İzole nötr: ne olduğu ve nerede uygulandığı

Şu anda, günlük hayatta izole bir nötr bulmak zordur, apartmanlarda kablolama yaparsanız asla karşılaşmazsınız. Yüksek gerilim hatlarında ve bazı durumlarda 380V şebekelerde aktif olarak kullanılırken. İzole bir nötre sahip bir ağın ne olduğu ve özelliklerinin ne olduğu hakkında daha ayrıntılı olarak, bu makalede size basit kelimelerle anlatacağız.

Ne olduğunu

"İzole nötr" tanımı şurada verilmiştir: Bölüm 1.7. PUE, madde 1.7.6'da. ve GOST R 12.1.009-2009. İzole edilmiş bir nötrün, bir transformatörde veya jeneratörde nötr olarak adlandırıldığı söylendiğinde, bağlı olmayan genel olarak topraklama cihazı veya koruma cihazları, ölçümler aracılığıyla bağlandığında, alarm.

Nötr, bir "yıldız" devresine bağlandığında transformatörlerin veya jeneratörlerin sargılarının bağlandığı noktadır.

Elektrikçiler arasında, yalıtılmış nötrün kısaltılmış adının BT sistemi, p sınıflandırmasına göre. 1.7.3. Bu tamamen doğru değil. Aynı paragraf, TN-C / C-S / S, TT ve IT tanımlarının 1 kV'a kadar gerilimli ağlar ve elektrik tesisatları için kabul edildiğini söylüyor.

PUE'nin aynı 1.7 bölümünde 1.7.2 maddesi vardır. elektriksel güvenlik önlemleri ile ilgili olarak, elektrik tesisatlarının 4 tipe ayrıldığı söyleniyor - izole edilmiş veya 1 kV'a kadar ve 1 kV'un üzerinde sağlam topraklanmış.

Bu nedenle, böyle bir şebekenin farklı voltaj sınıflarında güvenliği ve uygulamasında bazı farklılıklar vardır ve izole nötr "IT sistemi" ile 10 kV'luk bir hattı aramak en azından yanlıştır. Şematik olarak - neredeyse aynı.

1 kV'a kadar olan ağlarda

Genel bilgi

IT sistemi olarak adlandırılan 1000 V'a kadar voltajlı elektrik tesisatlarında yalıtımlı bir nötrün nerede, nasıl ve hangi durumlarda kullanıldığını anlayalım. PUE bölümünde 1.7. NS. 1.7.3. yukarıda verilene benzer bir tanım verilmiştir, ancak biraz farklıdır. IT kurulumlarında muhafazaların ve diğer iletken parçaların topraklanması gerektiğini söylüyor. Diyagramda nasıl göründüğüne bakalım.

BT ağ trafosunun nötrü toprağa bağlı olmadığından, basit bir ifadeyle, toprak ve faz iletkenleri arasında tehlikeli bir potansiyel farkımız yoktur. IT sisteminde 1 canlı kabloya yanlışlıkla dokunmak güvenlidir. Nispeten düşük voltaj nedeniyle, fazların kapasitif iletkenliği burada ihmal edilir.

İzole nötr ağlarda, belirgin bir faz ve sıfır yoktur - her iki iletken de eşittir.

İnsan vücudundan geçen akım şuna eşittir:

ben_H = 3U_F/(3r_H+ z)

sen_F - faz gerilimi; r_H - insan vücudunun direnci (1 kOhm alınır); z, fazın toprağa göre toplam yalıtım direncidir (faz başına 100 kΩ veya daha fazla).

Bu durumda akım, TN'de olduğu gibi toprağa değil, tellerin yalıtımı yoluyla güç kaynağına geri döner.

İzolasyon direnci faz başına 100 kOhm'dan fazla olduğundan, gövdeden geçen akım zarar vermeyecek miliamper birimleri olacaktır.

Bu sistemin bir sonraki özelliği, çerçeveye giden kaçak akımların ve toprağa giden kısa devre akımlarının düşük olmasıdır. Sonuç olarak, koruyucu otomatikler (röle veya devre kesiciler), sağlam bir şekilde topraklanmış nötr ağlarda alıştığımız şekilde çalışmaz. Ancak yalıtım direnci izleme sistemi tetiklenir.

Buna göre, üç fazlı bir hattın tek fazlı kapanması ile sistem çalışmaya devam edecektir. Bu durumda, kalan iki kablodaki voltaj toprağa göre artar. Bir kişi faz teline dokunursa, altına düşer. hat voltajı.

Bu tasarımla bağlantılı olarak, izole nötrlü bir ağda, sağlam topraklanmış olanın aksine iki tür voltaj yoktur, burada U fazlar arasında_doğrusal (günlük yaşamda 380V) ve faz ile sıfır U arasında_faz (220V). 380V gerilimli tek fazlı bir yükü IT ağına bağlamak için, 380/220 tipi düşürücü transformatörler kullanabilir ve iki faz arasındaki cihazları hat gerilimine bağlayabilirsiniz.

Uygulama kapsamı

Böyle bir çözümün nerede kullanıldığı hakkında konuşalım. Bu güç kaynağı sistemi, Sovyet döneminde konut binalarına elektrik iletmek için yerel elektrik şebekelerinde kullanıldı. Özellikle sağlam topraklanmış nötr kullanımının toprak arızaları sırasında yangın riskini arttırdığı ahşap evlerin elektrifikasyonu için.

Elektrik güvenliği açısından, evlerin güç kaynağında izole edilmiş ve sağlam topraklanmış bir nötr arasındaki fark, bir BT ağında ise iletkenlerden biri, örneğin duvar armatürleri veya su boruları gibi topraklanmış iletken parçalara dokunacak, şebeke düşük akımlar nedeniyle çalışmaya devam edecek sızıntılar.

Buna göre, biri kablolardan birine ve boru hattına dokunursa, biri elektrik çarpmayıncaya kadar, ne sakinler ne de başka biri sorunu bilmeyecek.

Sağlam bir nötr topraklı bir sistemde, en azından diferansiyel koruma çalışacak ve "iyi" bir metal devre olması durumunda devre kesici kapanacaktır. Panel evlerin (Kruşçevler olarak adlandırılan) toplu inşaatının başlamasıyla birlikte terk edildi ve 60'lı ve 80'li yıllarda TN-Cve 90'ların sonunda TN-C-S, aşağıdaki nedenleri okuyun.

Şu anda, artan güvenlik sağlamak için gerekli olan veya normal yapmanın mümkün olmadığı yerlerde izole nötr kullanılmaktadır. topraklama, yani:

• Denizde - platform gövdesinin kullanıldığı gemilerde, petrol ve gaz üretim platformlarında anodik koruma nedeniyle topraklama imkansızdır ve akımın suya aktığı yerlerde yoğun şekilde paslanmaya başlar ve çürümek.
• Madenlerde ve diğer madencilik yerlerinde (380-660V voltaj ile).
• Yeraltında.
• Sabit vinçlerdeki aydınlatma ve kontrol devreleri vb.
• Ayrıca ev tipi benzinli, gazlı veya dizel jeneratörlerde, çıkış terminallerinde izole edilmiş nötrdür.

Sadece yukarıdaki şemada gösterdiğimiz formda değil, aynı zamanda güç sağlamak için kullanılan düşürme ve izolasyon transformatörleri şeklinde de bulunabilir. taşınabilir aydınlatma cihazları (en fazla 50V veya 12V PTEEP madde 2.12.6.) ve kapalı ve nemli ortamda çalıştıkları olanlar dahil diğer ekipman veya araçlar bina.

özetleyelim

1 kV'a kadar izole bir nötrün neden gerekli olduğunu anladık, şimdi elektrikli su ısıtıcıları için izole edilmiş bir nötr ile bir güç kaynağı sisteminin avantajlarını ve dezavantajlarını listeliyoruz.

Kullanmanın faydaları:

1. Daha fazla güvenlik.
2. Örneğin hastane aydınlatması için uygun hale getiren yüksek güvenilirlik.
3. Ekonomik faktör, yalıtılmış nötrlü üç fazlı bir ağda, elektriğin mümkün olan minimum sayıda kablo kullanılarak iletilebilmesidir - üç.
4. Sistem, tek fazlı toprak arızalarında çalışmaya devam edecektir.

Dezavantajları:

1. Bir toprak arızası durumunda, güç beslemesi devam ettikçe kullanım tehlikesi artar.
2. Küçük kısa devre akımları.
3. Birincil kısa devre sırasında kıvılcım olmaz.

1000 V üzerindeki ağlarda

Şu anda, yalıtılmış nötr en çok orta gerilim sınıfı (1-35 kV) olan ağlarda kullanılmaktadır. 110 kV ve üzeri bir ağ için - sağır topraklanmış. Toprağa kısa devre olması nedeniyle, voltajın söylendiği gibi doğrusal hale gelmesi nedeniyle, 110 kV güç iletim hattında faz voltajı (toprak ile faz kablosu arasında) 63,5 kV'dur. Bu, özellikle toprağa kısa devre olması durumunda önemlidir ve yalıtım malzemelerinin maliyetini azaltmanıza olanak tanır.

Bu arada, 35 kV'a kadar daha yüksek bir gerilime sahip bir trafo merkezinde, transformatörlerin birincil sargıları, nötr olmadığı bir üçgende bağlanır.

Düşük kısa devre akımları ve havai hatlarda tek fazlı kısa devre ile çalışabilme özelliği özellikle dağıtım şebekelerinde önemlidir ve kesintisiz bir güç kaynağı düzenlemenizi sağlar. Bu durumda, işletimde kalan fazlar arasındaki kayma açısı değişmeden kalır - 120˚'de.

Binlerce voltluk gerilimlerde, fazların kapasitif iletkenliği ihmal edilemez. Bu nedenle havai elektrik hatlarının tellerine dokunmak insan hayatı için tehlikelidir. Normal modda, kaynak fazlarındaki akımlar, yüklerin toplamı ve toprağa göre kapasitif akımlar ile belirlenirken, kapasitif akımların toplamı sıfırdır ve akım topraktan geçmez.

Yeni başlayanlar için anlaşılır bir dilde sunmak için bazı ayrıntıları atlarsak, toprağa kısa devre ile, hasarlı fazın toprağına göre voltaj sıfıra yaklaşır. Diğer iki fazın gerilimleri lineer değerlere yükseldiği için kapasitif akımları √3 (1,73) kat artar. Sonuç olarak, tek fazlı kısa devrenin kapasitif akımı normalden 3 kat daha fazladır. Örneğin, 10 km uzunluğundaki 10 kV'luk bir havai iletim hattı için kapasitif akım yaklaşık 0,3 A'dır. Bir faz ark vasıtasıyla toprağa kapatıldığında, çeşitli olaylar sonucunda 2-4U'ya kadar tehlikeli aşırı gerilimler meydana gelir._FBu, yalıtımın bozulmasına ve fazdan faza kısa devre.

Oluşma olasılığını dışlamak için yaylar ve olası sonuçların ortadan kaldırılması, nötr, ark bastırma reaktörü aracılığıyla toprağa bağlanır. Bu durumda endüktansı, toprağa kısa devrenin olduğu yerdeki kapasiteye göre seçilir ve ayrıca röle korumasının çalışmasını sağlar.

Böylece, reaktör sayesinde:

1. çok azalır ben_kz.
2. Ark kararsız hale gelir ve hızla söner.
3. Ark söndürüldükten sonra oluşan voltaj yavaşlar, bu da yeniden ark ve anahtarlama akımı olasılığını azaltır.
4. Negatif dizi akımları küçüktür, bu nedenle jeneratörün dönen rotoru üzerindeki etkilerinin önemli bir etkisi yoktur.

İzole nötrlü yüksek voltajlı şebekelerin artılarını ve eksilerini listeleyelim.

Avantajlar:

1. Bir süre acil modda çalışabilir (toprağa kısa devre ile)
2. Arızalı yerlerde, mevcut kapasitenin düşük olması koşuluyla önemsiz bir akım görünür.

Dezavantajları:

1. Sorun tespiti daha karmaşıktır.
2. Tesisatları hat gerilimi için izole etme ihtiyacı.
3. Kısa devre uzun süre devam ederse, altına düşerse kişi elektrik çarpmasıyla yaralanabilir. adım gerilimi.
4. 1 fazlı kısa devrelerde normal çalışma sağlanmaz röle koruması. Kapanma akımının büyüklüğü doğrudan devrenin dallanmasına bağlıdır.
5. Ark aşırı gerilimlerinin etkisinden kaynaklanan yalıtım kusurlarının birikmesi nedeniyle kullanım ömrü kısalır.
6. Hem kablolarda hem de elektrik motorlarında ve bir elektrik tesisatının diğer parçalarında yalıtım arızası nedeniyle birçok yerde hasar meydana gelebilir.

Bu, çalışma prensibine ve izole nötr ağların özelliklerine genel bakışı tamamlar. Makaleyi tamamlamak veya deneyiminizi paylaşmak istiyorsanız - yorumları yazın, kesinlikle yayınlayacağız!

İlgili malzemeler:

• Kısa devre nedenleri
• Özel bir evde topraklama nasıl yapılır
• Topraklama ve topraklama arasındaki fark nedir