Vad är isolerat neutralt och var används det?

För närvarande är en isolerad neutral neutral att hitta i vardagen, du kommer aldrig att möta den om du gör kablar i lägenheter. Medan högspänningsledningar används aktivt, liksom i vissa fall i 380V-nätverk. Vi kommer att berätta mer om vad ett isolerat neutralt nätverk är och vilka funktioner det har i enkla ord i den här artikeln.

Vad är det här?

Definitionen av "isolerad neutral" ges i kapitel 1.7. PUE, i punkt 1.7.6. och GOST R 12.1.009-2009. Där sägs att isolerat är neutralen vid transformatorn eller generatorn, inte alls ansluten till jordningsanordningen, eller när den är ansluten genom skydds-, mät- och signalanordningar.

Neutral är den punkt där lindningarna hos transformatorer eller generatorer är anslutna när de slås på enligt "stjärna" -schemat.

Bland elektriker finns det en missuppfattning att det förkortade namnet på isolerad neutral är IT-systemenligt klassificeringen av avsnitt 1.7.3. Vilket inte är helt sant. Samma stycke säger att beteckningarna TN-C / C-S / S, TT och IT accepteras för nätverk och elektriska installationer med spänning upp till 1 kV.

I samma kapitel 1.7 i EIC finns klausul 1.7.2. där det sägs att elektriska installationer i elektriska säkerhetsåtgärder är indelade i fyra typer - isolerade eller fast jordade upp till 1 kV och över 1 kV.

Således finns det vissa skillnader i säkerheten och tillämpningen av ett sådant nätverk i olika spänningsklasser och det är åtminstone felaktigt att kalla en 10 kV-linje med ett isolerat neutralt "IT-system". Även schematiskt - nästan samma.

I nätverk upp till 1 kV

Allmän information

Låt oss se var, hur och i vilka fall de använder en isolerad neutral i elektriska installationer med spänning upp till 1000 V, det så kallade IT-systemet. I PUE-kapitel 1.7. Avsnitt 1.7.3. en definition som liknar den som ges ovan ges, men den är något annorlunda. Den säger att kapslingar och andra ledande delar i IT-system måste vara jordade. Tänk på hur det ser ut i diagrammet.

Eftersom neutralen i IT-nätverkets transformator inte är ansluten till mark, på enkla termer, har vi ingen farlig potentialskillnad mellan jord- och fasledningarna. Och att oavsiktligt röra vid 1 spänning i IT-systemet är säkert. På grund av den relativt låga spänningen försummas kapacitiv fasledningsförmåga här.

I nätverk med isolerad neutral finns det ingen uttalad fas och noll - båda ledarna är lika.

Strömmen genom människokroppen är lika med:

jag_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - fasspänning; r_h - människokroppens motstånd (1 kOhm accepteras); z är fasens totala isoleringsmotstånd relativt marken (100 kOhm eller mer per fas).

Strömmen i detta fall återgår till strömkällan genom isolering av ledningarna och inte till marken, som är fallet med TN.

Eftersom isoleringsmotståndet är mer än 100 kOhm per fas kommer strömmen genom kroppen att vara enheter på milliampor, vilket inte orsakar skada.

En annan egenskap hos detta system är att läckströmmar till höljet och kortslutningsströmmar till marken är låga. Som ett resultat fungerar inte skyddande automatisering (relä eller brytare) på det sätt som vi är vana vid i nätverk med en jordad neutral. Men övervakningssystemet för isoleringsmotstånd fungerar.

Följaktligen kommer systemet med en enfas krets i en trefaslinje att fortsätta att fungera. I detta fall ökar spänningen på de två återstående ledningarna relativt marken. Om en person berör en fastråd faller han under linjespänning.

I samband med denna konstruktion finns det inga två spänningstyper i ett nätverk med en isolerad neutral, i motsats till en lätt jordad, där mellan faserna U_linjär (i vardagen 380V), och mellan fas och noll U_fas (220). För att ansluta en enfasad belastning till nätverket med ett IT-system med en spänning på 380V kan du använda avstängningstransformatorer av typ 380/220 och ansluta enheterna mellan de två faserna till en linjär spänning.

Tillämpningsområde

Låt oss prata om var en sådan lösning används. Detta kraftförsörjningssystem användes i inhemska kraftnät för att överföra el till bostadshus under sovjettiden. Speciellt för elektrifiering av trähus, där när man använder en jordad neutral, ökade risken för brand på grund av jordfel.

Ur elektrisk säkerhetssynpunkt är skillnaden mellan en isolerad och en jordad neutral i husets strömförsörjning att om en av ledarna berör de jordade ledande delarna i IT-nätet, till exempel väggbeslag eller vattenledningar, kommer nätverket att fortsätta att fungera på grund av låga läckströmmar.

Följaktligen kommer varken invånarna eller någon annan att veta om problemet förrän någon berör en av ledningarna och rörledningen, någon kommer att bli chockad.

I ett system med en jordad neutral kommer åtminstone differentiellt skydd att fungera, och med en "bra" metallkrets öppnas brytaren. I början av den massiva byggningen av panelhus (den så kallade Khrushchev) övergav de den och på 60-80-talet bytte till TN-Coch i slutet av 90-talet TN-C-S, om skälen läs nedan.

För närvarande används isolerad neutral varhelst det är nödvändigt att ge ökad säkerhet eller om det inte är möjligt att göra normalt jordning, nämligen:

• I havet - på fartyg, olja och gasplattformar, där användning av plattformskroppen som jordning är omöjlig på grund av anodskyddet, och på platser där strömmen rinner ut i vattnet, kommer det att börja rostas och ruttna intensivt.
• I gruvor och andra gruvplatser (med en spänning på 380-660V).
• I tunnelbanan.
• På belysnings- och styrkretsar i stationära kranar, etc.
• Även i inhemsk bensin, gas eller dieselgeneratorer vid utgångsterminalerna är en isolerad neutral.

Det finns inte bara i den form som vi presenterade i diagrammet ovan, utan också i form av avstängnings- och isoleringstransformatorer som används för att driva bärbara belysningsanordningar (inte mer än 50V eller 12V PTEEP s. 2.12.6.) Och annan utrustning eller verktyg, inklusive de som de arbetar med i slutna och fuktiga rum.

För att sammanfatta

Vi räknade ut varför vi behöver en isolerad neutral upp till 1 kV, nu kommer vi att lista fördelar och nackdelar med strömförsörjningssystemet med en isolerad neutral för dummier inom elektricitet.

Fördelar med användning:

1. Stor säkerhet.
2. Större tillförlitlighet, vilket gör att du till exempel kan använda för belysning på sjukhus.
3. Den ekonomiska faktorn - i ett trefas nät med isolerat neutralt är det möjligt att överföra el genom det minsta möjliga antalet ledningar - i tre.
4. Systemet kommer att fortsätta arbeta med enfas jordfel.

nackdelar:

1. Jordfel ökar risken för användning när strömförsörjningen fortsätter.
2. Små kortslutningsströmmar.
3. Inga gnistor vid primärt fel.

I nät över 1000 V

För närvarande används isolerat neutralt oftast i nätverk med en medelspänningsklass (1-35 kV). För ett nätverk på 110 kV och högre - fast jordad. På grund av det faktum att under kortslutning till mark stiger spänningen, som sagt, till linjär, så i 110 kV transmissionsledningen är fasspänningen (mellan marken och fasledaren) 63,5 kV. Med kortslutning till marken är detta särskilt viktigt och gör det möjligt att minska kostnaderna för isoleringsmaterial.

Förresten, i KTP med en högre spänning på upp till 35 kV, är transformatorernas primära lindningar anslutna till en triangel, där det inte finns någon neutral som sådan.

Låga kortslutningsströmmar och förmågan att arbeta med enfas kortslutning på luftledningar - i distributionsnät är särskilt viktiga och gör att du kan organisera oavbruten strömförsörjning. I detta fall förblir växlingsvinkeln mellan faserna som är kvar i arbetet oförändrad - vid 120 °.

Vid spänningar på tusentals volt kan fasens kapacitiva konduktivitet inte försummas. Därför är det farligt för människors liv att beröra VLEP-ledningarna. I normalt läge bestäms strömmarna i källans faser av summan av laster och kapacitiva strömmar relativt marken, medan summan av de kapacitiva strömmarna är noll och strömmen i marken inte passerar.

Om vi ​​utelämnar vissa detaljer för att kunna beskrivas på ett språk som är förståeligt för nybörjare, kommer spänningen i förhållande till marken för den skadade fasen att närma sig med en kort till mark. Eftersom spänningarna i de andra två faserna ökar till linjära värden ökar deras kapacitiva strömmar med √3 (1,73) gånger. Som ett resultat är den kapacitiva strömmen för en enfas kortslutning 3 gånger högre än normalt. Till exempel, för en 10 kV högspänningsöverföringsledning som är 10 km lång, är den kapacitiva strömmen ungefär 0,3 A. När en fas kortsätts till mark genom en båge uppstår farliga överspänningar upp till 2-4U som ett resultat av olika fenomen._f, vilket leder till en nedbrytning av isolering och gränssnitt kortslutning.

För att utesluta möjligheten att uppstå bågar och eliminera möjliga konsekvenser är neutralen ansluten till jorden genom en bågsundertryckningsreaktor. Samtidigt väljs dess induktans beroende på kapacitansen i stället för en kortslutning till marken, och även så att den garanterar funktionen för reläskydd.

Tack vare reaktorn:

1. Jag minskar mycket_ks.
2. Bågen blir instabil och går snabbt ut.
3. Ökningen i spänning efter utsvängningen av bågen bromsas, vilket resulterar i att sannolikheten för återuppträdande av bågen och omkopplingsströmmen reduceras.
4. Strömmarna i den omvända sekvensen är små, därför har deras effekt på generatorns roterande rotor inte någon signifikant effekt.

Vi listar fördelar och nackdelar med högspänningsnät med isolerat neutralt.

fördelar:

1. Under en tid kan det fungera i nödläge (med kortslutning till mark)
2. En svag ström visas vid felpunkter, förutsatt att strömkapaciteten är liten.

nackdelar:

1. Komplicerad feldetektering.
2. Behovet av att isolera nätspänningsinstallationer.
3. Om kretsen varar länge kan en person bli chockad av elektrisk chock om den faller under stegspänning.
4. Med 1-fas kortslutning säkerställs inte normal drift reläskydd. Värdet på felströmmen beror direkt på grenkretsen.
5. På grund av ackumuleringen av isolationsfel från exponering för bågens överspänningar, minskas dess livslängd.
6. Skador kan uppstå på flera ställen på grund av isolering, både i kablar och i elmotorer och andra delar av den elektriska installationen.

Detta avslutar granskningen av principen om drift och funktioner i nätverk med isolerat neutralt. Om du vill komplettera artikeln eller dela din erfarenhet - skriv i kommentarerna så publicerar vi den!

Relaterade material:

• Orsaker till kortslutning
• Hur man gör jordning i ett privat hus
• Vad är skillnaden mellan jordning och jordning