Čo je izolované neutrálne a kde sa používa?

V súčasnej dobe je ťažké nájsť izolovanú neutrálnu látku v každodennom živote, nikdy sa s ňou nestretnete, ak urobíte zapojenie do bytov. Vedenia vysokého napätia sa aktívne používajú, ale v niektorých prípadoch aj v sieťach 380V. Jednoducho povedané v tomto článku vám povieme viac o tom, čo je izolovaná neutrálna sieť a aké funkcie má.

Čo je to?

Vymedzenie pojmu „izolovaný neutrál“ je uvedené v kapitola 1.7. UPV, v bode 1.7.6. a GOST R 12.1.009-2009. Ak sa hovorí, že izolovaný je neutrál v transformátore alebo generátore, ktorý nie je vôbec pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu alebo keď je pripojený prostredníctvom ochranných, meracích a signalizačných zariadení.

Neutrál je bod, v ktorom sú vinutia transformátorov alebo generátorov pripojené, keď sú zapnuté podľa schémy hviezd.

Medzi elektrikármi existuje mylná predstava, že skrátený názov izolovaného neutrálneho čísla je IT systém, podľa klasifikácie bodu 1.7.3. To nie je úplne pravda. V tom istom odseku sa uvádza, že označenia TN-C / C-S / S, TT a IT sú akceptované pre siete a elektrické inštalácie s napätím do 1 kV.

V tej istej kapitole 1.7 EIC je ustanovenie 1.7.2. kde sa hovorí, že s ohľadom na elektrické bezpečnostné opatrenia sú elektrické inštalácie rozdelené do 4 typov - izolované alebo jabloňové uzemnené do 1 kV a nad 1 kV.

Existujú teda určité rozdiely v bezpečnosti a použití takejto siete v rôznych triedach napätia a je prinajmenšom nesprávne volať 10 kV vedenie s izolovaným neutrálnym „IT systémom“. Aj keď schematicky - takmer rovnaké.

V sieťach do 1 kV

Všeobecné informácie

Pozrime sa, kde, ako a v ktorých prípadoch používajú izolovaný neutrál v elektrických inštaláciách s napätím do 1 000 V, tzv. IT systém. V kapitole PUE 1.7. Oddiel 1.7.3. je uvedená definícia podobná definícii uvedenej vyššie, ale je mierne odlišná. Hovorí, že kryty a iné vodivé časti v IT systémoch musia byť uzemnené. Zvážte, ako to vyzerá v diagrame.

Pretože neutrál sieťového transformátora IT nie je pripojený k zemi, jednoducho neexistuje nebezpečný rozdiel medzi zemným a fázovým vodičom. A náhodne sa dotknete 1 vodiča v IT systéme. Kvôli relatívne nízkemu napätiu je tu zanedbaná kapacitná vodivosť fázy.

V sieťach s izolovanou neutrálnou fázou neexistuje žiadna výrazná fáza a nula - oba vodiče sú rovnaké.

Prúd v ľudskom tele sa rovná:

ja_hod = 3U_F/ (3r_hod+ z)

U_F - fázové napätie; r_hod - odolnosť ľudského tela (akceptuje sa 1 kOhm); z je celkový izolačný odpor fázy voči zemi (100 kOhm alebo viac na fázu).

Prúd sa v tomto prípade vracia k zdroju energie prostredníctvom izolácie vodičov, a nie k zemi, ako je to v prípade TN.

Pretože izolačný odpor je viac ako 100 kOhm na fázu, prúd v tele bude jednotkami miliampérov, čo nespôsobí ujmu.

Ďalšou charakteristikou tohto systému je to, že zvodové prúdy do plášťa a skratové prúdy k zemi budú nízke. V dôsledku toho nefunguje automatizácia ochrany (relé alebo ističe) spôsobom, na ktorý sme zvyknutí v sieťach s uzemneným nulovým vodičom. Ale monitorovací systém izolačného odporu funguje.

Podobne, s jednofázovým obvodom trojfázového vedenia bude systém naďalej fungovať. V tomto prípade sa napätie na zvyšných dvoch vodičoch zvyšuje v porovnaní so zemou. Ak sa osoba dotkne fázového drôtu, spadne pod ňu sieťové napätie.

V spojitosti s týmto návrhom neexistujú dva druhy napätia v sieti s izolovaným nulovým vodičom, na rozdiel od uzemneného, ​​kde medzi fázami U_lineárne (v každodennom živote 380 V) a medzi fázou a nulou U_fázy (220). Na pripojenie jednofázovej záťaže k sieti s IT systémom s napätím 380 V môžete použiť transformátory typu 380/220 a zariadenia medzi týmito dvoma fázami prepojiť na lineárne napätie.

Rozsah pôsobnosti

Poďme hovoriť o tom, kde sa takéto riešenie používa. Tento napájací systém sa používal v domácich energetických sieťach na prenos elektriny do obytných budov počas sovietskej éry. Najmä pri elektrifikácii drevených domov, kde pri použití uzemneného neutrálneho zdroja sa zvýšilo riziko požiaru v dôsledku zemných porúch.

Z hľadiska elektrickej bezpečnosti je rozdiel medzi izolovaným a uzemneným neutrálnym zdrojom energie v domoch taký, že ak sa jeden z vodičov dotkne uzemnených vodivých častí IT siete, napríklad nástenných armatúr alebo vodovodných potrubí, sieť bude naďalej fungovať v dôsledku nízkych únikových prúdov.

V súlade s tým ani obyvatelia, ani nikto iný nebude vedieť o probléme, kým kým sa niekto nedotkne jedného z drôtov a potrubia, bude niekto šokovaný.

V systéme s uzemneným nulovým vodičom bude fungovať aspoň diferenciálna ochrana a pri „dobrom“ kovovom obvode sa istič otvorí. Na začiatku masívnej výstavby panelových domov (tzv. Chruščov) ju opustili a v 60. - 80. rokoch prešli na TN-Ca koncom 90. rokov TN-C-S, o dôvodoch uvedených nižšie.

V súčasnosti sa izolovaná neutrálna látka používa všade tam, kde je potrebné zaistiť zvýšenú bezpečnosť alebo či nie je možné urobiť normálny stav prípravaa to:

• Na mori - na lodných, ropných a plynových plošinách, kde nie je možné použitie tela plošiny ako uzemnenia z dôvodu ochrany anód, a na miestach, kde prúd tečie do vody, začne hrdzavieť a hniť.
• V baniach a iných banských lokalitách (s napätím 380 - 660 V).
• V metre.
• Na osvetľovacie a kontrolné obvody v stacionárnych žeriavoch atď.
• Aj v domácich benzínových, plynových alebo dieselových generátoroch na výstupných svorkách je izolovaný neutrál.

Dá sa to nájsť nielen vo forme, ktorú sme uviedli vo vyššie uvedenom diagrame, ale aj vo forme transformátorov typu down-down a isolation, ktoré sa používajú na napájanie prenosných svetelných zariadení (nie viac ako 50V alebo 12V PTEEP s. 2.12.6.) A ďalších zariadení alebo nástroje vrátane tých, s ktorými pracujú v uzavretých a vlhkých miestnostiach.

Aby som to zhrnul

Zistili sme, prečo je potrebný izolovaný neutrál do 1 kV, teraz uvedieme výhody a nevýhody elektrického napájacieho systému s izolovaným neutrálom pre figuríny v elektrike.

Výhody použitia:

1. Veľká bezpečnosť.
2. Väčšia spoľahlivosť, ktorá vám umožňuje používať napríklad na osvetlenie nemocníc.
3. Ekonomický faktor - v trojfázovej sieti s izolovanou neutrálnou energiou je možné preniesť elektrinu cez najmenší možný počet káblov - za tri.
4. Systém bude naďalej pracovať s jednofázovými zemnými poruchami.

nevýhody:

1. Zemné poruchy zvyšujú riziko používania, pretože napájanie pokračuje.
2. Malé skratové prúdy.
3. Počas primárnej poruchy nedošlo k iskreniu.

V sieťach nad 1000 V

V súčasnosti sa izolovaný neutrál najčastejšie používa v sieťach so strednou úrovňou napätia (1-35 kV). Pre sieť 110 kV a vyššiu - pevné uzemnené, Skutočnosť, že počas skratu k zemi napätie, ako bolo povedané, stúpa na lineárne, takže v prenosovom vedení 110 kV je fázové napätie (medzi zemou a fázovým vodičom) 63,5 kV. V prípade skratu k zemi je to obzvlášť dôležité a umožňuje to znížiť náklady na izolačné materiály.

Mimochodom, v transformátorových staníc s vyšším napätím do 35 kV sú primárne vinutia transformátorov spojené do trojuholníka, kde nie je neutrálny.

Nízke skratové prúdy a schopnosť pracovať s jednofázovým skratom na vonkajších vedeniach - v distribučných sieťach sú obzvlášť dôležité a umožňujú vám usporiadať nepretržité napájanie. V tomto prípade zostáva uhol posunu medzi fázami zostávajúcimi v práci nezmenený - pri 120 °.

Pri napätí tisícov voltov nemožno zanedbávať kapacitnú vodivosť fáz. Dotyk drôtov VLEP je preto nebezpečný pre ľudský život. V normálnom režime sú prúdy vo fázach zdroja určené súčtom záťaží a kapacitných prúdov vzhľadom na zem, zatiaľ čo súčet kapacitných prúdov je nulový a prúd v zemi neprechádza.

Ak vynecháme niektoré podrobnosti, aby sme mohli uviesť v jazyku zrozumiteľnom pre začiatočníkov, potom sa napätie v pomere k zemi poškodenej fázy blíži k nule. Pretože napätie ostatných dvoch fáz sa zvyšuje na lineárne hodnoty, ich kapacitné prúdy sa zvyšujú o √3 (1,73) krát. V dôsledku toho je kapacitný prúd jednofázového skratu trikrát vyšší ako je obvyklé. Napríklad pre 10 kV vysokonapäťové prenosové vedenie dlhé 10 km je kapacitný prúd približne 0,3 A. Ak je fáza skratovaná na zem prostredníctvom oblúka, v dôsledku rôznych javov sa vyskytujú nebezpečné prepätia až do 2 až 4 U._F, čo vedie k rozpadu izolácie a medzifázový skrat.

Vylúčiť možnosť výskytu oblúky a aby sa eliminovali možné následky, neutrál je pripojený k Zemi prostredníctvom reaktora na potlačenie oblúka. V tomto prípade je jeho indukčnosť zvolená podľa kapacity na mieste skratu k zemi a tiež tak, aby zabezpečila činnosť ochrany relé.

Vďaka reaktoru:

1. Veľa klesá_ks.
2. Oblúk sa stáva nestabilným a rýchlo zhasne.
3. Zvýšenie napätia po zániku oblúka sa spomalí, v dôsledku čoho sa zníži pravdepodobnosť opätovného výskytu oblúka a spínacieho prúdu.
4. Prúdy v opačnej postupnosti sú malé, preto ich účinok na rotačný rotor generátora nemá významný účinok.

Uvádzame zoznam výhod a nevýhod vysokonapäťových sietí s izolovaným neutrálom.

výhody:

1. Po určitú dobu môže pracovať v núdzovom režime (so skratom k zemi).
2. Na miestach porúch sa objaví zanedbateľný prúd za predpokladu, že súčasná kapacita je nízka.

nevýhody:

1. Komplikovaná detekcia porúch.
2. Potreba izolovať inštalácie sieťového napätia.
3. Ak okruh trvá dlho, osoba môže byť šokovaná elektrickým prúdom, ak klesne pod krokové napätie.
4. Pri 1-fázovom skrate nie je zaručená normálna prevádzka ochrana relé, Hodnota poruchového prúdu priamo závisí od vetviaceho obvodu.
5. V dôsledku akumulácie defektov izolácie pri vystavení prepätiu v oblúku sa jej životnosť skracuje.
6. Poškodenie sa môže vyskytnúť na viacerých miestach v dôsledku poruchy izolácie, ako v kábloch, tak aj v elektrických motoroch a iných častiach elektrickej inštalácie.

Týmto sa uzatvára revízia zásady fungovania a vlastností sietí s izolovanou neutrálnou hodnotou. Ak chcete článok doplniť alebo zdieľať svoje skúsenosti - napíšte do komentárov, zverejníme ho!

Súvisiace materiály:

• Príčiny skratu
• Ako urobiť uzemnenie v súkromnom dome
• Aký je rozdiel medzi uzemnením a uzemnením