Netral terisolasi: apa itu dan di mana itu diterapkan

Saat ini, netral terisolasi sulit ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, Anda tidak akan pernah menemukannya jika Anda melakukan pengkabelan di apartemen. Sementara di saluran tegangan tinggi, ini digunakan secara aktif, serta dalam beberapa kasus di jaringan 380V. Secara lebih rinci tentang apa itu jaringan dengan netral terisolasi dan apa fitur-fiturnya, kami akan memberi tahu Anda dengan kata-kata sederhana di artikel ini.

Apa itu

Definisi "terisolasi netral" diberikan dalam Bab 1.7. PUE, dalam pasal 1.7.6. dan GOST R 12.1.009-2009. Dimana dikatakan bahwa netral terisolasi disebut netral pada transformator atau generator, tidak terhubung ke perangkat pembumian secara umum, atau ketika terhubung melalui perangkat proteksi, pengukuran, alarm.

Titik netral adalah titik di mana belitan transformator atau generator terhubung ketika dihidupkan dalam rangkaian "bintang".

Ada kesalahpahaman di antara ahli listrik bahwa nama singkatan untuk netral terisolasi adalah

sistem TI, menurut klasifikasi p. 1.7.3. Yang tidak sepenuhnya benar. Paragraf yang sama mengatakan bahwa penunjukan TN-C / C-S / S, TT dan IT diadopsi untuk jaringan dan instalasi listrik dengan tegangan hingga 1 kV.

Dalam bab 1.7 yang sama dari PUE ada klausul 1.7.2. dimana dikatakan bahwa sehubungan dengan langkah-langkah keamanan listrik, instalasi listrik dibagi menjadi 4 jenis - terisolasi atau dibumikan dengan kuat hingga 1 kV dan di atas 1 kV.

Dengan demikian, ada beberapa perbedaan dalam keamanan dan penerapan jaringan semacam itu di kelas tegangan yang berbeda dan setidaknya tidak benar untuk memanggil saluran 10 kV dengan "sistem TI" netral yang terisolasi. Meskipun secara skema - hampir sama.

Dalam jaringan hingga 1 kV

Informasi Umum

Mari kita cari tahu di mana, bagaimana, dan dalam kasus apa netral berinsulasi digunakan dalam instalasi listrik dengan tegangan hingga 1000 V, yang disebut sistem TI. Dalam PUE bab 1.7. NS. 1.7.3. definisi yang mirip dengan yang diberikan di atas diberikan, tetapi sedikit berbeda. Dikatakan bahwa rumah dan bagian konduktif lainnya dalam instalasi TI harus diarde. Mari kita lihat bagaimana tampilannya dalam diagram.

Karena netral transformator jaringan TI tidak terhubung ke bumi, maka, secara sederhana, kami tidak memiliki perbedaan potensial yang berbahaya antara bumi dan kabel fasa. Dan secara tidak sengaja menyentuh 1 kabel hidup di sistem IT aman. Karena tegangan yang relatif rendah, konduktansi kapasitif fase diabaikan di sini.

Dalam jaringan dengan netral terisolasi, tidak ada fase dan nol yang diucapkan - kedua konduktor sama.

Arus yang melalui tubuh manusia sama dengan:

Saya_H = 3U_F/(3r_H+ z)

kamu_F - tegangan fase; R_H - daya tahan tubuh manusia (diambil 1 kOhm); z adalah resistansi isolasi total fase relatif terhadap bumi (100 kΩ atau lebih per fase).

Arus dalam hal ini kembali ke catu daya melalui isolasi kabel, dan bukan ke tanah, seperti halnya dengan TN.

Karena resistansi isolasi lebih dari 100 kOhm per fase, arus yang melalui tubuh akan menjadi satuan miliampere, yang tidak akan menyebabkan kerusakan.

Fitur selanjutnya dari sistem ini adalah arus bocor ke rangka dan arus hubung singkat ke bumi akan rendah. Akibatnya, pelindung otomatis (relai atau pemutus sirkuit) tidak bekerja seperti yang biasa kita lakukan dalam jaringan dengan netral yang diarde dengan kuat. Tetapi sistem pemantauan resistansi isolasi dipicu.

Dengan demikian, dengan penutupan fase tunggal dari saluran tiga fase, sistem akan terus berfungsi. Dalam hal ini, tegangan pada dua kabel yang tersisa meningkat relatif terhadap tanah. Jika seseorang menyentuh kawat fasa, ia jatuh di bawah tegangan saluran.

Sehubungan dengan desain ini, dalam jaringan dengan netral yang terisolasi, tidak ada dua jenis tegangan, berbeda dengan yang diarde dengan kokoh, di mana antara fase U_linier (dalam kehidupan sehari-hari 380V), dan antara fase dan nol U_fase (220V). Untuk menghubungkan beban fase tunggal ke jaringan TI dengan tegangan 380V, Anda dapat menggunakan transformator step-down tipe 380/220 dan menghubungkan perangkat antara dua fase ke tegangan saluran.

Lingkup aplikasi

Mari kita bicara tentang di mana solusi seperti itu digunakan. Sistem catu daya ini digunakan di jaringan listrik domestik untuk mengirimkan listrik ke bangunan tempat tinggal selama era Soviet. Khusus untuk elektrifikasi rumah kayu, di mana penggunaan netral yang dibumikan dengan kokoh meningkatkan risiko kebakaran dari gangguan tanah.

Dari sudut pandang keamanan listrik, perbedaan antara netral terisolasi dan netral yang diarde dengan kuat dalam catu daya rumah adalah jika dalam jaringan TI salah satu konduktor akan menyentuh bagian konduktif yang diarde, misalnya fitting dinding atau pipa air, jaringan akan tetap berfungsi karena arus rendah kebocoran.

Dengan demikian, baik penduduk maupun orang lain tidak akan mengetahui masalah ini, sampai, ketika seseorang menyentuh salah satu kabel dan pipa, seseorang tidak akan tersengat listrik.

Dalam sistem dengan netral yang diarde dengan kuat, setidaknya perlindungan diferensial akan berfungsi, dan jika sirkuit logam "baik", pemutus sirkuit akan mati. Dengan dimulainya pembangunan massal rumah-rumah panel (yang disebut Khrushchevs), itu ditinggalkan dan pada tahun 60-an-80-an mereka beralih ke TN-C, dan di penghujung tahun 90-an TN-C-S, baca alasannya di bawah ini.

Saat ini, netral terisolasi digunakan di mana pun diperlukan untuk memberikan peningkatan keamanan atau tidak mungkin untuk melakukan yang normal landasan, yaitu:

• Di laut - di kapal, platform produksi minyak dan gas, di mana penggunaan lambung platform sebagai pembumian tidak mungkin karena perlindungan anodik, dan di tempat-tempat di mana arus mengalir ke air, itu akan mulai berkarat secara intensif dan membusuk.
• Di tambang dan tempat penambangan lainnya (dengan tegangan 380-660V).
• Di bawah tanah.
• Pada sirkuit penerangan dan kontrol di derek stasioner, dll.
• Juga, dalam generator bensin, gas atau diesel rumah tangga, ini adalah netral terisolasi di terminal keluaran.

Ini dapat ditemukan tidak hanya dalam bentuk yang telah kami tunjukkan pada diagram di atas, tetapi juga dalam bentuk trafo step-down dan isolasi, yang digunakan untuk memberi daya. perangkat penerangan portabel (tidak lebih dari 50V atau 12V PTEEP klausul 2.12.6.) dan peralatan atau perkakas lainnya, termasuk yang bekerja di tempat tertutup dan lembab tempat.

Mari kita rangkum

Kami menemukan mengapa diperlukan netral terisolasi hingga 1 kV, sekarang kami membuat daftar kelebihan dan kekurangan sistem catu daya dengan netral terisolasi untuk ketel listrik.

Manfaat menggunakan:

1. Keamanan yang lebih besar.
2. Keandalan yang lebih besar, sehingga cocok untuk penerangan rumah sakit, misalnya.
3. Faktor ekonomi adalah bahwa dalam jaringan tiga fase dengan netral terisolasi, listrik dapat ditransmisikan menggunakan jumlah kabel seminimal mungkin - tiga.
4. Sistem akan terus beroperasi pada gangguan tanah satu fasa.

Kekurangan:

1. Jika terjadi gangguan pembumian, bahaya penggunaan meningkat saat catu daya berlanjut.
2. Arus hubung singkat kecil.
3. Tidak ada percikan api selama korsleting primer.

Dalam jaringan di atas 1000 V

Saat ini, netral berinsulasi paling sering digunakan pada jaringan dengan kelas tegangan menengah (1-35 kV). Untuk jaringan 110 kV ke atas - membumi tuli. Karena kenyataan bahwa dengan korsleting ke tanah, tegangan, seperti yang dikatakan, meningkat menjadi linier, sehingga dalam saluran transmisi daya 110 kV tegangan fase (antara tanah dan kabel fase) adalah 63,5 kV. Ini sangat penting dalam kasus gangguan pembumian, dan memungkinkan Anda untuk mengurangi biaya bahan isolasi.

Omong-omong, di gardu transformator dengan tegangan lebih tinggi hingga 35 kV, belitan primer transformator dihubungkan dalam segitiga, di mana tidak ada netral seperti itu.

Arus hubung singkat yang rendah dan kemampuan untuk bekerja dengan hubung singkat satu fase pada saluran udara sangat penting dalam jaringan distribusi dan memungkinkan Anda untuk mengatur catu daya tanpa gangguan. Dalam hal ini, sudut pergeseran antara fase yang tersisa dalam operasi tetap tidak berubah - pada 120˚.

Pada tegangan ribuan volt, konduktansi kapasitif dari fase tidak dapat diabaikan. Oleh karena itu, menyentuh kabel saluran listrik di atas kepala berbahaya bagi kehidupan manusia. Dalam mode normal, arus dalam fase sumber ditentukan oleh jumlah beban dan arus kapasitif relatif terhadap tanah, sedangkan jumlah arus kapasitif adalah nol dan arus tidak melewati tanah.

Jika kami menghilangkan beberapa detail untuk menyajikannya dalam bahasa yang dapat dimengerti oleh pemula, maka dengan korsleting ke ground, tegangan relatif ke ground dari fase yang rusak mendekati nol. Karena tegangan dari dua fase lainnya meningkat ke nilai linier, arus kapasitifnya meningkat 3 (1,73) kali. Akibatnya, arus kapasitif dari hubung singkat satu fase adalah 3 kali lebih tinggi dari yang normal. Misalnya, untuk saluran transmisi overhead 10 kV dengan panjang 10 km, arus kapasitifnya kira-kira 0,3 A. Selama gangguan fase-ke-bumi melalui busur, sebagai akibat dari berbagai fenomena, terjadi tegangan lebih yang berbahaya hingga 2-4U._F, yang menyebabkan kerusakan isolasi dan hubung singkat fase-ke-fase.

Untuk mengecualikan kemungkinan terjadinya busur dan menghilangkan kemungkinan konsekuensi, netral dihubungkan ke tanah melalui reaktor penekan busur. Dalam hal ini, induktansinya dipilih sesuai dengan kapasitas di tempat hubung singkat ke tanah, dan juga untuk memastikan pengoperasian proteksi relai.

Jadi, berkat reaktor:

1. Sangat berkurang I_kz.
2. Busur menjadi tidak stabil dan memudar dengan cepat.
3. Peningkatan tegangan setelah pemadaman busur diperlambat, yang mengurangi kemungkinan terjadinya busur ulang dan arus switching.
4. Arus urutan negatif kecil, oleh karena itu, pengaruhnya terhadap putaran rotor generator tidak berpengaruh signifikan.

Mari daftar pro dan kontra dari jaringan tegangan tinggi dengan netral terisolasi.

Keuntungan:

1. Untuk beberapa waktu dapat bekerja dalam mode darurat (dengan korsleting ke tanah)
2. Di tempat-tempat kerusakan, arus yang tidak signifikan muncul, asalkan kapasitas arusnya rendah.

Kekurangan:

1. Deteksi masalah lebih rumit.
2. Kebutuhan untuk mengisolasi instalasi untuk tegangan saluran.
3. Jika korsleting berlanjut untuk waktu yang lama, maka seseorang dapat terluka oleh sengatan listrik jika dia jatuh ke bawah tegangan langkah.
4. Dengan korsleting 1 fase, operasi normal tidak dapat dipastikan perlindungan relai. Besarnya arus penutup secara langsung tergantung pada percabangan rangkaian.
5. Karena akumulasi cacat insulasi dari efek tegangan lebih busur di atasnya, masa pakainya berkurang.
6. Kerusakan dapat terjadi di beberapa tempat akibat putusnya isolasi, baik pada kabel maupun pada motor listrik dan bagian lain dari suatu instalasi listrik.

Ini menyimpulkan ikhtisar prinsip operasi dan fitur jaringan dengan netral terisolasi. Jika Anda ingin melengkapi artikel atau membagikan pengalaman Anda - tulis di komentar, kami pasti akan menerbitkannya!

Bahan terkait:

• Penyebab korsleting
• Cara membuat pentanahan di rumah pribadi
• Apa perbedaan antara pentanahan dan pentanahan?