Trung tính cô lập là gì và nó được sử dụng ở đâu?

Hiện tại, một trung tính biệt lập rất khó tìm thấy trong cuộc sống hàng ngày, bạn sẽ không bao giờ gặp phải nó nếu bạn làm hệ thống dây điện trong căn hộ. Trong khi các đường dây cao thế, nó được sử dụng tích cực, cũng như trong một số trường hợp trong các mạng 380V. Chúng tôi sẽ cho bạn biết thêm về một mạng trung lập bị cô lập là gì và nó có những tính năng gì trong những từ đơn giản trong bài viết này.

Nội dung:

Cái gì đây
Trong các mạng lên tới 1 kV
Thông tin chung
Phạm vi áp dụng
Tóm tắt
Trong các mạng trên 1000 V

Cái gì đây

Định nghĩa của trung lập biệt lập của người Viking được đưa ra trong chương 1.7. PUE, trong đoạn 1.7.6. và ĐI R 12.1.009-2009. Trong đó người ta nói rằng cô lập là trung tính ở máy biến áp hoặc máy phát, hoàn toàn không được kết nối với thiết bị nối đất hoặc khi được kết nối thông qua các thiết bị bảo vệ, đo lường và tín hiệu.

Trung tính là điểm tại đó các cuộn dây của máy biến áp hoặc máy phát được kết nối khi được bật theo sơ đồ "sao".

Trong số các thợ điện, có một quan niệm sai lầm rằng tên viết tắt của trung tính bị cô lập là Hệ thống CNTT, theo cách phân loại khoản 1.7.3. Điều đó không hoàn toàn đúng. Đoạn văn tương tự nói rằng các chỉ định TN-C / C-S / S, TT và IT được chấp nhận cho các mạng và lắp đặt điện với điện áp lên đến 1 kV.

Trong cùng một chương 1.7 của EIC có điều khoản 1.7.2. trong đó người ta nói rằng liên quan đến các biện pháp an toàn điện, lắp đặt điện được chia thành 4 loại - cách điện hoặc nối đất chắc chắn lên đến 1 kV và trên 1 kV.

Do đó, có một số khác biệt về sự an toàn và ứng dụng của một mạng như vậy trong các loại điện áp khác nhau và ít nhất là không chính xác khi gọi đường dây 10 kV với một "hệ thống CNTT" trung lập bị cô lập. Mặc dù sơ đồ - gần như giống nhau.

Trong các mạng lên tới 1 kV

Thông tin chung

Chúng ta hãy xem ở đâu, làm thế nào và trong trường hợp nào họ sử dụng một trung tính biệt lập trong lắp đặt điện với điện áp lên đến 1000 V, được gọi là hệ thống CNTT. Trong chương PUE 1.7. Mục 1.7.3. một định nghĩa tương tự như đã nêu ở trên được đưa ra, nhưng nó hơi khác nhau. Nó nói rằng vỏ và các bộ phận dẫn điện khác trong các hệ thống CNTT phải được nối đất. Xem xét nó trông như thế nào trong sơ đồ.

Do trung tính của máy biến áp của mạng CNTT không được kết nối với mặt đất, nên về mặt đơn giản, chúng tôi không có sự khác biệt tiềm năng nguy hiểm giữa dây nối đất và dây pha. Và vô tình chạm vào 1 dây trực tiếp trong hệ thống CNTT là an toàn. Do điện áp tương đối thấp, độ dẫn pha điện dung bị bỏ qua ở đây.

Trong các mạng có trung tính biệt lập, không có pha rõ rệt và bằng không - cả hai dây dẫn đều bằng nhau.

Dòng điện qua cơ thể con người bằng:

Tôi_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

Bạn_f - điện áp pha; r_h - sức đề kháng của cơ thể con người (1 kΩ được chấp nhận); z là tổng điện trở cách điện của pha so với trái đất (100 kOhm trở lên mỗi pha).

Dòng điện trong trường hợp này trở về nguồn điện thông qua cách điện của dây dẫn chứ không phải xuống đất, như trường hợp của TN.

Vì điện trở cách điện là hơn 100 kOhm mỗi pha, dòng điện qua cơ thể sẽ là các đơn vị milliamp, sẽ không gây hại.

Một tính năng khác của hệ thống này là dòng rò đến vỏ và dòng ngắn mạch xuống đất sẽ thấp. Do đó, tự động hóa bảo vệ (rơle hoặc bộ ngắt mạch) không hoạt động theo cách mà chúng ta đã quen trong các mạng có trung tính nối đất. Nhưng hệ thống giám sát kháng cách điện hoạt động.

Theo đó, với mạch một pha của dòng ba pha, hệ thống sẽ tiếp tục hoạt động. Trong trường hợp này, điện áp trên hai dây còn lại tăng so với mặt đất. Nếu một người chạm vào dây pha, anh ta rơi xuống điện áp đường dây.

Liên quan đến thiết kế như vậy, không có hai loại điện áp trong mạng có trung tính cách ly, trái ngược với loại không nối đất, trong đó giữa các pha U_{tuyến tính}(trong cuộc sống hàng ngày 380V), và giữa pha và không U_pha (220 V). Để kết nối tải một pha với mạng bằng hệ thống CNTT có điện áp 380V, bạn có thể sử dụng máy biến áp bước xuống loại 380/220 và kết nối các thiết bị giữa hai pha với điện áp tuyến tính.

Phạm vi áp dụng

Hãy nói về nơi mà một giải pháp như vậy được sử dụng. Hệ thống cung cấp điện này đã được sử dụng trong lưới điện trong nước để chuyển điện cho các tòa nhà dân cư trong thời kỳ Xô Viết. Đặc biệt đối với việc điện khí hóa các ngôi nhà bằng gỗ, khi sử dụng trung tính có căn cứ, nguy cơ hỏa hoạn do sự cố trái đất tăng lên.

Từ quan điểm về an toàn điện, sự khác biệt giữa trung tính cách ly và trung tính trong nguồn cung cấp điện của nhà là nếu một trong các dây dẫn chạm vào các bộ phận dẫn điện nối đất trong mạng IT, ví dụ như phụ kiện treo tường hoặc ống nước, mạng sẽ tiếp tục hoạt động do dòng điện rò rỉ thấp.

Theo đó, cả người dân và bất kỳ ai khác sẽ không biết về vấn đề này cho đến khi, trong khi ai đó chạm vào một trong những dây và đường ống, ai đó sẽ bị sốc.

Trong một hệ thống có trung tính nối đất, ít nhất bảo vệ vi sai sẽ hoạt động và với mạch kim loại "tốt", bộ ngắt mạch sẽ mở. Với việc bắt đầu xây dựng hàng loạt các ngôi nhà panen (cái gọi là Khrushchev), họ đã từ bỏ nó và trong những năm 60-80 chuyển sang TN-Cvà vào cuối những năm 90 TN-C-S, về những lý do đọc dưới đây.

Hiện tại, trung tính biệt lập được sử dụng bất cứ nơi nào cần thiết để tăng cường bảo mật hoặc cho dù không thể làm cho bình thường nối đất, cụ thể là:

Trong biển - trên tàu, giàn khoan dầu khí, nơi không thể sử dụng thân đế làm nền tảng do bảo vệ cực dương, và ở những nơi dòng nước chảy vào nước, nó sẽ bắt đầu rỉ sét và thối rữa dữ dội.
Trong các mỏ và các khu khai thác khác (với điện áp 380-660V).
Trong tàu điện ngầm.
Về mạch chiếu sáng và điều khiển trong cần cẩu đứng yên, v.v.
Ngoài ra trong các máy phát điện xăng, gas hoặc diesel trong nước tại các đầu ra là một trung tính biệt lập.

Nó có thể được tìm thấy không chỉ ở dạng mà chúng tôi đã trình bày trong sơ đồ trên, mà còn ở dạng máy biến áp bước xuống và cách ly được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị chiếu sáng cầm tay (không quá 50V hoặc 12V PTEEP trang 2.12.6.) Và các thiết bị khác hoặc công cụ, bao gồm cả những công cụ mà họ làm việc trong phòng kín và ẩm ướt.

Tóm tắt

Chúng tôi đã tìm ra lý do tại sao chúng tôi cần một trung tính cách điện lên đến 1 kV, bây giờ chúng tôi sẽ liệt kê những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống cung cấp điện với một trung tính cách điện cho người giả trong điện.

Lợi ích của việc sử dụng:

An ninh tuyệt vời.
Độ tin cậy cao hơn, cho phép sử dụng, ví dụ, để chiếu sáng trong bệnh viện.
Yếu tố kinh tế - trong mạng ba pha với trung tính biệt lập, có thể truyền điện qua số lượng dây nhỏ nhất có thể - trong ba.
Hệ thống sẽ tiếp tục hoạt động với các lỗi trái đất một pha.

Nhược điểm:

Sự cố trái đất làm tăng nguy cơ sử dụng, khi nguồn cung cấp điện tiếp tục.
Dòng điện ngắn mạch nhỏ.
Không có tia lửa trong lỗi chính.

Trong các mạng trên 1000 V

Hiện nay, trung tính biệt lập thường được sử dụng trong các mạng có cấp điện áp trung bình (1-35 kV). Đối với mạng 110 kV trở lên - đất rắn. Do trong quá trình ngắn mạch xuống đất, điện áp, như đã nói, tăng lên tuyến tính, do đó, trong đường dây 110 kV, điện áp pha (giữa mặt đất và dây dẫn pha) là 63,5 kV. Với ngắn mạch xuống đất, điều này đặc biệt quan trọng, và cho phép giảm chi phí vật liệu cách điện.

Nhân tiện, trong KTP có điện áp cao hơn tới 35 kV, các cuộn dây sơ cấp của máy biến áp được nối thành một hình tam giác, nơi không có trung tính như vậy.

Dòng điện ngắn mạch thấp và khả năng làm việc với ngắn mạch một pha trên đường dây trên không - trong các mạng phân phối đặc biệt quan trọng và cho phép bạn tổ chức cung cấp điện liên tục. Trong trường hợp này, góc dịch chuyển giữa các pha còn lại trong tác phẩm vẫn không thay đổi - ở 120 °.

Ở điện áp hàng ngàn volt, độ dẫn điện dung của các pha không thể bị bỏ qua. Do đó, chạm vào dây VLEP là nguy hiểm cho cuộc sống của con người. Trong chế độ bình thường, dòng điện trong các pha của nguồn được xác định bằng tổng tải và dòng điện dung so với mặt đất, trong khi tổng dòng điện dung bằng 0 và dòng điện trong mặt đất không đi qua.

Nếu chúng ta bỏ qua một số chi tiết để đặt ra một ngôn ngữ dễ hiểu cho người mới bắt đầu, thì khi chạm đất ngắn, điện áp so với mặt đất của pha bị hỏng tiến đến 0. Do điện áp của hai pha còn lại tăng lên giá trị tuyến tính, nên dòng điện dung của chúng tăng 3 (1,73) lần. Kết quả là dòng điện dung của ngắn mạch một pha cao gấp 3 lần so với bình thường. Ví dụ, đối với đường dây cao thế 10 kV dài 10 km, dòng điện dung xấp xỉ 0,3 A. Khi một pha bị chạm đất qua một vòng cung, quá áp nguy hiểm lên đến 2-4U xảy ra do các hiện tượng khác nhau._f, dẫn đến sự cố cách điện và ngắn mạch.

Để loại trừ khả năng xảy ra vòng cung và loại bỏ các hậu quả có thể xảy ra, trung tính được kết nối với trái đất thông qua một lò phản ứng ức chế hồ quang. Đồng thời, độ tự cảm của nó được chọn theo điện dung ở vị trí ngắn mạch chạm đất, và do đó nó đảm bảo hoạt động của bảo vệ rơle.

Do đó, nhờ vào lò phản ứng:

Tôi giảm nhiều_ngắn
Vòng cung trở nên không ổn định và nhanh chóng đi ra ngoài.
Sự gia tăng điện áp sau khi tuyệt chủng hồ quang bị chậm lại, do đó, khả năng tái xuất hiện của hồ quang và dòng chuyển mạch bị giảm.
Dòng điện của dãy ngược là nhỏ, do đó, ảnh hưởng của chúng đến rôto quay của máy phát không có ảnh hưởng đáng kể.

Chúng tôi liệt kê những ưu và nhược điểm của mạng điện áp cao với trung tính bị cô lập.

Ưu điểm:

Trong một thời gian, nó có thể hoạt động ở chế độ khẩn cấp (ngắn mạch xuống đất)
Một dòng điện không đáng kể xuất hiện ở những nơi gặp trục trặc, với điều kiện công suất hiện tại là nhỏ.

Nhược điểm:

Phát hiện lỗi phức tạp.
Sự cần thiết phải cách ly cài đặt điện áp đường dây.
Nếu mạch điện kéo dài, thì một người có thể bị sốc điện nếu nó rơi xuống bước điện áp.
Với ngắn mạch 1 pha, hoạt động bình thường không được đảm bảo bảo vệ rơle. Giá trị của dòng sự cố trực tiếp phụ thuộc vào mạch phân nhánh.
Do sự tích tụ của các khuyết tật cách điện do tiếp xúc với quá áp hồ quang, tuổi thọ của nó bị giảm.
Hư hỏng có thể xảy ra ở một số nơi do sự cố cách điện, cả trong dây cáp, và trong động cơ điện và các bộ phận khác của lắp đặt điện.

Điều này kết luận việc xem xét nguyên tắc hoạt động và các tính năng của các mạng với trung lập bị cô lập. Nếu bạn muốn bổ sung bài viết hoặc chia sẻ kinh nghiệm của bạn - viết trong các bình luận, chúng tôi sẽ xuất bản nó!

Tài liệu liên quan: