse generelt, eller når den er forbundet via beskyttelsesanordninger, målinger, alarm.

Neutral er det punkt, hvor viklingerne af transformere eller generatorer er forbundet, når de er forbundet i et "stjerne" kredsløb.

Der er en misforståelse blandt elektrikere, at det forkortede navn for isoleret neutral er

IT system, ifølge klassifikationen af ​​s. 1.7.3. Hvilket ikke er helt rigtigt. Samme afsnit siger, at betegnelserne TN-C / C-S / S, TT og IT er vedtaget for netværk og elektriske installationer med spændinger op til 1 kV.

I samme kapitel 1.7 i PUE er der paragraf 1.7.2. hvor det siges, at med hensyn til elektriske sikkerhedsforanstaltninger er elinstallationer opdelt i 4 typer - isolerede eller solidt jordede op til 1 kV og over 1 kV.

Der er således nogle forskelle i sikkerheden og anvendelsen af ​​et sådant netværk i forskellige spændingsklasser, og det er i hvert fald forkert at kalde en 10 kV-ledning med et isoleret neutralt "IT-system". Skønt skematisk - næsten det samme.

I netværk op til 1 kV

Generel information

Lad os finde ud af, hvor, hvordan og i hvilke tilfælde en isoleret neutral anvendes i elektriske installationer med spændinger op til 1000 V, det såkaldte IT-system. I PUE kapitel 1.7. NS. 1.7.3. der er givet en definition svarende til den ovenfor, men den er lidt anderledes. Der står, at huse og andre ledende dele i IT-installationer skal jordes. Lad os se, hvordan det ser ud i diagrammet.

Da neutralen på IT-netværkstransformatoren ikke er forbundet til jord, så har vi forenklet sagt ikke en farlig potentialforskel mellem jord- og faseledere. Og ved et uheld er det sikkert at røre ved 1 strømførende ledning i IT-systemet. På grund af den relativt lave spænding negligeres fasernes kapacitive konduktans her.

I netværk med en isoleret neutral er der ingen udtalt fase og nul - begge ledere er ens.

Strømmen gennem den menneskelige krop er lig med:

jeg_h = 3U_f/(3r_h+ z)

U_f - fasespænding; r_h - modstanden af ​​den menneskelige krop (taget 1 kOhm); z er fasens samlede isolationsmodstand i forhold til jord (100 kΩ eller mere pr. fase).

Strømmen i dette tilfælde vender tilbage til strømforsyningen gennem ledningernes isolering og ikke til jorden, som det er tilfældet med TN.

Da isolationsmodstanden er mere end 100 kOhm per fase, vil strømmen gennem kroppen være enheder på milliampere, hvilket ikke vil forårsage skade.

Det næste træk ved dette system er, at lækstrømmene til rammen og kortslutningsstrømmene til jord vil være lave. Som følge heraf fungerer beskyttelsesautomatikken (relæ eller afbrydere) ikke på den måde, vi er vant til i netværk med en solid jordet nul. Men isolationsmodstandsovervågningssystemet udløses.

Følgelig vil systemet fortsætte med at fungere med en enfaset lukning af en trefaset ledning. I dette tilfælde stiger spændingen på de to resterende ledninger i forhold til jorden. Hvis en person rører fasetråden, falder han under linjespænding.

I forbindelse med dette design, i et netværk med en isoleret neutral, er der ikke to typer spænding, i modsætning til en solidt jordet, hvor mellem faserne U_lineær (i hverdagen 380V), og mellem fase og nul U_fase (220V). For at tilslutte en enfaset belastning til IT-netværket med en spænding på 380V, kan du bruge step-down transformere af typen 380/220 og forbinde enheder mellem de to faser til netspænding.

Anvendelsesområde

Lad os tale om, hvor en sådan løsning bruges. Dette strømforsyningssystem blev brugt i indenlandske elnet til at overføre elektricitet til beboelsesbygninger under sovjettiden. Især til elektrificering af træhuse, hvor brugen af ​​en solid jordet neutral øgede risikoen for brand ved jordfejl.

Fra et elektrisk sikkerhedssynspunkt er forskellen mellem en isoleret og en solid jordet neutral i strømforsyningen af ​​huse, at hvis man er i et it-netværk en af ​​lederne vil røre jordede ledende dele, for eksempel vægbeslag eller vandrør, vil netværket fortsætte med at fungere på grund af lave strømme utætheder.

Derfor vil hverken beboerne eller nogen andre vide om problemet, indtil nogen ikke får elektrisk stød, mens nogen rører ved en af ​​ledningerne og rørledningen.

I et system med en solidt jordet nul, vil i det mindste differentialbeskyttelsen fungere, og i tilfælde af et "godt" metalkredsløb vil afbryderen slukke. Med begyndelsen af ​​massebyggeriet af panelhuse (de såkaldte Khrushchevs) blev det opgivet, og i 60'erne-80'erne skiftede de til TN-C, og i slutningen af ​​90'erne TN-C-S, læs om årsagerne nedenfor.

I øjeblikket bruges isoleret neutral, hvor det er nødvendigt for at give øget sikkerhed, eller det ikke er muligt at gøre normalt jordforbindelse, nemlig:

• Til søs - på skibe, olie- og gasproduktionsplatforme, hvor brugen af ​​platformens skrog som jordforbindelse er umulig på grund af anodisk beskyttelse, og på steder, hvor strøm løber ud i vandet, vil det begynde at ruste intensivt og rådner.
• I miner og andre steder for minedrift (med en spænding på 380-660V).
• I undergrunden.
• Om lys- og styrekredsløb i stationære kraner mv.
• Også i husholdningsbenzin-, gas- eller dieselgeneratorer er det den isolerede neutrale ved udgangsterminalerne.

Det kan ikke kun findes i den form, som vi har vist i diagrammet ovenfor, men også i form af step-down og isolationstransformatorer, som bruges til at bærbare belysningsanordninger (ikke mere end 50V eller 12V PTEEP klausul 2.12.6.) og andet udstyr eller værktøj, inklusive dem, som de arbejder med i lukkede og fugtige omgivelser lokaliteter.

Lad os opsummere

Vi fandt ud af, hvorfor en isoleret neutral op til 1 kV er nødvendig, nu lister vi fordele og ulemper ved et strømforsyningssystem med en isoleret neutral til elkedler i el.

Fordele ved at bruge:

1. Større sikkerhed.
2. Stor pålidelighed, hvilket gør den velegnet til f.eks. hospitalsbelysning.
3. Den økonomiske faktor er, at i et trefaset netværk med en isoleret neutral kan elektricitet overføres ved hjælp af det mindst mulige antal ledninger - tre.
4. Systemet vil fortsætte med at fungere på enfasede jordfejl.

Ulemper:

1. I tilfælde af jordfejl øges faren for brug, efterhånden som strømforsyningen fortsætter.
2. Små kortslutningsstrømme.
3. Der er ingen gnister under den primære kortslutning.

I netværk over 1000 V

I øjeblikket anvendes isoleret neutral oftest i netværk med mellemspændingsklasse (1-35 kV). For et netværk på 110 kV og derover - døvt jordet. På grund af det faktum, at med en kortslutning til jorden, stiger spændingen, som det blev sagt, til lineær, så i en 110 kV krafttransmissionsledning er fasespændingen (mellem jorden og fasetråden) 63,5 kV. Dette er især vigtigt i tilfælde af en kortslutning til jord og giver dig mulighed for at reducere omkostningerne til isoleringsmaterialer.

Forresten, i en transformatorstation med en højere spænding op til 35 kV er transformatorernes primære viklinger forbundet i en trekant, hvor der ikke er nogen neutral som sådan.

Lave kortslutningsstrømme og evnen til at arbejde med enfaset kortslutning på luftledninger er især vigtige i distributionsnetværk og giver dig mulighed for at organisere en uafbrudt strømforsyning. I dette tilfælde forbliver skiftvinklen mellem de faser, der forbliver i drift, uændret - ved 120˚.

Ved spændinger på tusindvis af volt kan fasernes kapacitive ledningsevne ikke negligeres. Derfor er det farligt for menneskers liv at røre ved ledningerne i luftledninger. I normal tilstand er strømmene i kildefaserne bestemt af summen af ​​belastningerne og de kapacitive strømme i forhold til jorden, mens summen af ​​de kapacitive strømme er nul, og strømmen går ikke gennem jorden.

Hvis vi udelader nogle detaljer for at præsentere det på et sprog, der er forståeligt for begyndere, så med en kortslutning til jorden, nærmer spændingen i forhold til jorden af ​​den beskadigede fase sig nul. Da spændingerne i de to andre faser stiger til lineære værdier, stiger deres kapacitive strømme med √3 (1,73) gange. Som et resultat er den kapacitive strøm af en enfaset kortslutning 3 gange højere end den normale. For eksempel, for en 10 kV luftledning med en længde på 10 km, er den kapacitive strøm cirka 0,3 A. Når en fase er lukket til jord gennem en lysbue, opstår der som følge af forskellige fænomener farlige overspændinger op til 2-4U_f, hvilket fører til nedbrydning af isoleringen og fase-til-fase kortslutning.

For at udelukke muligheden for forekomst buer og eliminering af mulige konsekvenser er neutralen forbundet til jorden gennem bueundertrykkelsesreaktoren. I dette tilfælde vælges dens induktans i henhold til kapaciteten på stedet for kortslutningen til jorden, og også så den sikrer driften af ​​relæbeskyttelsen.

Således takket være reaktoren:

1. Reducerer meget I_kz.
2. Buen bliver ustabil og falmer hurtigt ud.
3. Spændingsopbygningen efter lysbueslukning bremses, hvilket reducerer sandsynligheden for gen-buedannelse og skiftestrøm.
4. Negative sekvensstrømme er små, derfor har deres effekt på generatorens roterende rotor ingen signifikant effekt.

Lad os liste fordele og ulemper ved højspændingsnetværk med isoleret neutral.

Fordele:

1. I nogen tid kan den fungere i nødtilstand (med kortslutning til jorden)
2. På steder med fejl opstår en ubetydelig strøm, forudsat at strømkapaciteten er lav.

Ulemper:

1. Fejlfinding er mere kompliceret.
2. Behovet for at isolere installationer for netspænding.
3. Hvis kortslutningen fortsætter i lang tid, kan en person blive skadet af elektrisk stød, hvis han falder under trinspænding.
4. Ved 1-fasede kortslutninger er normal drift ikke sikret relæ beskyttelse. Størrelsen af ​​lukkestrømmen afhænger direkte af kredsløbets forgrening.
5. På grund af akkumulering af isolationsfejl fra effekten af ​​lysbueoverspændinger på den, reduceres dens levetid.
6. Skader kan opstå flere steder på grund af isolationsbrud, både i kabler og i elmotorer og andre dele af en elinstallation.

Dette afslutter oversigten over princippet om drift og funktioner i netværk med isoleret neutral. Hvis du vil supplere artiklen eller dele din oplevelse - skriv i kommentarerne, vi vil helt sikkert offentliggøre den!

Relaterede materialer:

• Årsager til kortslutning
• Sådan laver du jordforbindelse i et privat hus
• Hvad er forskellen mellem jording og jording