Izoliuotas neutralus: kas tai yra ir kur jis taikomas

Šiuo metu izoliuotą neutralę sunku rasti kasdieniame gyvenime, su juo niekada nesusidursite, jei laidus laidysite butuose. Nors jis aktyviai naudojamas aukštos įtampos linijose, taip pat kai kuriais atvejais 380 V tinkluose. Išsamiau apie tai, kas yra tinklas su izoliuotu neutraliu ir kokios jo savybės, paprastais žodžiais pasakysime šiame straipsnyje.

Kas tai yra

„Izoliuoto neutralaus“ apibrėžimas pateiktas 1.7 skyrius. PUE, 1.7.6 punkte. ir GOST R 12.1.009-2009. Kur sakoma, kad izoliuota neutralė vadinama neutralia transformatoriuje arba generatoriuje, neprijungta prie įžeminimo įrenginys apskritai arba kai jis yra prijungtas per apsauginius įtaisus, matavimus, signalizacija.

Neutralus yra taškas, kuriame yra prijungtos transformatorių arba generatorių apvijos, kai jie yra sujungti į "žvaigždės" grandinę.

Tarp elektrikų yra klaidinga nuomonė, kad sutrumpintas izoliuoto neutralaus pavadinimas yra

IT sistema, pagal klasifikaciją p. 1.7.3. Kas nėra visiškai tiesa. Toje pačioje pastraipoje sakoma, kad pavadinimai TN-C / C-S / S, TT ir IT naudojami tinklams ir elektros instaliacijoms, kurių įtampa yra iki 1 kV.

Tame pačiame PUE 1.7 skyriuje yra 1.7.2 punktas. kur sakoma, kad elektros saugos priemonių atžvilgiu elektros instaliacijos skirstomos į 4 tipus – izoliuotas arba tvirtai įžemintas iki 1 kV ir virš 1 kV.

Taigi tokio tinklo saugumas ir pritaikymas skirtingose ​​įtampos klasėse šiek tiek skiriasi ir 10 kV liniją su izoliuota neutrale vadinti „IT sistema“ yra bent jau neteisinga. Nors schematiškai – beveik tas pats.

Tinkluose iki 1 kV

Bendra informacija

Išsiaiškinkime, kur, kaip ir kokiais atvejais elektros instaliacijose, kurių įtampa iki 1000 V, naudojama izoliuota nulė, vadinamoji IT sistema. PUE skyriuje 1.7. NS. 1.7.3. pateiktas apibrėžimas, panašus į pirmiau pateiktą, tačiau jis šiek tiek skiriasi. Jame rašoma, kad IT įrenginių korpusai ir kitos laidžios dalys turi būti įžemintos. Pažiūrėkime, kaip tai atrodo diagramoje.

Kadangi IT tinklo transformatoriaus neutralė nėra prijungta prie įžeminimo, tai, paprastai, pavojingo potencialų skirtumo tarp įžeminimo ir fazinių laidų neturime. Ir netyčia prisilietus prie 1 įtampančio laido IT sistemoje yra saugu. Dėl santykinai žemos įtampos čia nepaisoma fazių talpinio laidumo.

Tinkluose su izoliuota neutrale nėra ryškios fazės ir nulio - abu laidininkai yra lygūs.

Srovė per žmogaus kūną yra lygi:

aš_h = 3 U_f/(3r_h+ z)

U_f - fazinė įtampa; r_h - žmogaus kūno atsparumas (paimtas 1 kOhm); z – bendra fazės izoliacijos varža žemės atžvilgiu (100 kΩ arba daugiau vienai fazei).

Srovė šiuo atveju grįžta į maitinimo šaltinį per laidų izoliaciją, o ne į žemę, kaip yra TN atveju.

Kadangi izoliacijos varža yra didesnė nei 100 kOhm vienoje fazėje, srovė per kūną bus miliamperų vienetai, o tai nepadarys žalos.

Kitas šios sistemos bruožas yra tai, kad nuotėkio srovės į rėmą ir trumpojo jungimo srovės į žemę bus mažos. Dėl to tinkluose su tvirtai įžemintu nuliu neveikia taip, kaip esame įpratę, apsauginė automatika (relės ar automatiniai jungikliai). Tačiau suveikia izoliacijos varžos stebėjimo sistema.

Atitinkamai, vienfaziai uždarius trifazę liniją, sistema ir toliau veiks. Šiuo atveju dviejų likusių laidų įtampa didėja, palyginti su žeme. Jei žmogus paliečia fazinį laidą, jis patenka linijos įtampa.

Dėl šios konstrukcijos tinkle su izoliuota neutrale nėra dviejų tipų įtampos, priešingai nei tvirtai įžeminta, kur tarp fazių U_linijinis (kasdieniame gyvenime 380 V), o tarp fazės ir nulio U_fazė (220V). Norėdami prijungti vienfazę apkrovą prie IT tinklo, kurios įtampa yra 380 V, galite naudoti 380/220 tipo žeminamuosius transformatorius ir prijungti įrenginius tarp dviejų fazių prie linijos įtampos.

Taikymo sritis

Pakalbėkime apie tai, kur naudojamas toks sprendimas. Ši maitinimo sistema sovietmečiu buvo naudojama buitiniuose elektros tinkluose elektrai perduoti į gyvenamuosius pastatus. Ypač medinių namų elektrifikacijai, kur naudojant tvirtai įžemintą neutralę padidėjo gaisro pavojus žemės gedimų metu.

Elektros saugos požiūriu izoliuotos ir tvirtai įžemintos neutralės namų maitinime skiriasi tuo, kad jei IT tinkle vienas iš laidininkų palies įžemintas laidžias dalis, pavyzdžiui, sienų jungiamąsias detales ar vandens vamzdžius, tinklas ir toliau veiks dėl mažų srovių nesandariai.

Atitinkamai, nei gyventojai, nei kas nors kitas apie problemą nesužinos, kol kas nors palies vieną iš laidų ir vamzdyno, niekas nenutrenks elektros srovės.

Sistemoje su tvirtai įžeminta neutrale veiks bent jau diferencialo apsauga, o esant „gerai“ metalinei grandinei išsijungs automatinis pertraukiklis. Prasidėjus masinei skydinių namų statybai (vadinamiesiems chruščiovams), jis buvo apleistas ir 60-80-aisiais perėjo prie TN-C, ir 90-ųjų pabaigoje TN-C-S, skaitykite apie priežastis toliau.

Šiuo metu izoliuotas neutralus naudojamas visur, kur būtina užtikrinti padidintą saugą arba neįmanoma atlikti normalaus veikimo įžeminimas, būtent:

• Jūroje – laivuose, naftos ir dujų gavybos platformose, kur naudojamas platformos korpusas kaip įžeminimas neįmanomas dėl anodinės apsaugos, o vietose, kur srovė teka į vandenį, jis pradės intensyviai rūdyti ir pūva.
• Kasyklose ir kitose kasybos vietose (su 380-660V įtampa).
• Pogrindyje.
• Apie stacionarių kranų apšvietimo ir valdymo grandines ir kt.
• Be to, buitiniuose benzino, dujų ar dyzelino generatoriuose jis yra izoliuotas neutralus išėjimo gnybtuose.

Jį galima rasti ne tik tokia forma, kurią pavaizdavome aukščiau esančioje diagramoje, bet ir žeminamųjų bei izoliacinių transformatorių, kurie naudojami maitinimui nešiojamieji apšvietimo įtaisai (ne daugiau kaip 50 V arba 12 V PTEEP 2.12.6 punktas) ir kita įranga ar įrankiai, įskaitant tuos, su kuriais jie dirba uždaroje ir drėgnoje aplinkoje patalpose.

Apibendrinkime

Išsiaiškinome, kodėl reikalingas izoliuotas neutralus iki 1 kV, dabar išvardijame maitinimo sistemos su izoliuota neutrale elektriniams virduliams privalumus ir trūkumus.

Naudojimo privalumai:

1. Didesnis saugumas.
2. Didelis patikimumas, todėl tinkamas, pavyzdžiui, ligoninių apšvietimui.
3. Ekonominis veiksnys yra tas, kad trifaziame tinkle su izoliuota neutrale elektra gali būti perduodama naudojant mažiausią galimą laidų skaičių – tris.
4. Sistema ir toliau veiks esant vienfaziams įžeminimo gedimams.

Trūkumai:

1. Įvykus įžeminimui, naudojimo pavojus didėja, kai maitinimas tęsiasi.
2. Mažos trumpojo jungimo srovės.
3. Pirminio trumpojo jungimo metu nėra kibirkščių.

Tinkluose virš 1000 V

Šiuo metu izoliuota neutralė dažniausiai naudojama vidutinės įtampos klasės (1-35 kV) tinkluose. 110 kV ir aukštesnės įtampos tinklui - kurčias įžemintas. Dėl to, kad trumpai jungus į žemę, įtampa, kaip buvo sakyta, padidėja iki tiesinės, todėl 110 kV elektros perdavimo linijoje fazinė įtampa (tarp žemės ir fazinio laido) yra 63,5 kV. Tai ypač svarbu trumpojo jungimo į žemę atveju ir leidžia sumažinti izoliacinių medžiagų kainą.

Beje, transformatorių pastotėje su aukštesne įtampa iki 35 kV transformatorių pirminės apvijos jungiamos trikampiu, kur nėra neutralios kaip tokios.

Mažos trumpojo jungimo srovės ir galimybė dirbti su vienfaziu trumpuoju jungimu oro linijose yra ypač svarbūs skirstomuosiuose tinkluose ir leidžia organizuoti nepertraukiamą elektros tiekimą. Tokiu atveju poslinkio kampas tarp veikiančių fazių išlieka nepakitęs - 120˚.

Esant tūkstančių voltų įtampai, negalima nepaisyti fazių talpinio laidumo. Todėl liesti elektros oro linijų laidus pavojinga žmogaus gyvybei. Įprastu režimu srovės šaltinio fazėse nustatomos pagal apkrovų ir talpinių srovių sumą žemės atžvilgiu, o talpinių srovių suma lygi nuliui ir srovė per žemę neeina.

Jei praleisime kai kurias detales, kad pateiktume ją pradedantiesiems suprantama kalba, tada trumpuoju jungimu į žemę pažeistos fazės įtampa, palyginti su žeme, artėja prie nulio. Kadangi kitų dviejų fazių įtampos didėja iki tiesinių verčių, jų talpinės srovės padidėja √3 (1,73) karto. Dėl to vienfazio trumpojo jungimo talpinė srovė yra 3 kartus didesnė už įprastą. Pavyzdžiui, 10 kV oro perdavimo linijai, kurios ilgis 10 km, talpinė srovė yra maždaug 0,3 A. Kai fazė uždaroma į žemę per lanką, dėl įvairių reiškinių atsiranda pavojingų viršįtampių iki 2-4U_f, dėl ko sugenda izoliacija ir fazinis trumpasis jungimas.

Norėdami atmesti atsiradimo galimybę lankai ir galimų pasekmių pašalinimas, neutralė per lanko slopinimo reaktorių prijungiama prie žemės. Šiuo atveju jo induktyvumas parenkamas pagal pajėgumą trumpojo jungimo į žemę vietoje, taip pat taip, kad jis užtikrintų relinės apsaugos veikimą.

Taigi, reaktoriaus dėka:

1. Labai sumažina I_kz.
2. Lankas tampa nestabilus ir greitai išnyksta.
3. Įtampos augimas po lanko gesinimo sulėtėja, todėl sumažėja pakartotinio lanko ir perjungimo srovės tikimybė.
4. Neigiamos sekos srovės yra mažos, todėl jų įtaka besisukančiam generatoriaus rotoriui reikšmingos įtakos neturi.

Išvardinkime aukštos įtampos tinklų su izoliuota neutrale privalumus ir trūkumus.

Privalumai:

1. Kurį laiką jis gali veikti avariniu režimu (su trumpuoju jungimu į žemę)
2. Gedimo vietose atsiranda nereikšminga srovė, jei srovės pajėgumas yra mažas.

Trūkumai:

1. Gedimų nustatymas yra sudėtingesnis.
2. Poreikis izoliuoti įrenginius nuo linijos įtampos.
3. Jei trumpasis jungimas tęsiasi ilgą laiką, žmogus gali būti sužalotas nuo elektros smūgio, jei jis nukris žingsninė įtampa.
4. Esant 1 fazei trumpiesiems jungimams normalus veikimas neužtikrinamas relės apsauga. Uždarymo srovės dydis tiesiogiai priklauso nuo grandinės išsišakojimo.
5. Dėl lanko viršįtampių poveikio jai susikaupusių izoliacijos defektų sutrumpėja jo tarnavimo laikas.
6. Tiek kabeliuose, tiek elektros varikliuose ir kitose elektros instaliacijos dalyse dėl izoliacijos gedimo gali atsirasti žalos keliose vietose.

Tai užbaigia tinklų su izoliuota neutrale veikimo principo ir savybių apžvalgą. Jei norite papildyti straipsnį ar pasidalinti savo patirtimi – rašykite komentaruose, būtinai paskelbsime!

Susijusios medžiagos:

• Trumpojo jungimo priežastys
• Kaip padaryti įžeminimą privačiame name
• Kuo skiriasi įžeminimas ir įžeminimas