Brugen af ​​elektriske netværk med en isoleret neutral

En isoleret neutral er nulpunktet af en transformer eller generator, der ikke er forbundet til en jordingsanordning eller er forbundet til den gennem en høj modstand.

Elektriske netværk med isoleret neutral bruges i elektriske netværk med spændinger på 380 — 660 V og 3 — 35 kV.

Anvendelse af netværk med isoleret neutral ved spænding op til 1000 V

Tre-leder elektriske netværk med isoleret neutral bruges ved en spænding på 380 — 660 V, når det er nødvendigt for at overholde de øgede krav til elektrisk sikkerhed (elektriske netværk af kulminer, kaliminer, tørveminer, mobile installationer). Netværk af mobile elektriske installationer kan implementeres med fire ledninger.

Ved normal drift er netværksfasernes spændinger til jord symmetriske og numerisk lig med installationens fasespænding, og strømmene i kildefaserne er lig med fasebelastningsstrømmene.

I netværk med en spænding på op til 1 kV (som regel korte længder) negligeres den kapacitive ledningsevne af faserne i forhold til jorden.

Når en person rører ved fasen af ​​netværket, passerer strømmen gennem hans krop

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

hvor Uf — fasespænding; r3 — modstanden af ​​den menneskelige krop (taget lig med 1 kΩ); z — impedans fra isolering af fasen til jord (100 kΩ eller mere pr. fase).

Siden z >>r3 er strøm I ubetydeligt lille. Derfor er det relativt sikkert for en person at røre ved fasen. Det er denne omstændighed, der bestemmer brugen af ​​en isoleret neutral i de elektriske installationer af de genstande, hvis lokaler, ud fra et synspunkt om faren for elektrisk stød for mennesker, er klassificeret som særligt farlige eller af øget fare.

I tilfælde af defekt isolering, når z << rz, en person, der rører ved fasen, falder under fasespændingen. I dette tilfælde den nuværende. passage gennem den menneskelige krop kan overstige den dødelige værdi.

Ved enfasede jordfejl stiger spændingen af ​​de fejlbehæftede faser i forhold til jorden lineært, og strømmen, der passerer gennem den menneskelige krop, når den rører den intakte fase i øjeblikke af en kortslutning, er altid farlig, da den når op på flere hundrede milliampere (her z << rз og i stedet for værdien Uf-værdien af ​​linjespændingen skal erstattes i formlen, dvs. √3.

En konsekvens af ovenstående er brugen i sådanne netværk som en beskyttende foranstaltning af beskyttende afbrydelse eller jordforbindelse i kombination med tilstandsovervågningsisolationsnetværk. Langtidsdrift af nettet med enfasede jordfejl er ikke tilladt i disse elinstallationer.

Grundlaget for brugen af ​​jording i kombination med tværsnitsisoleringsovervågning er det faktum, at den faste jordfejlstrøm Ic i netværk med en isoleret neutral, det afhænger ikke af jordingsmodstanden af ​​husene til elektrisk udstyr, som ikke er normalt strømførende (på grund af det faktum, at jordingspunktets ledningsevne er væsentligt højere end summen af ​​ledningsevnen af ​​neutralen, isolerings- og fasekapaciteten i forhold til jorden), og spændingen af ​​den beskadigede fase i forhold til jorden Uz er en lille del af kildens fasespænding.

Værdier af mængderne AzSand Uz for symmetrisk modstandsisolering i forhold til jorden bestemmes som følger:

Azh = 3Uf /z, Uz = Ažs x rz = 3Uφ x (rz/ z)

hvor rz — jordingsmodstand for huse til elektrisk udstyr. Siden z >> rz, så Uz << Uf.

Som det kan ses af formlerne, i netværk med en isoleret neutral, forårsager kortslutningen af ​​en fase til jord ikke kortslutningsstrømme, strømmen I er flere milliampere. Beskyttende nedlukning sikrer automatisk nedlukning af den elektriske installation i tilfælde af elektrisk stød og i underjordiske netværk er baseret på automatisk overvågning af isoleringens tilstand.

Anvendelse af netværk med isoleret neutral ved spændinger over 1000 V

Tretråds elektriske netværk med en spænding på mere end 1 kV med en isoleret neutral (med lave jordstrømme) omfatter netværk med en spænding på 3 — 33 kV. Her kan den kapacitive konduktans af faserne i forhold til jord ikke negligeres.

I normal tilstand er strømmene i kildens faser bestemt af den geometriske sum af belastninger og kapacitive strømme af faserne i forhold til jorden Den geometriske sum af de kapacitive strømme af de tre faser er lig nul, derfor ingen strøm løber gennem jorden.

I en fast jordfejl bliver spændingen til jord af denne fejlbehæftede fase omtrent lig nul., og spændingerne til jord i de to andre (fejlbehæftede) faser stiger til lineære værdier. Kapacitive strømme af ubeskadigede faser øges også √3 gange, da ikke fase, men linjespændinger nu påføres fasekapacitanserne. Som et resultat viser den kapacitive strøm af en enfaset jordfejl sig at være 3 gange den normale kapacitive strøm pr. fase.

Den absolutte værdi af disse strømme er relativt lille. Så for en luftledning med en spænding på 10 kV og en længde på 10 km er den kapacitive strøm NSomkring 0,3 A., og for en kabelledning med samme spænding og længde - 10 A.

Brugen af ​​et treledernetværk med en spænding på 3 — 35 kV med en isoleret neutral skyldes ikke kravene til elektrisk sikkerhed (sådanne netværk er altid farlige for mennesker) og evnen til at sikre normal drift af tilsluttede elektriske modtagere til fase-fasespænding i en vis periode. Faktum er, at med enfasede jordfejl i netværk med en isoleret fase-neutral forbliver fase-til-fase-spændingen uændret i størrelse, og fasen forskydes med en vinkel på 120 °.

Spændingsstigningen i ubeskadigede faser til en lineær værdi strækker sig, indtil alt er der, og ved længere tids eksponering er isolationsskader og en efterfølgende kortslutning mellem faserne mulig.Derfor, i sådanne netværk, for hurtigt at finde jordfejl, bør der udføres automatisk isoleringskontrol, der virker på signalet, når isolationsmodstanden for en af ​​faserne falder under en forudbestemt værdi.

I netværk, der forsyner understationer til mobile installationer, tørveminer, kulminer og i kaliminer, skal jordfejlsbeskyttelsen fungere for at afbryde forbindelsen.

Når en fase er lukket til jorden af ​​en lysbue, resonansfænomener og farlige overspændinger op til (2,5 — 3,9) Uph, hvilket med svækket isolering fører til dens svigt og kortslutning. Derfor bestemmes niveauet af linjeisolation af frekvensen af ​​resonansoverspændinger.

Afbrydende lysbuer opstår i netværk med kapacitive jordfejlstrømme over 10 og 15 A ved spændinger på henholdsvis 35 og 20 kV over 20 og 30 A ved spændinger på henholdsvis 6 og 10 kV.

For at eliminere muligheden for intermitterende lysbuer og for at eliminere de tilknyttede farlige konsekvenser for isolering omfatter elektrisk udstyr i den neutrale del af et tretrådsnetværk en induktiv lysbueundertrykkelsesreaktor… Reaktorens induktans er valgt på en sådan måde, at den kapacitive strøm på stedet for jordfejlen er så lille som muligt og samtidig garanterer driften af ​​relæbeskyttelsen, der reagerer på en enfaset jordfejl.

M.A. Korotkevich